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关键词:知识论,科学知识,技术知识,工程知识
abstract: the paper firstly by the critical to positivism knowledge to build on the position of knowledge based on the life practice, with the ternary elements in science, technology and engineering, along the two basic questions on knowledge - what the knowledge is and how it is possible? namely the question is the examination of the knowledge based on of what kind of activities, to analyze the existing problem and shortcoming about the study of previous scientific knowledge and technical expertise, engineering knowledge under the framework of the popular knowledge. from the position of knowledge based on the life practice, the scientific knowledge took as the descriptive knowledge, its goal and the intention is lies on the understanding world, the description the way of world existence; the technical knowledge took as the motion the procedural nature and the standard knowledge, its goal lies on the solution of the question in the practice process _makes any_ and _how does_ but the engineering knowledge took as the plight knowledge, its goal lies on the artificial successful construction in the boundary territory. the three is the different in nature, but meantime is the extremely close relationship.
key words: knowledge theory;scientific knowledge;technical knowledge;engineering knowledge
在科学、技术、工程三元论的构架下,科学知识、技术知识、工程知识作为科学、技术、工程相应的知识形态,由于三者本质属性的不同而具有各自的特征。但是长期以来,由于实证主义知识论的广泛影响,国内外大多数的学者普遍认为 :技术知识是科学知识的应用,而工程知识则是技术知识的应用。工程知识、技术知识仅被视为科学知识的“退化形式”,尤其是工程知识,根本没有作为独立知识形态的合法地位。本文试图通过对实证主义知识论的批判,来转变知识论的立场。在立足于生活实践的知识论立场上,来对科学知识、技术知识、工程知识的本质、特性加以尝试性的研究。
一、知识论立场的转变
近现代以来,随着理论自然科学取得的巨大成就,西方知识论经过经验主义、唯理主义和康德先验主义的演变,实证主义知识论逐步成为西方居于主流地位的知识论。尽管自上世纪五、六十年代以后,实证主义知识论作为流派,在理论界已经风光不在,并且遭到了众多的批判,但是,在现实生活中,它的主张已经广泛渗透到公众的意识里,深深地影响着公众乃至于知识界对科学知识以及人类其它知识的整体理解。
逻辑实证主义对科学知识的本性作了系统的解释。科学知识是实证的、客观的,任何科学命题都要经受得住实验和事实的考验,要符合可证实性原则,否则就是没有意义的,是形而上学。整个科学就是一个存在意义关联的命题集,是一个严密的、前后一致的逻辑体系和公理系统。由于经验世界是统一的,因而表述经验世界的科学语言也是统一的。正如卡尔纳普所说:“物理语言是一种普通科学语言……,科学是一个统一的体系,在这个体系中没有根本不同的对象或领域,这就是关于科学统一的理论”。[1] 尽管实证主义知识论涉及的人物和思想众多,但其根本观点和目标是一致的,那就是把科学限制于经验范围之内,满足于对经验的描述和整理,只有这样的科学知识才是客观、确切和有用的知识。这样,他们把知识几乎全部等同于科学知识,并且认为它在价值上是中立的,具有工具合理性。逻辑实证主义对当时和以后的经济学、社会学、法学、历史学、心理学等产生了深刻而广泛的影响,按实证科学知识的模式去改造与重建各类知识几乎成为一种潮流和时尚。
实证主义知识论从20世纪中叶起遭受了众多学派学者的批判。其实早30年代,胡塞尔在《欧洲科学危机和超验现象学》一书中就指出:“欧洲危机的根源在于实证主义、怀疑论、非理性主义等错误的哲学思潮排挤了欧洲传统的理性主义的精髓。” [2] 持历史主义的库恩、费耶阿本德等,持后现代科学知识观的罗蒂、利奥塔等,还有科学知识社会学(ssk)的布鲁尔、拉图尔等,以及强调“个人知识”的波兰尼等,他们各自站在自己的知识论立场上,对实证主义知识论进行了剧烈的批判。在这些思潮看来,科学是一项解释性的事业,科学知识并非由科学家发现的客观事实,并非科学家对外在自然界的客观反映和合理表述,而是科学家在实验室里制造出来,并且通过各种修辞手段使之得以认定为普遍真理的局部知识,是负载着社会利益或受到特定社会因素塑造的。费耶阿本德认为科学本质上是无政府主义的事业,对科学的研究可以采用任何方法,各种巫术、神话都与科学一样在文化上是平等的,没有贵贱之分。“任何思想,不管是多么古旧和荒谬,都有可能改善我们的知识”。[3] 反对实证主义知识论赋予科学知识的唯一霸权。
在笔者看来,实证主义知识论的问题与缺失主要存在于三个方面:
(1)实证主义的以知识论、方法论替代认识论,拒绝从哲学上对科学认识进行论证,试图使科学免受哲学的影响。然而,在科学上排除哲学的影响并不真的表明实证主义可以不受哲学的影响,事实上它是“把方法论自身的框架先验化了的认识论,自己现在受到了它曾经给形而上学所作的那种狂热和荒诞的裁决”。[4] 实证主义否定形而上学本身就是以经验主义和归纳主义为基础的形而上学。
(2) 实证主义持一种唯科学主义的知识观,认为科学是最恰当的人类知识的表达形式,甚至认为科学知识是人类唯一具有真理性的知识,并以自然科学的知识标准衡量、裁定人类的其它知识。人类的其它知识要么是无意义的,需要加以拒斥,要么就归结于科学知识或者是科学知识的应用。
(3)实证主义在坚持肯定了科学知识的客观性与普遍性的同时,排除了主体及其价值判断,主张事实与价值无涉,正如胡塞尔分析欧洲科学的危机时所说:实证科学“抽象掉了作为过着人的生活的人的主体,抽象掉了一切精神的东西,一切在人的实践中物所附有的文化特性。”[5] 由此,造成了科学对生活世界的遗忘,造成了人类文化的危机。
因此,要摆脱实证主义知识论的束缚,走出实证主义知识论的困境,就必然转变知识论的立场,必须恢复被遗忘的生活世界,立足于生活实践来展开知识论的重建。
通常,实践被理解为人们为了获取物质文化生活资料,满足人类社会需要而进行的探索和改造客观世界的感性物质活动,它作为人类实际地处理自身与世界之关系的活动过程,总是以对人与世界关系的观念处理为范导,是在观念地处理并处理了人与世界关系之后才得以进行的有目的的、能动的、改造世界的物质活动。[ 6] 也就是说要以人与世界关系的观念处理为实践的前提,然而,“在现代科学的视野中,世界展现为客观自在的、数学化的、无限的科学世界,人与这个世界的关系,构成了主客体二元对立的对象性关系,科学、技术的认识活动,工程改造世界的造物实践活动都是在这个主客体二元对立的对象性结构中进行的。这样,工程本质上就展现为:在科学活动建构的自然图景和自然规律的框架内,遵循技术活动建构的以自然规律为前提的“怎么做”的程序化知识,在一定的社会条件下,按照数学化的方式去筹划和改造自然、构造人工物的活动,通过这种活动实现理论向现实的飞跃,实现客体的主体化,从而达到主体的目的、满足主体的需要”。[7] 显然,这种实践观在本质上同实证主义的科学观是一致的,胡塞尔对现代实证主义所造成危机的批判,同样适用于这种实践观。现代科学对生活世界的遗忘,必然也会导致这种实践对生活世界的背离,加深文化的危机,加深我们这个世界的非人性化,从而逃避人类的责任!
