编者按：
在2017年10月举行的“‘工程教育范式变革’国际研讨会”上，李培根院士作了题为《重塑工程教育文化》的主题报告，反响强烈。应编辑部请求，李培根院士将报告整理成文《工科之“新”的文化高度》，从工程教育文化的视角进一步丰富了“新工科”的内涵。全文分为两部分，第一部分《浅谈工程与技术的文化要素》将发表于本刊2018年第二期，第二部分《重塑工程教育文化》将发表于本刊2018年第三期。
工科之“新”的文化高度（一）
——浅谈工程与技术本身的文化要素
【摘 要】仅仅停留于常规工程教育方法和手段的改革，不免流于从工具主义、实用主义的角度去观工程教育之“新”。从教育文化的层面去俯视工程教育，当是工科之“新”的关键与高度。文中从存在、时空、互联、去中心化等方面探讨了工程与技术本身所蕴含的文化要素。
【关键词】工科 工程教育 工程教育文化 存在 时空 去中心化
当前教育部正在实施“新工科”计划，相信对于推动我国工程教育在新世纪的大发展具有重要作用。我国的工程教育实际上存在文化缺失，就技术论技术，技术本身既成为学习的目的，又沦为手段和方法。仅仅从专业、技术的角度论“新”，不从文化的高度去认识，“新”的作用和意义恐怕要大为逊色。
一、工科之“新”的关键与高度
人们可从不同的视角去看工科之“新”。如从前沿技术的发展，可以新增“人工智能”的专业；从技术或学科的交叉融合，可以有“人工智能与类脑科学”、“计算材料科学”等专业；从“用”（产业需求等）的角度，可有“智能制造”等；从综合的角度，可有“工程科学”……还可以从新的教学手段、方法去看工程教育之“新”。所有这些，都有意义。其实，从工程教育发展的历史看，任何时期某一前沿技术的发展趋势也好，学科或技术的交叉也好，自然会引发教育者不断地更新相应的专业教育。也就是说，工科其实一直在“新”。当然，不能否认政府推动的作用可大大加快“新”的进程。问题是，不管是从未来工程师素养的需要看，还是从当前中国工程领域的教育者和管理者对工程教育的理解看，除上述因素之外，是否存在对工程教育影响更全局、更深远的要素？笔者的理解，工程教育文化即是。
对于工科的教师和学生而言，即使对于工程与技术的最基本问题，也不能仅停留于低层面视之。如何看待物理的“产品”或“工程系统”，其实也体现出工程教育的文化高度。“产品”或“工程系统”是工程及技术的产物与载体，那是“器”，但不仅仅是器。也就是说，从产品或工程系统的“物理”和“形”的背后还应该看到某种无形的东西，如对人的生存的意义、文化意义、对社会进步的意义等。以器识“器”，器也；以人文识“器”，人也。海德格尔在《存在与时间》中言，在人的在世存在中，技术存在优先于科学理论。他还将现代技术的全球运动看成是“一种力量，它对历史所起的决定性作用怎样强调都不过分。”[1]敖德嘉·加塞特这样看技术：“人类心灵生成的最伟大奇迹之一——物理科学，起源于技术。”“技术的最初使命就在于让人‘有空’去‘成为他自己’。”[2]这些都可以告诉工程领域的教师和学生，应该从“器”那里看到什么。若从人的意义的高度而非工具意义上去识“器”，传统文化中的“君子不器”一说或许可以成为新时代工程教育领域的新解。否则，若视为君子不能囿于一技之长、不屑于技艺之事，“君子不器”就难有进步意义可言了。
通常，人们对工程教育改革的理解，很容易想到教学手段、方法的变革。然而，即便是方法和手段的改革也需要更深的、文化层次的理解。如在移动互联网纵深发展的今天，越来越多的公司将客户体验放在首位。体验经济与传统工业经济最大的区别在于，消费者从被动的价值接受者，转为积极参与价值创造的各个环节，成为创造独特体验的参与者。[3]这就需要工程师从人的价值的文化层面去理解产品开发，相应地，工程教育应该用何种手段和方法培养学生这方面的能力？又如在当今非常强调互联的世界里，用何种方法让学生理解工程与技术本身的文化内涵？如何用系统、时空的观念去推进交叉？因此，哪怕是某些教育手段、方法上的改革，若欠缺基于文化层次的理解，也可能是失去工程教育灵魂的改革。
