卓越工程师工程思维的基本特征及培养模式研究

卓越工程师工程思维的基本特征及培养模式研究

来源:www.51fabiao.org作者:jingju发布时间:2015-07-05 10:45
本文为工程师论文,笔者以卓越工程师的培养为出发点,对卓越工程师的思维特点进行了分析,并对卓越工程师工程思维的培养途径进行了简单的探讨,提出了一些培养建议。
工程思维是工程活动的主体在解决工程实际问题中所运用的思维,是工程的主体必须具备的核心能力,能否在工程活动中建立适应工程内在发展规律的思维方式,是一名工程人员能否成为卓越工程人才的关键。
然而,由于目前我国高等工程教育对工程人才的培养是以学科和专业划分的,因此工程人才的分类也是从专业技术层面进行的,如工程师可以分为机械工程师、电气工程师、化学工程师、材料工程师、软件工程师、质量工程师和管理工程师等。由于学科和专业划分得过窄和过细,目前工程教育对工程人才的培养更多注重学生专业技术和专业知识的传授,而忽视学生工程思维的培养,即使重视学生工程思维的培养,也仅局限于工程思维中科学技术性思维的培养,而缺失人文哲学性思维的培养。但从客观实际而言,在社会的各个领域和各行各业,都存在非常卓越的工程人才,他们在表现出非凡的专业技术特长和较强的工程创新能力等个性化特征的同时,在其工程思维中一定存在一些共性的特征和品质。
因此,应从卓越工程师的培养出发,探索卓越工程师工程思维的基本特征,并且研究如何建立与其相适应的培养模式。

1思维的基本内涵及形式

思维是人类社会诞生以来所特有的一种极为复杂的心理现象,是人脑对客观事物能动地、间接地和概括反映,体现了人类对客观物质世界的认识过程和反映过程。思维的基本结构形式及其相互对应关系可以用图1表达。逻辑思维与形象思维具有一定的对应关系,逻辑思维是人类最基本的思维方式,它是在感性认识的基础上,运用概念、判断、推理等形式对客观世界间接、概括的反映过程,是其他思维方式产生的基础,又称抽象思维。而形象思维是在反映客体具体形态的感性认识基础上,通过意想、联想和想象揭示对象本质及其规律的思维方式。正向思维与逆向思维相对应,正向思维是针对具有一定文化传统和历史的人群所具有的正常思维方式,而逆向思维则是悖逆人们的传统思路和想法,能够突破传统的想法和思路而寻求标新立异。纵向思维与横向思维相对应,正如逻辑思维和正向思维一样,纵向思维仍然体现的是一种传统性思维方式,体现的是一种依据逻辑思维和正向思维的直上直下的思考过程,横向思维则是指当纵向思维不能贯通时,能在横向思索中发现有创造性的目标或答案。发散思维与收敛思维相对应,两种思维都是思维方式中较为活跃的部分,发散思维是指人们在解决问题时,思维方式能够扩展开来,在头脑中已有的信息中寻找到更多的信息和更多的渠道,从而朝着众多方向去探求各种不同的途径、方法和答案,收敛思维则是人们在解决问题时,能够在已有的众多信息中,利用已有的知识和经验,通过逻辑性的思考,把众多信息逐步条理化,最后获得符合逻辑的结论,把握最为重要的具有核心价值的信息。创造性思维是基于人类创造性和创新性活动而提出的一种思维方式,是人类思维形式中最精彩、最有价值的部分,是前面所提出八种思维方式的累积和升华,但它更多地表现为非形式化和非理性,它是以非逻辑思维为核心的。人类的形象思维、逆向思维、横向思维和发散思维都具有非逻辑的特征,都有助于人类创造性思维的形成。创造性思维的表现形式通常为想象、直觉和灵感。
想象作为一种重要的思维活动,它是基于已有的材料和知识,通过重新加工、排列和组合而创造出新的形象或产生新的联想。直觉作为一种思维形式,则是指人们不受某种固定的逻辑思维模式限制,而直接领悟事物的本质。灵感作为创造性思维的一种突出表现形式,是一种思维的飞跃,是创造性的高潮部分,它是人们经过长期、过量的思考之后,在某种诱因的触发下,大彻大悟,思路豁然开朗。然而,不可否认,人类的创造性思维不是一蹴而就的,人类所产生的任何想象、直觉和灵感,都是人们长期知识、经验、信息积累的结果,都体现了人类的不懈努力和执著追求。