笔者所主张的生活实践是立足于生活世界的社会行动,人与世界最原初、最根本的关系不再是自然主义常识观、实证主义科学观中的主客体二元对立的对象性关系,即以某种观念为先导的关系,而是境域化关系,这种关系是自明的、非预设的、非课题化的、存在论的而非认识论的关系。把实践纳入这种存在论的境域化结构中,也即生活世界之中,才能真正理解马克思所说的:“哲学家们只是用不同的方式解释世界,而问题在于改变世界。”[8] 实践,作为人的有意识有目的的、最活跃的话动,是一种探索性的、创造性的、认识的和组织的活动。生活实践中包含着包括理论活动在内的多种认知活动,这种立足于生活世界的实践,才是人类一切知识产生的基础。
基于这种生活实践的知识论立场,我们反对给知识一个抽象的、僵死的、绝对的定义,主张从丰富多彩的生活实践类型来探寻各种人类知识的本质与特征。在科学、技术、工程三元论的构架下,从生活实践的类型来看,科学是认识世界的活动,技术是如何改造世界的认知活动,而工程则是改造世界的造物实践活动。显然,这三种不同的实践类型对应着本质上不同但又紧密联系的三种知识形态。
二、科学知识
通过上述对实证主义的科学观的批判,依据立足于生活实践的知识论立场,我们认为:1)科学活动是人类理解和解释世界的一种实践类型,它所产生的科学知识以追求符合客体的真理性、描述性知识为目标,因此在本质上必须坚持科学知识的实在性、客观性与普遍性,这个问题上我们赞成实证主义知识论的主张,不赞同社会建构论者关于科学实在是由科学研究的社会过程建构出来的主张。2)任何人类的实践都是嵌入在一定社会历史文化之中的,科学实践也不例外。在此我们赞同对实证主义知识论排除主体、排除价值、排除历史文化,造成科学对生活世界遗忘的批判,主张科学知识要回到生活世界,在立足于生活世界的实践中把被实证主义分裂的主体与客体重新结合起来。3)反对实证主义知识论唯科学主义的主张,反对将一切知识都归结为科学知识或科学知识的应用。主张从生活实践的类型来肯定各类知识独特的价值。4)任何具体的科学研究实践都是在一定的地域、时域中现实发生的,地方性的各种社会因素、实验室情境都显示了科学家日常实践的鲜活性,社会建构论者深入到科学研究实际过程的微观探究十分值得关注。但科学家如何超越情境达成“共识”,创造出具有客观性与普遍性的科学知识?仍有待深入研究。
在这样观念下,科学知识呈现出如下的本质与特征。
1、 真理性
科学知识的真理性有两方面的含义。其一,是指科学知识本身就是真理,或者是具有向真理逼近的性质;其二是指某一科学知识可能最终被证明不是真理,但它是最求真理过程中的一个环节,具有追求真理的使命,尽管它可能被证伪。所以,科学知识的根本特征是表征客观对象的客观性质与客观规律的,它具有可检验性,或者能被证实,或者能被证伪,或者能被进一步发展。
2、 合理性
首先科学知识以经验事实为基础,所建立的理论或规律,它在经验上具有严格的可重复性、可预言性。其次,科学知识的逻辑体系是严密的。严密的逻辑推理方法如经验归纳与演绎推理是获得科学知识必不可少的思维方法。科学因此具有一种与天意、神启、臆测相对立的理性。在当代,尽管经验对一个新理论的直接支持可能已经变得越来越少,但是科学知识体系仍依赖于其坚实的经验基础和具有经验基础的背景理论的支持。
3、 进步性
科学的发展趋势一般是:后一种理论比前一种理论更仔细地更详尽地描述或说明同样的事实;后一种理论通过了前一种理论通不过的经验;后一种理论对前一种理论具有完全的包容性,能解释前一种理论所能解释的一切事实,还能解释并预言前一种理论所不能解释和预言的新事实。随着科学的发展,科学知识体系中,总是能进化出更具有普遍性的、具有更高解释效用的、能更准确预言未来的理论体系。这种进步是在现实的社会历史中发生的,社会、文化的因素在科学知识的进步中有着不可忽视的作用。
4、共享性
自然科学知识具有普遍性,其内容及其利用,具有公开性和共享性。科学知识是无国界的、无阶级性的,科学理论可以被各个国家的人、各阶级的人所发现、继承和利用。但是,由于科学知识的创造与应用都是嵌入在一定的社会历史文化的情境之中的,社会的政治、法律、哲学、道德、宗教等社会意识形态会深刻地影响科学知识的生存和传播,影响着其共享性的实现,因此,必须立足于生活实践来具体分析。
三、技术知识
在把技术理解为知识的传统中,长期以来,由于深受实证主义知识论的影响,技术就是应用科学的观点在国内外学界广为流行。 “技术就是把应用科学所得的原理和方法等用到更广泛的实际问题。” [9]的看法十分普遍。 但是,正如d•伊德所说:“西方的技术传统是偏爱‘理论’而轻视‘实践’的,并且将技术贬黜为应用和实践”。[10] 由此造成了技术知识附属于科学知识的非独立地位,遭到了知识论研究的严重忽视。上个世纪80年代以后,这种状况有所改变。经济学家罗森伯格说:“技术本身是关于某些事件和活动的一组知识,它并非只是来自其他领域知识的应用”。[11] 技术史家莱顿认为,作为科学的镜像兄弟,技术是一个“自主的、平等的组织”,它与科学的关系是“共生的、平等的和互动性的”。[12] 由此,技术知识作一种有别于科学知识的独立体系确立起来。
站在我们知识论的立场上,显然,现代意义上的技术知识是技术发明这一特殊的实践活动创造出来的。技术发明活动已经从生产领域中分离出来,构成了相对独立的、以建构技术知识为目标的人类活动。可以说,它是为了实现人类的某种目的,导向实践的、“应当怎样做”的程序性、规范性知识的认知与建构活动。我们将从如下方面来解释技术知识的本质与特征。
1、技术知识的存在形态
人们一般认为,传统技术知识主要是以经验为基础的,是经验形态的零散化的知识;而现代技术知识则主要是以现代科学知识为基础的,是理论形态的知识体系。经验性的技术知识是主观的、心理性的、个人的。与此相反,现代技术知识是客观的、理论性的、社会性的。在我们看来,1)技术知识既包括理论形态也包括经验形态,技术知识再发展,理论形态的技术知识也不可能涵盖全部的技术知识,从而把经验形态的技术知识排除在外。2)理论形态的和部分经验形态的技术知识可以通过编码成为明言性的知识,可以用文字、数字、图像、符号表达,易于以硬性数据、公式、编码程序或普适原理的形式传播和共享。3)有相当多的经验形态的技术知识,如技能、诀窍等,由于它们的存在依附于人的大脑或身体操作的技能,通常只能在操作行动表现出来,而行动如何往往又依赖于特定的情境,因此无法对它们进行编码,由此构成了难言知识(波兰尼称之为“默会知识”)。这一点,与科学知识明显不同,科学知识都是明言的,否则它不可能达到描述自然的目的。
2、技术知识的认知结构
技术知识不是对现有客观事物的描述,但它也不是人的头脑中先天固有的东西,技术发明不是在自然界中发现现成的东西,而是创造自然界原来没有但逻辑上可能的东西。因此,技术知识蕴含可能性,是对可能性世界的探索,技术知识的应用是可能性的实现。技术知识是人类为了某种目的,在可能世界中搜索,从而创造出来的“怎么做”才能达到该目的的技能、诀窍、方案、程序、规则。其认识结构包括三个方面:1)确定欲实现的目的;2)在可能世界中以试错的方式搜寻与选择实现该目的的手段;3)对该手段能否实现目的以及手段的功效进行评价。其中,“目的”与人的欲望、社会的需求、利益及其限制相关,“可能世界”、“手段评价”则与逻辑空间、科学知识、日常经验、已有的技术知识、生产制造能力水平、自然环境、各种社会政治、经济、文化因素等相关,可见,技术知识的认知结构更深地嵌入到了社会情境之中,更为各种复杂的价值关系所左右。不可能像科学那样完全地去情境、去价值,达到完全普遍性的知识,其普遍性往往表现为约定性的规范。