故工科之“新”若仅仅停留于前述常规的方法和手段的改革，还是流于从工具主义、实用主义的角度去观工程教育之“新”，尽管那也是有益的，但肯定是浅层次的。因此，教师和学生如何从更高的层面，即教育文化的层面去俯视工程教育，当是工科之“新”的关键与高度。
二、工程与技术本身的文化要素
不难理解，工程能够体现某种文化特性。工程的目的或用途有时直接表现为人的信仰和文化方面的需求，如埃及金字塔、各种教堂；有些工程则彰显了设计者对人性善的追求，如阿拉维拉设计的供穷人居住的半成品房子（智利建筑师亚历杭德罗· 阿拉维纳获2016年普利兹克建筑奖，他引领着能够全面理解建造环境的新一代建筑师，并清晰地展现了自己融合社会责任、经济需求、居住环境和城市设计的能力。其代表作之一乃是为穷人设计的“半成品好房子”[4]）；工程或产品的形式往往也表现出设计者对美的理解或追求，或则适应工程或产品享用者的文化品味，或则展现设计师自身的文化风格。
然而技术呢？如果说技术本身含有某些文化要素，恐怕很多人不以为然了。人们通常把技术仅仅视作一种手段或工具，工程也不过是技术的产物。我国的传统文化中，技艺多少显得有些“形而下”。子曰：“君子不器”，《易经·系辞》中有：“形而上者谓之道，形而下者谓之器。” 类似的传统观念使我国从事工程技术工作的学者、工程师对技术的深层认识不够，也使工程教育工作者缺少对工程教育方法的升华。
欲从文化的高度认识工程教育，首先需要认识工程与技术（尤其是技术）本身所包涵的文化要素。其所涉及的文化元素很多，不妨简单从以下几个方面论之。
1.存在。
存在是哲学的基本问题，此问题恰恰和技术有紧密的关系。敖德嘉·加塞特认为，对人而言，生存就是“使那些尚未存在的东西（即‘他自己’）存在”的努力。他还说，“称作‘技术’的最基本的事实只是起于如下奇怪的、戏剧般的、形而上学的事件：两种完全不同的实在——人和世界——以这样一种方式共存，即二者之一（人）要在另一者（恰恰是‘世界’）中建立‘超世界’的存在。如何实现这一点的问题——类似于工程师的问题——正是‘人的生存’的主题。”[2]这段话很有意思，它揭示了人对“超世界存在”（尚未存在的存在）的不断追求正是人的本质，也是社会不断进步的动力。而实现这一点，恰恰要依赖技术创新。弗里德里希·德绍尔说， “技术的本质呈现为某种特殊的东西，它使我们瞥见紧闭的存在深处。”“创造物的一种新形式，从未包含在创造物中的东西，一个具有单一本性、单一本质的客体，从来没有过的，现在化为存在了。”[5]海德格尔在《存在与时间》中言，技术的本质不是技术的东西，是真理的开显方式，现代科学本质在于现代技术；现代技术是形而上学的完成形态。[1]这些哲学家、思想家的话让我们相信技术是何等的形而上！不能把技术贬损为人的手段。有学者总结得好，“技术是人类存在的方式，技术是人类自我塑造的方式，技术是世界的建构方式，技术是世界和人的边界划定方式。”[6]这都说明，技术与人的存在的本质是紧密联系在一起的。
2.时空。
时空观念也是哲学中需要讨论的问题。时间和空间与运动着的物质密切相关。时间的本质是物质，没有物质及其运动就没有时间。空间是物质的广延性或伸张性。显然，任何技术或工程都与物质及其运动有关，要么技术或工程本身的表象就是物质及其运动；要么技术或工程的对象是物质及其运动（如某些信息技术所表现的）。