2卓越工程师的工程思维

科学、技术和工程是人类社会中存在的三种重要的社会实践活动,也是人类社会不断走向文明的标志和保障。人类社会文明的每一次进步,无不是科学、技术和工程进步的结果。根据科学、技术和工程三种社会实践活动的特征以及三种社会实践活动主体思维方式的不同,可以把人类的思维方式分为科学思维、技术思维和工程思维。科学思维是科学研究人员所应具有的思维方式,体现了他们对科学研究工作的认识和态度,也表现为他们从事科学研究工作所采用的方式和方法。由于科学是人类探索已有世界,追求真理的一种社会实践活动,因此科学思维应该是一种追求真理的思维,是一种辨别是非的思维,是一种甄别对错的思维。所以说,科学研究人员的思维活动以及价值诉求,更多地依赖于他们的兴趣和好奇心以及他们对科学事业的热爱,而不是任何功利的驱动。工程思维是工程人员所应具有的思维方式,表现为他们对工程设计、工程制造、工程运行和工程管理等活动的认识过程,也体现了他们在工程活动中解决工程实际问题所采用的方式、方法和原则。由于工程是人类改造客观物质世界、构建新的事物满足人类社会需求的社会实践活动,因此工程思维是一种追求财富的思维,是一种向往功利的思维,是一种追求卓越的思维。
在工程人员的思维活动中,他们必须时刻思考着能够为人类社会创造更多的物质财富,能够为人类社会创造更多的创新产品,能够为人类社会提供更优质的服务。技术思维应该是介于科学思维和工程思维之间的一种思维方式,既具有科学思维的特征,又具有工程思维的影子。李伯聪等学者对技术给予了很好的描述,技术是人类为了满足社会需要,运用科学知识,在改造、控制和协调多种要素的实践活动中所创造的劳动手段、工艺方法和技能体系的总称,是人工自然物及其创造过程的统一,是在人类历史过程中发展着的劳动技能、技巧、经验和知识,是人类合理改造自然、巧妙利用自然规律的方式和方法。所以说,技术思维离不开科学思维,技术思维也是工程思维不可或缺的。总之,科学思维、技术思维和工程思维之间很难有一个严格的定义,它们之间也很难有一个严格的界限,因为它们之间都有着千丝万缕的联系,又有着各自的特点。当然,科学思维、技术思维和工程思维的提出是从科学、技术和工程三种实践活动的角度出发,对于我们前面提出的逻辑思维、形象思维、正向思维、逆向思维、纵向思维、横向思维、发散思维和收敛思维等人类的基本思维方式,都存在于科学思维、技术思维和工程思维之中。卓越工程师应该是众多工程师当中的佼佼者,他们不仅拥有深厚的科学基础知识,而且拥有先进的技术手段,尤其他们对工程活动具有深刻的认识和理解,他们对工程活动中的技术问题、道德问题、法律问题、伦理问题、环境问题、文化问题都能够有很好的解读,他们能够在工程实践活动中解决各种复杂的工程难题,更重要的是他们能够在工程活动中不断创新,产生新的思想,创造新的产品,发现新的方法,不断追求卓越。
所以说,卓越工程师的工程思维不仅要具有逻辑思维、形象思维、正向思维、逆向思维、纵向思维、横向思维、发散思维和收敛思维等人类的基本思维方式,而且要具有一个最为重要的思维方式,那就是创造性思维。卓越工程师就是因为有了创造性思维,才能使他们的工程产品不断推陈出新,立于不败之地。