3、技术知识的评价原则
技术知识的评价显然不同于科学知识的评价,实验评判与逻辑评判构成的真理性评价是科学知识评价的基本原则,由于排出了价值,科学知识的评价与价值无涉。技术知识的评价虽然无关与对象是否相符意义上的真与假,但它仍然包含价值性评价与事实性评价两大原则:1)价值性评价主要指:技术知识作为手段在其实际应用中,能否实现预期的技术目的?是否满足了技术使用者的需求?是否具有正当性与公正性?负面价值有多大?2)事实性评价主要指:技术知识作为手段,在实施过程中是否具有可操作性?是否易于现实化?功效如何?技术本身是否先进?是否可靠、稳定、耐用?各种(自然、经济、政治、文化、社会的)成本代价有多大?效益如何?等等。
4、技术知识的普遍性与特殊性
技术知识无法构成像科学知识那样统一的、严格按照内在逻辑关系展开的普遍知识体系,这并不是因为技术知识不够成熟所致,而是其本性使然。我们可以把技术知识分为如下层次:1)技术理论原理(通常称为技术科学);2)技术规范;3)技术项目的工作原理;4)技术方案;5)工艺流程;6)操作规则;7)诀窍与技能。第一个层次与科学知识联系密切,具有科学知识一样的普适性,它是将因果关系转换成目的-手段关系,也即科学知识转换成技术知识的中介;第二个层次是一定社会条件下的约定,对于受该规范制约的技术活动而言,具有普适性;第三个层次进入具体项目,其工作原理的构思具有明显的特殊性,往下的层次特殊性越来越强,直至难言。可以说,这些层次从上而下,技术知识的普遍性、明言性、社会性不断减弱,特殊性、难言性、个体性不断增强。
5、技术知识的社会性与地域性
技术知识的社会性与地域性不仅体现在它的应用所产生的社会功能上,而且也体现在它自身的内在建构上。我们认为社会建构论者的研究进路与方法,其实更适合用于技术知识建构的研究。关于技术知识的社会功能已有大量成果,不再赘述。
三、工程知识
长期以来,由技术与工程不分,人们往往把工程视为技术的应用,工程知识也自然视为技术知识的一部分,实证主义者更是把工程知识、技术知识都视为科学知识的“退化形式”,工程知识根本没有作为独立知识形态的合法地位。近年来,这种状况发生了改变。正如沃尔特•文森提(w. vincenti)所说:“以前我们将工程看作是科学的婢女,以为工程只是应用科学的发现,现在是我们改变这种看法的时候了”。[13] 在中国学界,自从李伯聪提出科学、技术、工程三元论以来,工程在哲学研究中逐步获得了合法地位,相应,从知识论的角度把工程知识作为独立的知识形态来展开研究已经提上日程。
按照生活实践的知识论立场,我们进一步把工程造物活动规定为:为了满足社会的某种需要,在集成科学、技术、社会、人文等理论性知识及境域性经验知识的基础上,在经济核算的约束下,调动各种资源,在特定的空间场域和时间情境中,通过探索性、创新性、不确定性和风险性的社会建构过程,有计划、有组织地建造某一特定人工物的实践活动。显然,工程实践的根本目的在于建造人工物,而不在于工程知识本身的创造,工程活动本质上不是创造知识的活动。工程知识在此仅仅是作为实现工程目的的手段、环节、要素而被创造的。因此,从本质上说,工程知识不是工程活动的目的,而是实现工程目的的手段,它的创造由目的决定,是中介性的知识。具体来说,我们认为工程知识具有如下的本质特征。
1、工程知识的独特性与地域性
工程知识的独特性与地域性来至于工程本身的独特性与地域性:1)任何现实的工程活动总是意向着某个特定的欲求建造的人工物的。正如陈昌曙教授指出:“工程项目是强对象化的,有其特殊对象。…… 它常常不是批量化的,而是‘唯一对象’或‘一次性’的,如青藏铁路工程、南京长江大桥建设工程。”[14] 严格地说,工程几乎没有可重复性。2)在英文中,动词engineer就包含着谋划、独创的意思,工程师们(engineers)所做的事情一般来说是ingenious (有独创性的)。“独创性”(ingenuity ) 和“工程”(engineering) 具有相同的拉丁文词根。3)这种特定的人工物总是嵌入在特殊的自然环境与社会环境之中的,这些特殊的地域性因素不是工程的外部环境约束条件,而是工程活动的内在要素。因此,工程知识的建构必须充分反映这些独特性与地域性。
2、工程知识的综合性、具体性与可靠性
从知识的性质看,工程知识既不具有纯粹的科学性质、技术性质,也不具有纯粹的社会性质、人文性质,而是众多种类知识的综合集成。工程知识要集成多种自然科学知识、技术知识、技术发明、技术诀窍,但不能仅仅是它们的单纯应用或集成,还必须集成经济学、管理学、社会学、政治学、哲学、历史学、人类学、心理学、文化学、美学、宗教学、民俗学、考古学等多种人文社会科学的知识。但是,工程知识仅集成这些知识还不够,还必须集成相关的已有经验,尤为重要的是,必须集成工程本身的独特性与地域性所带来的具体的情境性知识与经验。这就要求工程知识的建构不仅要有高度的综合性,而且还必须具有深入细微的具体性与可靠性,正如皮特所说:“工程知识被证明要比科学知识更加可靠。” [15] 否则,不仅不能确保工程的成功完成,往往还会造成重大损失。集成并不是上述各种知识、经验的简单堆砌,而是把它们有机地结合并转化为与当下工程现实情境相符合的,可行、可靠、可操作的方案、方法、工艺、程序、规则、规范、指南。
3、工程知识的复杂性与协调性
在工程活动中,掌握和创造工程知识的主体具有十分复杂的构成:它包括决策者、投资人、企业家、管理者、工程家、科学家、工程师、设计师、技术人员、经济师、会计师、工人等等。我们把直接参与到某项工程行动中来的人员总体,称之为工程共同体。这些工程共同体的成员以自己原有的专业知识,参与到某项工程中来,由此决定了工程知识总体构成上的复杂性。在工程的决策、设计、实施操作、运行、评价、管理等行动过程中,共同体的成员各施其职,各显其能,矛盾与冲突在所难免。在工程展开的具体情境中,他们之间必须通过交往行为、规范调节行为来进行沟通,消除观念上、利益上的冲突与矛盾,达成目标认同、行动协调、紧密配合、利益共享,才能保证工程的顺利完成。由此又决定了工程知识还应包括修辞、商谈等促进交往沟通的协调性知识。
4、工程知识的情境性与现场发生性
工程开展的地域性与情境性,决定了工程知识的情境性与现场发生性,主要表现为:1)现场发生性,它指的是由具有一定知识经验储备、带有一定的工程意图的工程主体,或者说处于以往历史形成的情境之中的工程主体,与工程活动发生的具体的自然环境、社会环境相互作用,当下产生的明言性和难言性的经验、知识。它们不是预先既定的、现成自在的,而是随着工程行动者的出场、造物行动的发生才涌现出来的;2)主体间性,地域与情境条件不仅是工程行动主体与客观自在环境相互作用的结果,也是工程共同体内个体之间交往、沟通、争执、协商的结果,任何个体虽然都从自身出发,存在视界的差异,正是主体之间的交往行为带来了视界的融合,形成了对工程行动共通共识的主体间性的情境性知识;3)境域约束性,地域与情境条件一旦产生,又与工程行动者已有的知识经验储备相结合,共同构成约束工程行动者视界及行为的境域性知识与经验;4)随机的变异性,地域与情境条件构成因素的不确定变化,都可能带来它的随机变异。它会随着工程行动的展开而不可完全预期地发生着变化,反过来又影响工程的行动变化。工程知识也必须具有这种随机变异性,才能确保工程的成功。