动物对时空当然也是有感知的，某些动物对时间感知的精确程度可能超过人，对空间的感知能力也令人惊叹。“在建筑角度来看，底部由相交一点的三个平面构成，对于材料的节省和效率都是有很大的好处的。这些立体几何的原理，似乎也被蜜蜂所熟悉……数学天才麦克劳林在《伦敦皇家学会会报》上曾经写出过这样的算式，他准确地算出了角度，根据数学里面最严谨的求积法，不得不承认，正是蜜蜂巢穴底部巢穴三个平面所呈的角度。”[7]当然，人与动物在对时空的感知与认识上有本质的区别。尽管动物对时间、空间的感知也令人赞叹，但它们对时空的感知和认识是非常有限的。动物对时间和空间的感知是自然（上帝）赋予的“本质”，而人除了自然赋予的少量“本质”，更多和更重要的是通过技术对时间和空间有丰富得多的特别认识和把握。人正是通过技术设法摆脱时空的限制。
时间和空间是相互联系和相互制约的，这一点对于某些技术尤其重要。如运输调度问题；又如机械中的齿轮加工，在某一个时间点上，不同轴的协同运动使得刀具在希望的空间位置，以获得精确的齿形；哪怕是美国街头的智能垃圾箱，其中也汇聚了物联网、太阳能、高效压缩机等技术，在某个时刻、某个地点已经装满的垃圾必须尽快运走；至于在企业及其客户、供应商等形成的更大的生态系统中，对很多问题的快速响应，更需要时空观念；足见时间与空间的联系乃至制约。所以工程专业的学生应该善于把时空观念应用于学习以及未来的设计、工艺等技术工作中，那样一定是有利于创新的。
更有意思的是，新技术的发展会不会使虚拟时空和现实时空的界限变得模糊？会不会改变人们的时空观念？如AR（增强现实）技术让人置身的空间是完全虚拟的还是现实的（或者部分现实的）？未来的量子技术是否能够帮助人或物体瞬间改变存在的空间？对类似的与技术相关的文化思考是不是又将反过来促进科技工作者对技术、对“超世界存在”的想象力，从而导致产生伟大的、颠覆性的创新？
3.系统性。
在工程领域，系统的观念非常重要。系统的概念是相对的。一台设备当然是一个系统；若干台设备组成的一个生产线或生产单元是一个系统；一个车间是一个系统；一个企业是一个系统；企业及其供应商、客户等组成更大的企业生态系统。通常而言，从系统的角度、以系统的观念去分析问题是优秀技术人员和管理人员的基本素养。设计某个系统中的某个单元，一定要考虑此单元与其它单元之间的联系。此道理不难理解，但在具体问题中，常常会出现系统意识不强的情况，以至于导致不合理的设计或者工程问题判断。工程问题中人们对于显性的关联还比较容易想到，有些隐性的关联即使对于有经验的工程技术人员也未必能意识到。所幸现在大数据技术能够帮助人们发现某些隐性的关联，但这仍然需要技术人员良好的系统意识和关联的想象力。如何在教材、教学活动中更好地帮助学生建立系统意识是非常重要的。
4.开放与分享。
现代，尤其是互联网时代，开放与分享逐步成为一种文化。互联网的精神特征之一就是分享。今天，一个具有良好开放与分享文化的企业一定容易可持续发展。
开放与分享不仅仅是一种意识，还需要体现在技术上。美国John Deere和爱科公司（AGCO）合作，不仅将农机设备互连，更联接了灌溉、土壤和施肥系统，优化整体效益；飞利浦、 GE都生产医学成像设备，他们本来都能采用封闭系统，但在现实中，两家的成像系统平台都可以兼容其他制造商的设备；飞利浦照明推出智能彩色灯包含了基本的智能手机App，允许用户控制灯的颜色和照明强度，他们发布应用开发界面，独立的软件开发者迅速发布了几十款相关应用，增强了智能灯的功能，其技术上的开放让别人分享了他们的成果，同时也提升了飞利浦自身的业绩。[8]
现在正进入大数据时代，企业之间不仅是物料（包括零部件、设备等）的交易，还需要有数据的交换。这也需要企业持开放的态度。
5.互联。
互联网、物联网、大数据等技术的发展使得工程技术面临一个重要的问题——互联。互联既是一种新的工业文化，同时也是技术。德国工业4.0和美国工业互联网都把互联作为新工业革命中的一个基本问题。不管是涉及社会安全、环境、农业、交通……还是工业中的具体技术，都需要互联。现在很多设备制造商都考虑服务制造，即把在用户那里的设备运维问题也承担起来，这就需要在设备上装很多传感器，通过物联网、大数据技术，进行数据分析、诊断。这里互联是基础和关键。
