工程的全球挑戰(zhàn)與工程教育

2008年，美國國家工程院組建了一個跨專業(yè)委員會，歷時(shí)一年研討，提出了工程領(lǐng)域在21世紀(jì)將面臨的14大挑戰(zhàn)，也就是如何讓這個星球能夠維持一個良好的生存環(huán)境。該委員會由世界各國當(dāng)代最有成就的18位工程師和科學(xué)家組成。14大挑戰(zhàn)包括：提升太陽能的經(jīng)濟(jì)性，讓太陽能更具有競爭性、更加低廉，以提高太陽能的使用，降低石化能源的使用；提供清潔水；研發(fā)更好的藥品；提高網(wǎng)絡(luò)安全性，改善虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，推動個性化學(xué)習(xí)等。

過去，人類在工程方面實(shí)現(xiàn)了很多偉大的夢想，比如說開發(fā)海洋、修建鐵路，這可以說是20世紀(jì)的巨大挑戰(zhàn)。這14大挑戰(zhàn)是全新的挑戰(zhàn)，是21世紀(jì)我們需要克服的全新的挑戰(zhàn)；也是全球性的問題，不是某個國家獨(dú)自面臨的問題。

美國一批教育學(xué)家提出，工程學(xué)教育應(yīng)當(dāng)?shù)玫酵卣?，比如本科生?yīng)該更多參與關(guān)于大挑戰(zhàn)的研究。一個什么樣的教育體制才能使學(xué)生參與到有關(guān)的討論中來呢？為此我們設(shè)立了一個“大挑戰(zhàn)獎學(xué)金項(xiàng)目”。

在美國，起初是3所大學(xué)創(chuàng)立了該項(xiàng)目，在常規(guī)工程課程中增添了5項(xiàng)內(nèi)容，使學(xué)生們做好一些準(zhǔn)備以應(yīng)對大挑戰(zhàn)。美國差不多有70所大學(xué)已經(jīng)參與了這個項(xiàng)目，比如得州大學(xué)已經(jīng)把這個項(xiàng)目推廣到全校的范圍，不僅僅是工科的學(xué)生，所有的學(xué)生只要參加了這個項(xiàng)目，畢業(yè)證書上都會有個專門的標(biāo)記，以鼓勵他們所取得的成績。其實(shí)工程學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)不僅是關(guān)于工程學(xué)的，還是關(guān)于整個科學(xué)體系的，它關(guān)系到經(jīng)濟(jì)學(xué)、人類學(xué)、社會學(xué)等方方面面。要改善思考和思維的方式，讓社會科學(xué)、醫(yī)學(xué)人才等都參加這方面的討論。

將應(yīng)對14大挑戰(zhàn)和大學(xué)本科教育相結(jié)合是一種新的教育理念和模式。美國國家工程院正在積極推動更多的美國大學(xué)參與到這一項(xiàng)目中來。2014年11月，在多哈舉行的一次工程領(lǐng)導(dǎo)力論壇上，大家也討論了如何把這14大挑戰(zhàn)融入教學(xué)過程。中國的周濟(jì)部長也參加了這次會議。據(jù)我所知，清華大學(xué)也將這14大挑戰(zhàn)列入了課程。2014年12月，印度的一所大學(xué)也開始研究把這14大挑戰(zhàn)列入他們的課程當(dāng)中。

在美國獲得工程學(xué)學(xué)士學(xué)位的本科生人數(shù)不到所有學(xué)士學(xué)位獲得者的5%。這一比例的全球平均水平是13.5%，東亞國家高達(dá)23%到26%，中國、韓國、日本尤其高。美國的比例遠(yuǎn)低于全球平均水平，接近谷底位置?，F(xiàn)在美國有越來越多的女性選擇學(xué)習(xí)工程學(xué)科，但是人數(shù)仍然很少。女性更關(guān)注和人類自身密切相關(guān)的領(lǐng)域，比如環(huán)境、社會責(zé)任等。我們需要更多的女性加入到工程學(xué)科，以便更好地平衡工程問題的解決方案，以及培養(yǎng)學(xué)生們的社會意識。

此外還要考慮創(chuàng)新能力，如何能夠跟上全人類的發(fā)展，要用全球的視野來思考問題，要了解全球的文化，以一種全球化的思考方式來應(yīng)對問題，所以合作至關(guān)重要。在主要國家的工程院中，美國工程院、中國工程院的合作可以說是最緊密。美國工程院分別和中國、德國、日本等五個國家的工程院開展了雙邊合作平臺——工程前沿探討會，我們積累形成了一個幾千人的工程人才網(wǎng)絡(luò)。隨后我們開展了這個國際合作平臺“中美英全球重大挑戰(zhàn)峰會”，中國工程院是主辦方之一。今年9月14日到16日，第二次峰會將在北京舉行。

牟德

(C. D. Mote)

美國國家工程院院長中國政府“友誼獎”獲得者