5、工程知识的难言性与不可复制性
把工程知识与科学知识、技术知识相比较,它更是难于形式化、体系化的零散知识。工程知识中综合集成的自然科学、技术科学和人文社会科学的知识,可以进行编码,属于明言性知识。具有普遍性的各种理论知识,在工程知识的集成中,它们必须转化为情境性的特殊知识,才能在现实工程中发挥作用。但大多数在工程中随机发生的情境性知识是难于编码的,属于难言知识,与技术知识相比,它的难言性更为突出明显,这正是工程知识的一大特点。例如,一个人拥有再多的明言性的工程知识,只要他不进入到现实的工程实践之中,不掌握难言性的情境性知识,他就难以对工程有实际作用,人们甚至会说他不懂工程。工程知识的难言性、独特性、地域性等特征决定了它的难以复制性,致使它不能共享,更不能直接移植,简单套用。
6、工程知识的优化性与评价的多元性
围绕工程目标,必须通过设计对工程知识进行优化。但是,优化并不意味着最优化而是满意化,因为从理论上讲最优化必须建立在所有实现工程目标的途径方案都完全已知,每一种方案实施后产生的后果影响都能完备预期,评价方案及后果影响的标准都完全一致等这三个必备条件的基础上。但是,在现实的工程活动中,价值标准的多样性,各种人群、组织在观念、利益上的冲突与矛盾等等,都决定了不可能形成完全一致的评价标准;而认识水平、能力、精力的有限性也决定了不可能搜寻全部的方案和预期所有的后果影响。因此,工程知识的优化不可能有“最优解”,只可能有“满意解”、“妥协解”。现代工程的发展显现出两面性的特征,它在造福于人类的同时,又为人类带来了意想不到的灾难。工程人工物不是中性的,它负荷着价值。因此,必须要从经济的、政治的、军事的、生态的、环境的、文化的、科学技术的、人文的、审美的等众多维度的对工程进行全方位的评价,工程知识中必须把多元性的评价知识作为不可缺少的组成部分。
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经过十几年的不断探索,北京林业大学生物技术专业形成了“一主两翼,两渠相融,三位一体”的人才培养模式,即以“学生获取知识、增强能力、素质养成”为主线,以理论与实践为两翼,以第1课堂教学为主渠道,实现第1课堂与第2课堂2个渠道的融合,以及集理论教学、实践教学和综合教育3个层次为一体。目前,北京林业大学生物技术专业每年招生2个班,在校生人数维持在每年260人左右;在人才培养和科学研究方面均取得了优异成绩,尤其是在生物技术专业招生质量逐渐下滑、毕业生就业压力不断增加的大环境下,仍然保持了招生录取分数位居全校前3名和95%以上的就业率。但是,面对新的机遇和挑战,深化北京林业大学生物技术专业人才培养体系的改革,突出人才培养的专业特色和行业特色,增加所培养专业人才的竞争力,仍应成为生物技术专业下一步发展的重点之一。因此,笔者在与生物技术专业学生、社会用人单位充分沟通的基础上,结合自己近年来的教学体会,提出以下建议,以期对生物技术专业人才培养体系的完善有所帮助。进一步明确、细化生物技术专业人才培养的特色大学的办学特色是学校生存和发展的核心竞争力,是一所大学的比较优势和核心价值的体现[2]。加强办学特色建设是林业高校生存和发展的需要,也是林业高校提升核心竞争力的需要。大学的学科建设是大学工作的龙头,是最能体现办学特色的因素,建设特色学科是林业高等院校加强办学特色建设的关键;而建设有林业特色的学科就要突出重点,整合资源,抢占学科制高点,注重建设特色鲜明、优势突出的学科群[3]。目前,全国开设生物技术专业的高等院校有几百所,如果各高校的生物技术专业缺乏自己的特色、人才培养没有自己的侧重点,那么所培养的毕业生就难以在众多的相同的专业人才中占得就业先机。北京林业大学生物技术专业设置的专业课程主要以生物学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学、基因工程、细胞工程等为主,另外还设置了一些专业选修课。这种课程设置模式基本上是全国各高校生物技术专业普遍采用的模式,没有体现出林业行业高校自己的专业特色和人才培养特点。同时,北京林业大学的生物技术专业与学校的生物科学专业相比,在课程体系、教学计划、教学环节等方面,均大同小异,差异不超过15%。因此,建设体现林业行业特色和专业自身特色的课程体系应是北京林业大学生物技术特色专业建设的重点之一。目前,北京林业大学生物科学与技术学院拥有林木花卉遗传育种教育部重点实验室、树木花卉育种生物工程国家林业局重点实验室、北京林业大学毛白杨研究所、林木花卉良种繁育研究中心和北京林业大学中国林地资源利用研究中心;同时还拥有植物学、林木遗传育种、野生动植物保护与利用、生物化学与分子生物学、微生物学5个博士学位授予权学科,以及农产品加工与贮藏工程和细胞生物学2个硕士学位授予权学科。可见,北京林业大学生物科学与技术学院在林地资源的培育、开发和利用领域具有自己的资源优势和学科优势,并有多年的科研积累和人才培养经验。因此,把“林地资源的培育、开发和利用”作为生物技术专业的人才培养特色和专业培养方向能够充分反映北京林业大学生物科学与技术学院的科研特色和行业特色。在具体的人才培养过程中,可以将生物技术专业细分为“林地资源培育”和“林地资源开发与利用”2个专业方向,其中“林地资源培育”专业方向开设的课程以与遗传育种相关的课程为主,侧重于培养具有林地资源培育实用技术的专门人才;“林地资源开发和利用”专业方向开设的课程以与林地食用和药用资源的开发和利用相关的课程为主,如开设药用植物学、天然产物化学、生物药剂学、生物药物学、中药新药的研究与开发、药物分析化学等,侧重于培养具有林地资源开发实用技术的专门人才。在此基础上,再围绕特色人才培养的要求开设选修课程,并尽可能使生物技术专业的课程体系系统化,切实体现行业特色,加强学生专业技能的培养。例如,可以借鉴复旦大学生物技术专业的选修课体系,其系统地开设了天然产物化学、生物制药、药物分析方法与应用、新药研发概论、药物遗传学、药事管理学、药学文献检索、药用微生物学等30多门与药学相关的选修课,充分体现了其生物技术人才培养的“药学”特色。
精简生物技术专业的课程体系,突出重点课程目前,北京林业大学生物技术专业的课程体系包括人文社科类基础课、自然科学类基础课、专业必修课和专业选修课4部分。人文社科类基础课、自然科学类基础课、专业必修课主要是依据教育部的生物技术专业规范而设定的,各个高校基本大同小异,所以专业选修课的设置成为体现专业培养特色的重要环节。北京林业大学生物技术专业由于没有确立明确的特色培养方向,所以在课程设置过程中一度根据就业市场的变化而不断地调整专业培养方向,且不断地增加选修课的数量,希望课程体系能够涵盖本科毕业生就业、考研可能需要的所有专业课程。例如,由于生物制药领域就业前景较为乐观,所以为学生开设了生物制药、药理学、药用植物学、药用植物化学分析技术、药政学等专业课程。这些课程的教学大纲主要参考药学院开设的相关课程的教学大纲制定,对“如何与北京林业大学生物技术专业的知识背景相融合”“如何体现出与药学院本科毕业生的专业区别”等问题缺乏深入的思考。显然,单纯地开设生物制药方面的课程,尤其是完全照搬药学院等其他院校相同课程的教学大纲,是不可取的,也无法体现北京林业大学生物技术专业的特色。目前,林业系统,尤其是林业基层单位,对林地药用资源方面的专业人才需求巨大,尤其缺乏具有林业知识背景、熟悉林地药用资源、具有林地资源开发利用技术和制药专业技术技能的人才。