企业活动中，数据、信息的集成与互联非常重要。如财务之重要性对于企业而言是不言而喻的，但很多企业的财务没有起到真正的财务管理的作用，实质上是账务管理。原因是财务信息没有真正与企业的其它业务信息集成和互联，而企业的所有业务都与企业成本有关，因此没能和企业业务系统互联的财务系统就难以有真正的财务管理功能。
6.去中心化。
去中心化也是新工业革命时代的重要特征。互联网就是一个最大的去中心化系统。如果互联网的运行需要一个“中心”指挥的话，一定是一个极不稳定的系统，也不可能成为如今天的互联网系统。其分布、自治使它更为稳定。工程中很多控制系统、管理系统恐怕都需要去中心化的思想。人工智能技术的发展，如分布智能、群体智能等，也使得去中心化系统能够更有效地运行。
以上仅从几个方面阐述了工程与技术本身所蕴含的文化要素。是否能意识到这一点，对工程教育意义重大。是把工程与技术贬损为纯粹的工具和手段，还是视之为形而上乃至文化的一部分？这不仅关系到学生对自己专业重要性的认识，也可能影响到学生对专业的兴趣，而且有助于学生从更高的层次和境界理解技术与工程。把这些文化要素（如存在、时空、系统、互联、去中心化等）融入自己的学习过程中，可加深对技术、对工程问题的理解。如果更进一步，把这些意识变成一种自觉，则在专业技术活动中，创新的效果也将大不一样。
参考文献：
【1】吴国盛.技术哲学经典读本[M]. 上海交通大学出版社，2008:8-9.
【2】敖德嘉·加塞特.关于技术的思考[M]. 技术哲学经典读本.高源厚,译.技术哲学经典读本.上海交通大学出版社，2008:289, 274-275.
【3】王晓红.当科技高歌猛进，我们为什么更需要人文教育？[J].哈佛商业评论，2017-11-02.
【4】普利兹克奖得主：他为穷人建造“半栋房子”[EB/OL].[2016-01-15].http://culture.ch ina.com/art/artistic/11170805/20160115/21149823.html.
【5】弗里德里希·德绍尔.技术的恰当领域[M]. 技术哲学经典读本.张东林,译.上海交通大学出版社，2008:465.
【6】吴国盛.技术的本质[R].在中国传媒大学博士生课堂上的演讲.2007-04-09.
【7】梅特林克.花的智慧；蚂蚁的生活；白蚁的生活[M]. 潘灵剑，张念群，范一亭,译.哈尔滨出版社，2004:75.
【8】迈克尔·波特,詹姆斯·贺普曼.物联网时代的企业竞争战略（上）[J]. 安健,译.哈佛商业评论，2014-10-23.
李培根: 工科之“新”的文化高度（二） ——重塑工程教育文化
【摘 要】新的工科教育更需要重塑工程教育文化。本文从善、自由、超越、批判性思维等文化视角讨论工程教育，并强调教育文化要落地于教学活动中，如教材、课堂、实践环节、非正式学习等。
【关键词】工科 工程教育 工程教育文化 善 自由 超越 批判性思维 教学
此文的前一篇指出了我国工程教育中存在的文化缺失问题，着重谈到工程与技术本身所蕴涵的文化要素。对于工科的学生而言，文化的缺失可能意味着内心世界的缺失。经济学家许小年曾有惊世之语：创新能力低下的原因是企业家内心的空虚, 内心世界的缺乏，或者内心世界的虚弱，这是我们创新能力低下的一个很重要的原因[1]。显然，良好的工程教育文化有助于学生塑造其内心世界。
那么，究竟如何重塑工程教育文化？
一、 工程教育的主要文化视角
1.善。
善和人的生存紧密联系在一起，是人类社会所追求的状态，是人应该追求的基本属性，通常和美德、幸福等联系在一起。善也应该是工科学生和工程技术人员内心世界最基本的品性。