3卓越工程师工程思维的培养途径

3.1丰富工程理论课程体系
我国目前的高等工程教育并没有走出科学教育的基本模式,没有进入工程回归实践的工程教育模式。从目前的高等工程教育本科教学的课程体系设置可以看出,许多课程只重视对学生科学技术知识的培养,学生从中只能学到一些科学理论知识和技术理论知识,而对工程理论知识知之甚少,甚至很多学生毕业走上工作岗位后,还不知道工程师的真正意义是什么。因此,在高等工程教育本科人才培养方案中,应该开设一些工程理论课程,让学生了解工程伦理、工程文化、工程生态、工程实践等知识,从而培养他们作为一名卓越工程师所应具备的工程素质。

3.2加强工程实践教学地位
工程作为一种社会实践活动,其最基本的特征就是实践性。任何一位卓越的工程师,都不是从理论中走出来的,也不是从书本中学出来的。一名工程师只有经历了工程实践活动的历练和洗礼,通过不断解决工程实际问题,才能逐渐成为一名卓越的工程师。另外,工程的另一个基本特征是工程知识的默会性,即许多工程知识是无法用语言表达的,只有工程人员在解决工程实际问题中才能学到。因此,在高等工程教育人才培养体系中,必须加强工程实践教学的地位,增加工程实践教学环节,减少理论教学的比重,要在工程实践教学环节中培养学生的工程实践能力和工程综合素质。

3.3赋予学生自主学习空间
一名卓越工程师,不可能通过传统的知识传授模式培养出来,而必须通过他们自身的独立成长和锻炼才能够形成。因此,在人才培养方案设计中,应该能够以培养学生的学习积极性、主动性和创造性为出发点。尤其是对于工程知识的学习和工程创新思维的培养,是无法单凭通过教师的传授而学习的,需要学生进行自主的学习和独立的思考,教师所起到的作用应该是合理的引导而不是简单的传授。因此,不要把学生的学习设置在有限的课程群里,要给予学生更多根据自身兴趣和成长需要选择课程的机会。另外,要设置更多的开放性教学环节,让学生的思维能够在自由开放的教学环境中得到飞跃,而不是使学生陷入思维定势的泥潭。任何一个卓越工程师的创造性思维,一定是在创造性的工程活动中锻炼和培养的。

3.4建立校企联合培养模式
对于我国目前的高等工程教育基本形势而言,四年的本科教育并不能给予学生充分的工程实践教育,尤其是目前高等工科院校的资源配置无法提供学生参加更多工程实践活动的机会。也就是说,只依赖于高校自身,很难让学生亲身经历工程设计、工程运行、工程管理、工程决策等实际的工程活动,因为这将需要巨大的物力成本和人力成本,高校本身无法承担相应的投入。因此,对于卓越工程师的培养,需要全社会来共同承担责任,建立校企联合的培养方式尤为重要。在四年的本科教育中,应该让学生有更多的机会进入企业参与实际工程活动,能够得到实际的工程历练。对于社会效益的提升和人才培养成本而言,这都将是最好的选择。由企业承担一部分培养卓越工程师的责任,可以显著降低人才培养成本,因为学生在参与企业的实际工程项目受到锻炼时,完全可以利用企业现有的场地、产品、设备和成熟的工程运行模式,无需更多的投入。另外,企业也可以根据自身对人才的需求,从在本企业进行工程锻炼的学生中选择优秀的人才。

4结束语

以卓越工程师的培养为出发点,对卓越工程师的思维特点进行了分析,并对卓越工程师工程思维的培养途径进行了简单的探讨,提出了一些培养建议,在后续的工作中还要进行深入系统的研究。然而,毋庸置疑,卓越工程师的培养是我国高等工程教育迫切需要解决的问题。如何培养学生的工程创新思维,提高学生的工程综合素质和工程实践能力,仍是我们广大教育工作者长期思考的问题。

参考文献(略)