因此,笔者认为,只有将生物制药技术方面的课程,如生物技术制药、药理学、药用植物学、药用植物化学等课程,与“林地资源开发和利用”这一专业方向紧密结合,将北京林业大学生物科学与技术学院在林地资源的培育、开发和利用领域所具有的资源优势和学科优势与生物制药技术相结合,才能使生物制药技术落到实处,并使北京林业大学生物技术专业充分体现自己的人才培养特色。除了精简生物技术专业的课程体系之外,还要突出重点课程。选修课程数量的不断增加使学生的课业负担加重,而思考和创新的空间被压缩。以北京林业大学生物技术专业为例,大学3年级上学期的必修课学时就达414学时,再加上选修课的学时,总学时可达500学时。这意味着1个学期的开课数量超过10门,学生每天至少要进行6学时的课程学习,由此学生的学习压力可想而知。另一方面,所开课程往往存在内容重复或相互重叠的现象。例如,生物制药课程与基因工程、细胞工程、微生物工程、蛋白质与酶工程等课程就存在部分内容的重复,基因工程课程与分子生物学课程、细胞工程课程与细胞生物学课程之间也存在部分内容的重复。因此,笔者建议,要精简课程体系,协调各门课程的授课内容,突出重点课程和课程重点内容,强调课程特色,以降低课时总量、减轻学生的学习负担、激发学生的学习兴趣,为鼓励学生进行创新提供空间和创造条件。
加强自然科学类基础课程与生物技术专业内容的衔接为了强调化学、数学、物理、计算机等自然科学类基础课程对生物技术专业的重要性,教育部颁布的《高等学校本科生物技术专业规范》对这类课程的修读学分做了硬性规定,如化学类课程不少于13学分,数学、物理不少于8学分,计算机类不少于6学分。在具体的实施过程中,各高校的生物技术专业更是进一步强化了对自然基础学科尤其是化学类课程的重视程度。例如,北京大学生物技术专业规定学生需修读20学分的化学类课程(含实验)、8学分的数学类课程;清华大学生物技术专业规定学生需修读14学分的化学类课程、12学分的数学类课程。而北京林业大学生物技术专业规定学生需修读18学分的化学类课程、11.5学分的数学类课程,且学生修读数理化和计算机等自然科学类基础课程的全部学分需达到37.5分,占全部培养计划总学分的24%。这使生物技术专业学生大学第1、2学年的绝大部分时间都用于课程学习了。但是,遗憾的是自然科学类基础课程似乎正成为专业课程改革的死角。由于这部分课程均由理学院等外院教师负责讲授,而授课教师对生物技术专业课程的需求缺乏了解,教学内容大多拘泥于讲“试题”和“公式推导”,侧重于推理、原理讲解和逻辑分析,缺乏案例分析和应用,更缺乏与生物技术专业相关的案例分析和实际应用。例如,北京林业大学生物技术专业开设了高等数学和数理统计学课程(共计11.5学分),学习时间分别安排在3个学期,但最后的结果是当在专业试验课程中面对简单的试验数据时,却鲜有学生有意识地运用统计学知识;有的学生甚至连起码的t检验和F检验都不知如何运用。因此,笔者认为,生物技术专业应该加强数理化和计算机等自然科学类基础课程的改革,特别是要加强这些课程与生物技术专业内容的联系,使学生能够将基础理论知识学习与专业技能应用紧密地联系起来。进一步优化生物技术专业的课程布局由于人文社科类课程和自然科学类基础课程的修读学分占本科人才培养计划全部学分的一半左右,所以很多高校将这2类课程放在大学第1、2学年集中开设,而把专业课主要安排在大学第3、4学年。然而,在大学第3、4学年,学生面临着来自考研、出国深造、英语等级考试以及就业、毕业设计和科研实践等方面的压力,难以把全部精力放在专业课程的学习上。因此,笔者建议,高校的生物技术专业要打破目前的这种条块化课程分配格局,将人文社科类课程适当分散安排在大学的4个学年里;将动物学、植物学、微生物学、生态学以及专业引导性课程尽可能安排在大学的第1学年,将生物化学、分子生物学等专业基础课程尽可能安排在大学第2学年;同时将免疫学、遗传学、细胞生物学等课程尽可能安排在其他选修课之前。这样,学生既可以尽早接触专业课程、掌握专业基础知识、了解专业未来的发展方向,又可以提高学习基础课程的兴趣;更为重要的是能有效地缓解大学第3学年专业课学习的压力,提高对专业知识尤其是其他选修课程内容的消化、吸收和创新能力。此外,在课程安排的细节上,应该认真考虑专业课程之间知识的衔接性。例如,目前生物技术专业将有机化学、生物化学课程安排在同一学期就有些不妥,应予以适当调整。加强生物技术专业工程类课程的“工”科内容北京林业大学生物技术专业是以理科为主、工科为辅的理工科复合型专业,人才培养目标是培养应用研究型人才。为此,北京林业大学生物技术专业开设了基因工程、微生物工程、细胞工程等工程类必修课以及蛋白质与酶工程、生物制药等选修课程。然而从课程教学大纲来看,这些课程仍是以理论教学为主,适当搭配了一定课时的实验教学,但几乎没有工科方面的教学内容。这势必造成学生对生产设备缺乏必要的了解,在中试和生产车间实际操作环节中缺乏相应的生产设备维护、维修的基本知识。因此,笔者建议,对现有的工程类课程,要适当调整课程教学大纲,增加工艺学、设备、化工原理等方面教学内容的讲授比例;同时开设1~2门工科类基础课程,让学生了解一些工科基础知识。
加强生物技术专业学生科研素质的培养,规范学术道德培养学生的科研能力和创新能力,是新形势下生物技术专业人才培养面临的挑战。因此,在传授专业基础知识和实验技能的基础上,培养学生文献检索、实验设计、数据分析和论文写作等科研素质是实现创新型人才培养的重要环节。现在,很多课程的考核均采用撰写论文或者综述的方式,相对于传统的闭卷考试来说,是一种有益的尝试。但是,如何查阅文献、引用文献、撰写论文,有些学生到毕业都没有真正了解和掌握。在很多学生头脑里,撰写论文似乎就是百度、谷歌搜索外加复制、粘贴的过程;有的学生甚至认为只要不是全文照搬,经过适当拼凑加工就不算论文抄袭,更谈不上对论文所引用、参考的文献进行认真的选择和甄别了。因此,笔者认为,在大学生入校之初,高校就应该开设“文献检索”必修课程,使学生掌握查阅中英文专业文献的方法、了解文献的引用规则以及撰写科技论文的专业规范和学术道德。例如,浙江大学开设的“生物文献检索与论文写作”、复旦大学开设的“科学研究方法与论文写作”都颇有实用价值,值得借鉴。这些课程不仅有利于学生拓宽视野、培养查阅文献的技能,更有利于提高学生对学术道德的认识。为此,笔者建议,北京林业大学生物技术专业可以尝试将文献检索、实验设计、生物统计、科技论文写作等课程集合为一个模块,作为学生的选修课,在大学第2学年开设。这将有利于提高学生的科研素质和学术道德。近年来,我国高等教育体制发生了巨大的变革,从20世纪90年代开始,合并、联合办学、共建等已成为高校体制改革的主题。过去条块分割的高等教育管理体制正在被条块结合的体制所取代,高等教育综合化趋势日益明显。作为林业行业性高校,做好行业性与综合性的融合工作将有利于丰富林业高等院校的内涵、增强学校的科研创新能力、提升学校对社会的贡献力、提高林业院校毕业生的社会竞争力[4]。2010年,北京林业大学生物技术专业应届毕业生(2006级)考研率达41.82%、就业率达94.55%,应该说又是成绩卓著的一年。但是,挑战依然存在,形势依旧严峻。因此,加强生物技术专业的人才培养和课程体系改革仍不容忽视。通过明确、细化专业培养特色,调整课程体系,优化课程布局,加强课程间的衔接,适度调整理科、工科类课程的比例,以及加强学生科研素质的培养和学术道德的规范,可以使现有的专业人才培养体系更为科学、特色更为突出;可以进一步突出北京林业大学生物技术专业在“林地资源的培育、开发和利用”领域的专业特色,增强毕业生的社会竞争力,从而为我国林业领域培养一批既具有扎实的生物学基础知识又具有较强的生物技术实践技能的林业生物技术专业人才。