技术本身无所谓善恶，尽管绝大多数情况下技术都是有益于人类的，毕竟还是有人把技术用于“恶”的目的。但是对于工程教育而言，必须让学生明白，技术用途的指向应该是“善”。也许，很多人认为，强调这一点没多大意义，什么时候教育者让学生去作“恶”呢？但是学生能把“善”这根弦绷得有多紧、“善”的境界如何？工程教育中是否强调这一点，可能差别很大，也就是说“善”在工程教育中绝不能可有可无。
关于技术与善的关系最通俗的理解莫过于技术关乎人的存在、人的生存主题。工科的学生若欠缺善的意识，则很可能在特定的条件下做出不利于社会、甚至恶的事情。20世纪在美国纽约长岛公园大道上建造的200来座天桥桥洞高度只9英尺，乃是为阻止公共汽车（穷人和黑人多用）上公园大道，而多为白人和中产阶级享用的小汽车则可自由行驶，且便于进入更受欢迎的琼斯海滩。这是建造商罗伯特·摩西的阶级偏见和种族歧视[2]，也是设计师善意识欠缺的表现。
工程技术人员善的意识，需要植根于人的存在意义，需要在技术工作中体现出对人的生存质量的细微关注。这不仅仅是一个道德问题，其实也涉及创新能力及效果。试想，如果一个技术人员主要琢磨如何能赚更多的钱，其关注点可能在市场中销量很大、获利很丰的产品，即使经过努力达到目的，也难有原始创新。现实中哪怕是人们日常生活中的一些小东西，如双立人指甲钳、电饭煲、马桶盖等，其原始创新都不在中国。其原因当然不是因为中国技术人员的水平低下，其实是因为急功近利，欠缺对人的生存质量的细微关注。深层次说，少了一点善的意识。
善的意识需要工程技术人员关注人类社会的重大问题。比尔·盖茨号召大学生要关注人类社会的重大问题，如清洁水资源的缺乏、饥荒、贫穷等等。工科的大学生应该有这样的情怀，而且应该思索通过技术能够为改善某种处境做点什么。2012年的微软“创新杯”全球学生大赛的总决赛在澳大利亚悉尼举行,乌克兰 QuadSquad 团队的“EnableTalk”作品获得冠军。此发明是一种带弯曲传感器、触觉传感器、陀螺仪和加速计的特殊手套，可以将手语转换成文字进而通过一个文字转语音设备转换成声音传出，这种智能手套让普通人也能理解聋哑人的手语。整个系统还可以通过蓝牙装置与智能手机相连。相对而言，我国大学中虽然非常重视大学生的创新活动，但学生对社会问题的关注还是少了一些，创新的质量和社会效果也略为逊色。
充盈善的意识可能使企业家或工程技术人员敢于担当、敢于做大事，甚至惠及人类长远生存问题。谷歌热气球项目Project Loon，致力于为边缘地区提供网络通信服务，目标是让全世界每一个角落都能连接网络。美国的马斯克做SpaceX，火箭回收，那是美国航天局未能做的事情。他做SpaceX的初衷，不是因为它投资回报率高，而是对于人类的未来有所裨益。这难道不是基于善？
工程与技术所指向的善，自然还应该涉及工程伦理。今天，科学技术发展越来越快，科技在造福人类的同时，也对人类的生存问题提出挑战。环境恶化、资源短缺、社会安全已经受到世界的广泛关注。另一方面，某些技术（如生命科技、人工智能、智能机器人等）的发展使人们有理由担心，“奇点”是否很快到来？施加于自然之上的压力是否将达到一个临界点？汉娜·阿伦特批评以人为中心的工匠人的功利主义，“……不能否认康德准则具有功利主义的思想渊源，因为那种把人确立为终极目的的行为允许他‘（如果他能够的话）让整个自然服从于这个目的’，也就是说将自然和世界贬损为一种纯粹的手段，剥夺其独立的尊严。”[3]汉斯·约那斯说，“现代人更多地考虑技术上能否做到，面对技术说‘不’的能力和智慧已经荡然无存了……人不再被视为智慧的人（homo sapiens）了, 人的本质就是劳动的人（homo faber），或者说技术的人。”[4]
的确，我们对某些科学家和技术人员所描绘的某种世界（如女人不用生孩子了；通过基因选择技术使婴儿基因完美；永生……）需要进行严肃的人文拷问，那样的世界是否值得人类生存？生活在那样的世界有什么意义？如果试图用某项技术改变自然界的某种固有规律会产生何种后果？类似的问题其实关乎人类的未来，对其进行严肃的人文拷问显然是更大的善。
柏拉图之“善”的理念值得工程教育者和技术人员体会。它甚至超乎“存在”之上，因为一切存在都从它而来。“知识的对象不仅从‘善’得到他们的可知性，并且从善得到他们自己的存在和本质，而善自己却不是本质，而是超越本质的东西，比本质更尊严，更强大。”作为工程与技术知识的对象呢？[5]
2.自由。
或许很多人认为，自由是一个社会科学话题，与工程技术没什么关系。此种观点是极错误的，自由应该是任何人所追求的境界，工程技术人员自不例外。
技术相关的自由首先体现在目的自由。一方面，人存在于自然中，活在世上，周围的世界是由“便利”和“困难”共同织就的网。人对“便利”的追求其实也是对自由的追求，且似乎没有止境。这种追求是靠技术实现的。目的自由也表现在人的自由发展——也是马克思主义关于人的发展的基本观点。敖德嘉·加塞特说：“技术为他在自然中开出的‘闲适’，是他的‘超自然存在’栖身的小屋……技术的最初使命就在于让人‘有空’去‘成为他自己’。”[6]这段话中的“超自然存在”可以认为是创新的产物，而“成为他自己”可看成人的自由发展。技术的目的自由既体现在为了人类的发展，也体现在技术工作者自身的自由发展。某种意义上，技术是人的自我实现的不断展现。
技术工作还需要过程自由、氛围自由。有人强调自由的空气“是一种让思想活跃、不被障碍阻断的氛围，一种不受禁锢的、未被人为过滤的吸收知识的环境。只有在这样的空气下，思想才会自由放飞，创新才会奔涌迸发。”自由的空气，实实在在表现为对权威、权力的警惕。[7]
3.批判性思维。
批判精神应该是马克思主义重要的精神遗产。科技工作中自然需要科学精神，科学技术中常常需要对一些问题不断地怀疑和求证，这就是批判性思维。
工程与技术中的原始创新、颠覆性创新尤其需要批判性思维。如3D打印，以前很多工业品的制造多是减材过程，当然也有一些是等材制造，有人反其道而行之，能不能增材制造？这个思维过程正是体现了批判性思维。
工业的发展过程不断地体现出对传统常规的模式、手段等的否定和超越，那就需要批判性思维。如数字化技术、人工智能技术的发展，到底对未来生产结构、生产方式会产生什么样的影响？这类问题需要批判性思维去想象。现在设计开发一种新产品需要设计者用批判性思维审视产品目前赖以存在的需求、环境、条件等是否将发生变化？对这些问题的质疑甚至否定就是批判性思维，有可能导致重要的创新。如汽车的开发者就应该想到，物联网、数字化、智能化等技术的迅速发展一定会改变汽车用户目前的需求（尽管绝大多数汽车用户自己完全没意识到），单单智慧城市的发展就给汽车业提出很多新的挑战。具有批判性思维的企业家和工程师考虑此类问题的边界（如行业的边界、产品的功能边界）都和传统的思维大不一样，其结果自然容易产生创新。
4.超越。
优秀的人一般具有强烈的“自我意识”（勿误解为自私），卓越的工程师概莫能外。“自我意识的基本结构，可以用这两个概念来概括：一个是超越，一个是反思。它既是超越的，又是反思的。超越就是超出自身之外，反思就是从外部返回自身。”[8]一个技术工作者如果不能超越自身之外去思考问题，那就是一个普通的、物质的器，也就是一个缺乏自我意识的工匠。技术的细节知识、经验等对于工程技术人员当然是重要的，但真正卓越的工程师一定需要对具体技术问题的超越，也就是要达到与工程技术相关的文化高度。而“超越”应该成为优秀工程技术人员的文化品质。
优秀工程师首先应该明白，有创造性的技术工作超越自然现实。敖德嘉·加塞特说“……在这‘空出来的地方’（源自对‘动物性生存’的超越），他致力于一系列‘非生物性’的事，它们不是自然强加的，而是他自己发明-创造出来的……人的生存超越自然现实。”[6]