积极实践启发式教学,调动学生思维活跃性
在前期精心设计教学内容的基础上,教学中我们对生物技术中基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程中的重点知识、原理和操作过程和日常生活中常见的事物联系起来,并辅以形象的比喻。这样做既能把复杂的操作步骤和枯燥、抽象的原理变得形象生动易于学生理解和掌握,同时又能活跃课堂氛围。例如,在生物遗传物质DNA重组过程中,DNA分子的切割与连接是最基本的操作,所有这些操作均由一系列功能各异的工具酶来完成。限制性核酸内切酶能够把大的长的双链DNA分子切割成单个的基因片断;而DNA连接酶能够把DN断重新连接在一起。课堂中我们非常形象地将限制性核酸内切酶称为“剪刀”,而把DNA连接酶比喻为“缝纫针线”,生物学科学家则是手艺高超的“时装设计大师”,从而奉献给世界一个又一个新的DNA分子。这样就让学生在轻松愉快的氛围中理解和掌握了工具酶及其在基因操作中的重要作用。
巧用多媒体和视频,丰富教学内容
现代生物技术作为一门综合性学科和前沿技术,涵盖内容广,新的生物技术层出不穷,新的科研成果不断出现。在课堂教学中,除要适时选择和引入精美的图片外,还应灵活运用多媒体教学工具,对于一些较为抽象和难理解的教学内容引入相关的FLASH动画和视频来加强教学效果。例如,基因工程中利用聚合酶链式反应(PCR)获得目的基因时,只有当PCR反应进行到第三个循环时才能真正获得第一个靶基因双链DNA;该反应还涉及聚合酶酶促作用、特异性引物引导以及其他多种反应组成成分。课堂中单纯用语言讲解较复杂和困难,也很难让学生彻底理解和掌握。针对这种情况,我们精心制作了相关内容的FLASH,模拟生物体内DNA复制过程,结合PCR反应的三个典型步骤:高温变性、低温退火、适温延伸,生动地演示了脱氧核糖核苷酸按照碱基配对原则在引物引导下和DNA聚合酶酶促作用下以母链为模板延伸的过程。该FLASH内容时长8分钟,引物与模板链结合的位置、新链延伸的方向和终点等都得以清晰的说明,有效地阐明了PCR体外扩增目的基因的基本原理以及各种组成成分在反应中的作用。FLASH中动画形象生动、简洁精彩,极大的加强了教学效果。此外,在讲到现代生物技术制药发展方向和最新进展时,我们通过搜索现有教学资源,充分利用了近年国家“863”、“973”计划项目成果展览会等视频资料,让学生们在课堂上对我国生物技术领域前沿的专家学者们的研究课题及研究思路得以接触和了解,从而搭起书本理论通向现实科研的桥梁。
发挥互动式教学优势,倡导课堂讨论,培养学生主动获取知识能力
结合实践、强化实验教学
实验部分教学是该门课程体系的重要组成部分,是对理论教学的重要补充。在课堂理论教学的基础上,实验教学中主要通过强化基础实验部分和选择综合设计实验,来培养学生动手能力、实践能力和创新能力。实验教学在促进和加强学生对理论教学中的重要原理、方法的理解和掌握方面有着重要作用,但实验室内完成的多是验证性实验,要让教学和生物制药实际相结合,还应该让学生走出实验室、走出校门,到生物制药企业中去亲自感受和了解生物技术制药的发展现状。因此,在完成实验室的实验教学之外,结合制药工程专业总体实践环节,学院通过多方沟通和联系,与渭南美邦生物制药、绿盾生物制药等几家公司建立了良好的教学合作关系,让学生深入厂区和生产车间去参观和学习。教学实践表明:实验室内设计实验和校外参观相结合的教学方式,既能培养学生扎实的基本生物技术操作技能,同时又让学生充分了解了当前社会生物制药企业的规模化生产模式,这对于开阔学生的视野,学生毕业后的就业选择都有极大帮助。
建立有效反馈机制、保障畅通的信息沟通渠道
上述,我们从教学内容和教学方式上进行了探索和改革,并身体力行。但学生对具体教学效果的反响如何,教师真正理解学生期望的教学方式吗?理解是提高教育质量的有效途径[3]。在实际教学过程中,许多教师往往因为教学任务重、课时有限,仅限于努力提高自己教学效果,而无意中忽略了去征求或收集学生对这门课的建议和意见。这就不利于授课教师在长期教学生涯中切实有效地改进和提高教学效果。我们在教学过程中,尝试并建立了以下沟通渠道:①教学伊始就将授课教师的具体联系方式(包括电子邮箱信息)提供给全班同学,鼓励大家在课内或课外就遇到的问题和老师积极沟通和交流;②每一大节课第二小节课的最后5-10分钟留给学生,便于部分学生就某具体问题和老师进行交流和讨论;③完成全书主要章节教学内容一半及授课即将结束时,由学生以匿名的形式对教学环节中不足之处或值得发扬的地方写出书面意见和建议,由班干部于课后统一收齐后交给任课老师,便于教师进一步改进该门课程的教学。通过以上教学实践表明:学生在教学中的主体地位和意识得到明显加强,学生感觉到自己的意见和建议得到及时响应,因而参与教学的积极性也大大加强。由于及时采纳了学生的建议,老师和同学建立了良好的互信关系,该门课程也取得了良好的教学效果,同时还提升了学生对制药工程专业整体的满意度。
论文摘要:为探讨森林文化学的概念及其学科体系的组成,该文通过对中外森林文化思想的产生和我国森林文化研究发展历程的考证,提出了一个森林文化学的定义,即森林文化学是研究在物质、制度和精神层面上的森林文化现象及其相互关系的科学。文章考虑了一个多学科交叉融合的森林文化学学科体系应该涉及的范围,认为森林文化学课程是林学等相关专业的主要专业基础课。森林文化学有益于学生知识结构的改善、人文素质的提高和人格的培养。生态文化学科群的建设,将对我国高等林业教育的跨越式发展起到决定性作用。同时文章建议我国应建设面向世界的森林文化学术组织和研究机构。
随着全球资源与环境状况的不断恶化,人口众多、耕地稀缺的中国更是出现了日益严重的资源和环境问题。近20年来,我国林业教育的重心也逐步转移到了国家生态建设、森林的可持续经营与管理、生物多样性与国家生态安全保护、高效低污染的林业工程等方面,并在实践中逐步形成了一批新兴的林业学科群。其中,由于社会主义生态文明和森林文明建设的需要,森林文化这个新学科应运而产生和发展。在此,笔者根据现有森林文化的概念,提出一个森林文化学的定义,并探讨其内涵、外延、学科体系及在高等林业教育中的地位和作用。
一、森林文化学研究的发展历程
(一)林学家森林文化思想的产生
森林是人类的摇篮,从人类诞生之初,我们的祖先就从生活实践中认识到了森林对人类的重要性。但笔者认为,真正把人与森林的关系作为一个文化问题来研究,还应该是在林学产生之后。
世界林学的创始人、德国林学家柯塔在大约200年前出版的((森林经理学》一书中指出:“森林经营的一半是技术,一半是艺术。”同时,150多年前,在德国产生的森林纯收益学说强调了森林的文化属性和价值。
我国林业科学与林业教育的奠基人、_首任林业部长梁希院士对林业所描绘的一个美丽的远景是:“无山不绿,有水皆清,四时花香,万壑鸟鸣,替河山妆成锦绣,把国土绘成丹青,新中国的林人,同时是新中国的艺人。
由此可见,从中外林学的形成之初起,森林的文化意义和文化价值就被中外林学家认识到了。从科学发展观的角度来看,整个林业的确一半是技术,一半是艺术,林学家同时也是大地艺术家。所以,森林文化的思想应该是从中外林学的奠基人那里就开始产生了。