我们更多地强调技术工作要面向、满足国家重大现实需求，这当然是需要的。但其实还有另一方面，而且于优秀的科技工作者而言甚至是更重要的一面——伟大的创新往往超越现实需求。用法国哲学家加斯东·巴歇拉尔的话说，就是：征服多余的比征服必需的能给予我们更大的精神刺激，因为人类是欲望的产物而不是需求的产物。[9]这方面意识的不足直接导致我国原始、颠覆性、引领性创新的欠缺。即便近些年我国创新能力大大增强，但绝大多数还是跟踪型的，原因恐怕是过度强调立足于满足和适应现实需求。要使工程技术人员有强烈的超越现实需求的欲望，需要从工程教育入手。
技术可以帮助人们超越时空。以前人们需要去商店、超市购物，现在购物的空间被突破了；医生可以远程指挥手术进程；人们可以在家中漫游超市，甚至可以“感知”她心仪的时装。如果说对空间的超越相对容易理解一些，那么对时间的超越呢？有可能超越时间的限制回到过去的某一刻吗？有可能和故去的某人讨论以前的事件吗？类似远远超越人们常规感知、甚至超越人们想象力的事情，不排除未来有可能出现。当然这种奇迹的发生一定需要科技工作者超越时空的意识。
从事工程技术的人要有超越专业、学科、行业的意识。任何一个小产品（更别说大工程）都涉及到多学科技术，优秀的工程师或管理者要有多学科交叉的意识。谷歌最近宣布：将在2018年商业化其无人驾驶出租车业务。以后的汽车，其实更多是一个电脑+四个轮子；汽车也将是一个小型办公室+购物中心+娱乐场所……无人驾驶技术，将是智能汽车的底层操作系统，就像安卓是手机的底层操作系统一样。如果说过往时代的企业竞争，只是平面二维的、同行业之间的竞争，现今时代的企业竞争，则是三维、四维乃至更高维度的跨界竞争！[10]可以想象，从事无人驾驶、智能汽车的技术负责人和管理者，多么需要超越学科、专业以及行业的思维！
工业，尤其是制造业，基本上是基于物质的。从材料、设备到产品都是物质的。但对于制造业的技术人员来说，未来要有超越物质关注的意识。其一，数字化技术的发展使得物理世界与信息世界更深度地融合。德国工业4.0和美国工业互联网都强调数字物理系统（Cyber Physical System，CPS），很多企业现在推行数字孪生体（Digital Twin）的概念，通俗地讲任何一个物质的东西都要有一个数字映射。基于数字孪生体可以做很多分析、仿真、优化等工作。因此，即使是制造工程师也要把物理世界和信息世界更好地融合起来，也就是要超越“物质关注”。其二，缘于人工智能（AI）技术的发展。以往的自动化主要通过机器替代人的体力或手工劳动，因此人们的关注主要也在物质形式的机器上。智能时代人的很多脑力工作将被智能系统替代。如何利用AI技术打造新的技术流程？知识工程在多大的程度上取代技术人员的常规工作？智能时代的技术人员如何更好地与智能系统融合？
有人还谈到超越物质主义。物质主义是现代工业文明的基本精神，是现代工业文明以征服自然的方式谋求发展和进步的精神支柱。甚至在当前“大量生产、大量消费、大量排放”的生产-生活方式仍然在很大程度上主导着社会的发展。物质主义是现代性思想的要害,物质主义价值导向是现代性的致命错误。现代生态文明呼唤人们要超越物质主义，其中工程技术领域的学者、工程师、管理者肩负着重任。[11]
二、 教育文化要落地于教学活动
前面谈到工程与技术本身所蕴含的文化要素，也阐述了工程教育的几个文化视角。仅限于此，不免流于空谈。教育文化如果不能体现在教学相关的各种载体与活动中（如教材、课堂、实践环节等），自然不成其为有意义的教育文化。因此，要重塑工程教育文化，就是要把先进的教育文化落地在教学中。具体而言，就是把工程与技术的文化要素以及工程教育的文化视角反映在课程体系、课堂、教材、实践环节甚至学生的非正式学习中。