(二)我国森林文化研究的发展历程
从正式文献看,我国森林文化的学术研究始于20世纪末。郑小贤等人于1999-2001年间,先后发表了3篇论文,首次从人类对森林的需求和认识这两个不同角度提出了两个森林文化的概念,并就森林文化的属性、类型划分、研究目的和意义,以及森林文化对森林经营的作用等问题进行了探讨。这可以认为是我国森林文化研究的开端。
2002年1月,蔡登谷从人类历史的角度提出了一个森林文化的概念,并就森林文化的起源、内涵、与人类文明进程的关系、表现形式和构架体系等问题表达了自己的观点。
2002年3月,_提出森林文化是人类先进文化的重要组成部分,是人们不断认识、调整人与森林、人与自然相互关系的必然产物,是森林人格化的真实体现。森林文化有着丰富的人文内涵,它伴随着人类社会的发展走过了漫长的历程,影响并推动着经济发展与社会文明进步。
2002-2003年,但新球分别就森林文化的社会、经济及系统特征和中国不同历史时期森林文化的展进行了讨论。他提出了一个人类对森林文化的认识与需求关系图,形象地解释了森林文化的特征。
2004年,苏祖荣和苏孝同出版了一部名为《森林文化学简论》的专著。该书从物质文化、制度文化和精神文化三个层面系统论述了森林文化的概念、内涵与外延、基本构成、发展历程、文化形态与运动形式、新时期森林文化的特点及目标和任务、森林文化产业和森林文化的时代构建等问题。
普通高等教育是在高中教育基础上、以基础科学或技术科学为其主要学科基础的专业教育,是各类专门人才的主要来源,负有直接推动国民经济各个领域发展的重大使命,其办学模式和质量将会影响一个国家整个教育和未来。高等工程教育是以技术科学作为主要学科基础,以培养能将科学技术转化为生产力的工程师为目标的专业教育。学以致用、理论与实践之间的关系问题是高等工程教育改革的关键问题。本文主要对高等工程本科教育、人才培养以及理论联系实际等问题进行了详细讨论,从而更加明确了科学教育与工程实践训练并重、一体化的现代工程教育观。
一、高等工程教育
教育是培养人的社会实践活动,教育和人的发展需求、社会发展需求紧紧联系在一起。大学生在校期间的学习和成长过程就是要解决好经济社会发展对自身的要求与已有基础之间的基本矛盾。高等工程教育作为技术教育的一部分,有两个显著特点:其一,以技术科学为主要学科基础,以应用技术为主要专业内容;其二,以培养工程师为人才目标,以工程应用为服务对象。技术科学基础与工程应用对象之间的特殊矛盾是高等工程教育区别于其他科类高等教育的显著标志。[1]为了深刻理解高等工程教育的特点,明确其内涵,在此需要重温工程和技术的要义。“工程”有两个含义:(1)是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、机电工程、化学工程、海洋工程、生物工程等。这些学科是应用数学、物理、化学、生物学等基础科学的原理,结合在科学试验及生产实践中所积累的技术经验而发展起来的。主要内容有:对于工程基地的勘测、设计、施工、原材料的选择研究,设备和产品的设计制造,工艺和施工方法的研究等。(2)指具体的基本建设项目。工程的目的是利用和改造自然来为人类服务。“技术”的含义也有两个:一是泛指根据生产实践经验和自然科学原理发展而成的各种工艺操作方法和技能。二是除操作技能外,广义的还包括相应的生产工具和其他物质设备,以及生产的工艺过程或作业程序、方法。[2]工程伴随人类的诞生、生存而产生,非科学或技术的衍生物,中国工程院工程管理学部的院士们已经提出并论证了“工程本体论”的工程哲学观点。[3]但是从现代工程的发展看,技术是工程的基础,技术知识、技术方法、技术手段和技术设备是工程活动必不可少的前提和基础,工程是技术的集成体,工程和技术紧密联系在一起。因此,人们常常称为“工程技术”。“高等工程教育”概念中的“技术科学”的内涵是指针对工程技术中带普遍性的问题,即普遍存在于几门工程技术专业中的问题统一处理而形成的,如工程力学、工程制图学、电工技术、电子技术、计算机技术、工程控制论等等,是介于数学、基础科学与应用技术之间的一种科学,是二者之间的桥梁。因而,在学科门类结构中处于相当重要的地位,对高等工程教育而言是重中之重的内容。
二、高等工程教育的人才培养
高等工程教育是培养工程师或者说工程师的毛坯,这已经被科学、工程技术界、教育界所认可和统一。现代工程师所从事的工作是以技术和管理为手段,将自然科学原理应用于科学研究、技术开发、勘察设计、制造施工、运行、维护、营销活动中,有效利用自然资源,以创造和提供目的在于使用的、自然界并不存在的工程产品或技术服务。
基于工程师的工作特点,在教育上培养现代工程师时,其知识、能力和品德素养应该包括:一是有良好的数学与自然科学、人文社会科学、个人品德修养知识和技术经济、工业(企业)管理知识。这里的人文社会科学重点不是一般的“纯”人文社会科学,而是根据工程和科学的社会责任需要来选择、组织的,是适合现代工程师在从事技术系统的研究、开发、设计和制造活动所必需的内容。二是掌握比较扎实的与专业领域相关的工程技术科学基础理论、比较宽的与专业服务面向关系密切的工程技术专业理论与知识(包括原理、设计、设备、工艺和测试等)以及本专业范围内的科学技术新发展。三是受到必须的、基本的工程实践训练(包括实验、实习、实训、课程设计、毕业设计和创新意识训练),获得基本的工程技术技能(主要包括必须的现代工程制图学与CAD技术、实验、量测、计算机运用与计算以及一定的工艺操作技能等)和能力(主要包括工程设计能力、集成创新能力、工程实践能力、知识学习能力、分析综合能力、开拓创新能力和创新能力的综合要求[4]),树立强烈的工程意识。四是加强校企合作,坚持教学、科研和生产实践三结合,通过课程设计、生产实习、实训和毕业设计等真实环境训练,培养综合运用技术和非技术因素(能够考虑经济、环境、法律、伦理等),分析、解决工程实际问题的能力。这样的培养内容设置和国际工程教育认证的要求是一致的,符合国际化的要求。
在培养现代工程师的过程中,需要处理好知识、技能和能力之间的关系。从知识的学习和掌握到能力的形成与发展是不能直接实现的,而是要以技能为桥梁。技能是顺利完成某种工作任务的行动方式,形成技能就是将某种行动方式固定下来。多种行动方式形成并固定下来,就能够形成多种技能。能力是加工认识材料或调控行动方式的个性心理特征,具有经常性、稳定性和概括化的特征,能力要在学习知识和通过实践掌握技能的过程中不断积累,逐渐形成与发展起来。要使工程师创造出符合社会意义和个人价值的具有独特性和革新性的产品,就必须综合运用各种能力。
三、高等工程教育的理论联系实际
“理论”的含义有二:一是概念、原理的体系,是系统化了理性认识。科学的理论是在社会实践基础上产生并经过社会实践的检验和证明的理论,是客观事物的本质、规律性正确反映;它是在同错误理论不断斗争中发展起来的。科学理论的重要意义在于它能够指导人们的行动。从实际出发,理论联系实际,实事求是,是辩证唯物主义的思想路线。二是讲理,辩论是非。“实际”的含义是指客观存在的事物,真实的情况;也指人们的行动,即实践。而“实践”的内涵即社会实践。人类有目的地改造自然和社会的全部活动,主要包括生产实践、社会交往活动、科学实验、文化生活等等。实践具有客观性、能动性和社会历史性。实践是动态的,是一个过程。[2]
科学理论来源于实践,并在实践中检验和发展。工程是人类综合应用科学的理论(包括自然科学、技术科学和社会科学)和技术的手段,改造客观世界、创造财富的实践活动。一般是创造新实体或者对旧的实体进行改造,使之具有新的功能和价值。因此,工程内容包括建设项目、技术改造、研究开发等活动,也包括他们的前期工作,如规划、战略、设计等活动。简单来说,工程是对客观现实的实践活动。从“实际”概念的含义来看,它既是工程的对象,也是工程本身。因此,理论联系实际、理论实际相结合,本质上就是理论实践相结合。从高等工程教育的角度来看,就是理论与工程实践相结合。科学理论是人们认识客观世界所形成的知识体系,不直接服务于生产或其他社会实践,不是直接的现实的生产力,是知识形态的生产力,当科学原理通过研发转化为技术并运用于生产时,就转变为直接的、现实的生产力。
工程活动是高等工程教育所特有而其他高等教育所没有的一种活动。从高等工程教育的显著特点和现代工程师的素质要求、培养过程来看,既要有比较扎实的理论基础,又要有分析、解决工程实际问题的能力。因此,高等工程教育必须坚持理论与实践相结合、学以致用,坚持科学教育与工程训练并重、一体化的现代工程教育观。将这一教育观念贯穿于高等工程教育的全部过程。所谓的“一体化”,是指“使各自独立运作的个体,组成一个紧密衔接、相互配合的整体,强调协同整合。”就整个工程教育而言,就是在科学研究与人才培养之间、在理论学习和工程实践之间、在第一课堂与第二课堂之间实现协同整合;就工程实践而言,就是在校内实践和企业实践之间、在验证性实践与综合性实践之间、在设计性实践之间实现协同整合;就理论学习而言,就是在专业性知识与通识性知识之间、在结论性知识与方法性知识之间实现协调整合。[5,6]同时必须牢记,理论知识和工程训练的内容总是随时间变化的,科学前沿的扩展使得新知识、能力成为必要。当技术革新的前沿移动时,原来的知识和能力可能已经变成了标准的工作程序、技术标准、标准部件、标准设计理念,并已经由计算机工具所取代。因此,科学知识和工程训练的内容需要不断更新,与时俱进。
高等工程教育中的数学与自然科学的基础理论通常难于直接联系工程实际。课程中的基础理论是经过长期实践检验的,为了深入理解基础理论,必须联系实际做作业、实验,也就是进行实践活动。训练实验技能、培养创新精神,为从事研究和开发打好基础。技术科学基础理论和工程技术专业课程,是运用基础科学理论探讨技术机制、可行性和共同规律,直接服务于生产或其他社会实践,具有直接生产实践性。其理论联系实际是必然的和自然的,除做作业、进行基于模型的实验(试验)、观察和测试外,还要结合工程案例讲授工程技术知识如何应用于工程实际、怎样能够更好地应用于工程实际。其中的课程设计实践训练是理论联系实际的重要环节和途径。实习、实训环节是直接的理论联系实际的实践活动,在企业生产实践中学习先进的工程技术、生产工艺、组织管理和企业文化,形成比较完整的工程经验。工科的毕业设计是作为工程师基本训练的重要环节,培养学生较全面的综合运用所学知识和技能分析和解决工程实际问题的能力。毕业设计必须理论联系实际,结合生产实际选择毕业设计题目,完成毕业设计要求。人文社会科学基础理论是根据工程和科学的社会责任需要来选择、组织的,适合现代工程师在从事技术系统的研究、开发、设计和制造活动所必需的内容。这里的理论联系实际有两层含义:一是这些内容本身与人生活、学习、交流和成长的实际紧密联系;二是这些内容与工程教育的实际紧密联系。思想品德教育与修养课程更加需要理论联系实际,需要潜移默化、言传身教,否则就变成空头的教化,失去应有的本意。
1)目前,我国水利工程管理采用两种管理系统,即数据管理系统和项目管理系统,管理人员通过两种管理系统的协同作用,只对重要的数据信息以及相应的软件系统进行整合,从而实现对整体工程的管理,这种管理模式相对简单,系统功能也比较单一。
2)水利工程是一个庞大的系统工程,其中包括很多细微的环节,我们所购买的管理信息系统很难做到面面俱到,这就要求我们对已有的管理信息系统进行调整和再次的开发,因此可能会带来系统兼容等一系列问题。
3)水利工程管理部门也可以自主研发,设计只适用于某项水利工程的管理信息系统。这样就能够根据工程的具体情况进行设计,但自主研发的周期一般都很长,而且自主研究无论是从人力还是从财力上讲,都是一笔不小的开销。
2我国水利工程管理信息系统应用中存在的问题
在选择水利工程管理信息系统时,如果选择已有的管理系统,对水利工程的实用性不大,每项工程都具有其自身的特点,而已有的管理系统不能做到符合每项工程的要求,也就失去其应用的价值。如果选择在已有管理系统的基础上加以改造,这就要求考虑到改造完的系统的兼容性问题。如果选择自主研发新的管理系统,就要求在人力、物力、财力上做出重大的投入,并且研发的时间过长,还会影响水利工程的进度。这些问题的关键主要集中在一下几点:
1)现有软件平台功能受限。目前在使用中的水利工程管理信息系统限制了软件平台的功能,在现有的管理制度中,管理人员的作用往往被忽视掉了,管理人员是软件的实际使用者,而在软件设计时并没有考虑到管理人员的实际使用情况,软件设计不够人性化,管理人员在使用中只能进行简单的数据汇总和计算,无法实现管理系统本身应有的作用,从而导致软件平台的功能受到限制。
2)根据有关部门的调查,在建或已经竣工的水利工程管理信息系统采用的都是C/S结构,这种结构的程序是有针对性的开发的,变更不够灵活,不同的工程难以共用,维护和管理的难度较大。由于该结构的每台客户机都需要安装相应的客户端程序,分布功能弱且兼容性差,不能实现快速部署安装和配置,因此缺少通用性,具有较大的局限性。要求具有一定专业水准的技术人员去完成。这些特点已经很难适应并满足现代水利工程的管理要求。
3)现有的软件开发平台标准不统一。目前,水利工程管理信息系统的平台开发标准无法做到统一,软件开发公司都是按照自己的标准对管理系统进行开发,这样,兼容性问题又被凸现出来。水利工程本来就是一个系统的工程,水利工程管理系统一般也都很复杂,导致管理难度加大[3]。各个子系统之间由于兼容问题不能实现信息共享,这就对前期的一系列资源的投入造成了严重的浪费。
3对我国水利工程管理信息系统应用的几点看法
1)B/S结构在管理信息系统中的应用。由于C/S结构已经很难适应并满足现代水利工程的管理要求,B/S结构在水利工程管理信息系统中的应用将是未来必然的发展趋势。B/S结构无论是从系统开发,还是从系统维护方面都优于C/S结构。B/S结构的应用将有效地提高管理的效率,随时对工程的信息进行查询和整理,做出及时准确的决策,并且该结构的管理系统更容易维护,也不必过多考虑兼容性的问题,实现各部门之间的协同作用,真正做到资源共享。
2)逐步建立水利信息体系。电子通讯技术的发展,为信息的快速传播提供了一个平台,信息的传播速度直接影响着信息的利用效率。水利工程是系统工程,其中包含的部门繁多,如何利用水利工程管理信息系统将这些部门的信息整合到一起,为水利工程服务,是接下来工作的重点。利用管理系统,将各个部门的信息,也包括以往的水利工程的相关信息汇总起来,形成水利工程信息体系,为日后的管理和查阅工作提供有力的保障,使管理系统化,增强管理水平。
3)统一系统开发标准。水利工程是造福于民的民生工程,水利工程管理信息系统能够有效提高工程的管理效率,提升工程质量。行业应该统一系统开发标准,软件开发公司要根据水利工程的总体特征,研发符合我国水利工程管理现状的系统软件。
4结论
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