从课程体系而言，有无可能设计新的特别选修课程，如“工程导论”，“批判性思维”，“工程与技术伦理”等。“工程导论”应该不同于很多学校已经开出的专业导论课，它主要不在于技术本身，恰恰重在体现工程与技术的文化高度。在工程与技术发展的简史中可体现这些文化要素和文化视角，让学生从发展史中初步建立学习和思考工程技术的文化视角。此外，像存在、时空、系统、互联、去中心化、工程中的善、超越等话题，本身都和创新的意义、规律与视角有关，对于学生更好地建立创新意识和提高创新能力都会有很好的帮助。目前，华中科技大学已经在尝试提供“工程导论”和“批判性思维”的课程。其中导论课包含的内容有：工程教育的时空视野，工程中的创新形式、工程与人、工程与美学、工程与技术的哲思等等。
教材是教学活动的基本载体，工科之“新”的文化高度自然要反映在教材、尤其是专业教材中。专业教材不必系统地介绍教育文化方面的内容，但那些文化要素或视角完全可以融入技术或工程的介绍中，也可融在某些案例中。如，在介绍信息技术的应用时，可以通过AR（增强现实）技术用于装配、维修的例子让学生建立超越时空、超越专业界限的意识；以马斯克火箭回收、火星移民等案例说明通过技术建立“超世界存在”的意义。现在教科书中讲的都是成熟的、经过验证的知识，学一点科技趋势预测、展望、想象一定有好处，哪怕只是作为延伸阅读的引导。有些科幻看起来没什么根据，其实想象里就孕育着超自然存在、超世界存在。
教材改革本身需要运用批判性思维。中国的教材多强调知识的完整性、系统性。其实，知识点太细，很容易使学生沉浸于细节之中。最后学完了，知识看起来很系统、很完整，学生所获反而成了碎片知识。因此，教材的系统观更应该强调系统中的节点、节点之间的相互关联；引导学生构建问题空间，建立问题空间、节点之间等等的相互关联等。
课堂中也一样，教师要引导学生善于关联。教师本身要有“去中心化”的思维，不能只是让学生的思维围着教师转，启发学生联想、超越。
实践是工程教育非常重要的环节。首先要引导学生关注人类社会的重大问题，可以给学生介绍这方面的好案例。有些小的技术案例有利于培养学生的人文情怀，如两个哥伦比亚大学建筑系的女生 Andrea Sreshta 和 Anna Stork 参与救灾工作后，有感于要为社会做点什么。她们利用太阳能和发光二极管设计出了一款充气式太阳能户外应急灯具LuminAID，后被广泛用于联合国及70多个国家的公益项目及灾难救援行动中，如海地艾萨克飓风、菲律宾海燕台风、尼泊尔地震等等。[12]类似的例子显然有助于学生建立工程与技术工作中的“善”意识。还可以让学生明白对人的生存质量的细微关注往往会产生创新，现在社会中有大量“互联网+”的例子即属此类。总之，千万不能让学生完全“实践”在教师的框架中。
未来的工科之“新”，还应该表现在学生很强的自主学习能力、非正式学习能力上。这是“去中心化”、自由发展文化的必然反映。我们的教育完全忽视了对非正式学习的引导，似乎非正式学习完全是学生自己的事。学校及其教师要引导学生在他的大学时代就能够建立一个良好的非正式学习的习惯，这对于提高他的学习能力肯定是有帮助的，对于他未来的发展也是极有好处的。非正式学习有很多，比如碎片知识的学习、基于想象的进一步的学习等。现在很多人把碎片知识看成是负面的，一个人的知识如果完全不成系统、完全是碎片的，那的确有问题。但是既然学生的学习都有某一个专业，肯定已经是在某一个系统的专业知识的训练之中，那么碎片知识的补充是很重要的。
三、结语
新的工程教育如何培养学生自觉地从前述的文化视角去观察、领悟工程技术相关的问题，使其成为工程思维中基本和习惯的意识，这是工科之“新”的关键和高度。实现这一点，就要把教育文化落地于教学活动中。常言道，优秀是一种习惯。如果未来的工程教育革新的重点在于把工程的文化视角真正变成教师和学生的习惯视角，则学生的创新能力日新，中国的工程教育之面貌日新。 若如此，“新”的中国工程教育，也将是世界一流的工程教育——当可期也！
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