本文由《高等工程教育研究》授權(quán)發(fā)布
作者：吳婧姍 朱凌 施錦誠(chéng) 呂正則
大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等核心技術(shù)正驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展轉(zhuǎn)型。智能工程情境下涌現(xiàn)出的新技術(shù)手段和工具，正在改變甚或顛覆工程師的工作模式，對(duì)工程師能力亦提出了全新要求。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)訴求，本研究對(duì)七家智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)型企業(yè)開(kāi)展深度調(diào)研，并基于訪談資料的內(nèi)容分析和工程需求分析，嘗試構(gòu)建未來(lái)工程人才核心能力的基本框架，包括3個(gè)主維度和12個(gè)子維度。毋庸置疑，在智能化技術(shù)及話題愈加普及的當(dāng)前，該框架也凸顯出了未來(lái)工程師基于數(shù)字的復(fù)雜問(wèn)題求解能力：其中，數(shù)字思維與建模仿真、跨界融合是企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型中最受關(guān)注的能力項(xiàng)。此外，相比于前沿洞察與技術(shù)開(kāi)發(fā)能力，我國(guó)企業(yè)對(duì)工程人才創(chuàng)新性思維與原始創(chuàng)新能力的重視仍然不足，對(duì)于智能化趨勢(shì)下可能從技術(shù)追趕到創(chuàng)新引領(lǐng)的轉(zhuǎn)型契機(jī)尚未形成及時(shí)充分的響應(yīng)。本文最后嘗試從產(chǎn)業(yè)需求和工程教育演進(jìn)規(guī)律出發(fā)，為我國(guó)工程教育改革與創(chuàng)新提供建議和研究思路。
關(guān)鍵詞：智能化；工程人才；核心能力；數(shù)字跨界
一、引言
以大數(shù)據(jù)為核心動(dòng)力，伴隨云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的深化與升級(jí)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展在智能化趨勢(shì)下正在全面呈現(xiàn)出虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體物理深度融合、人類智慧與機(jī)器智能協(xié)同創(chuàng)新的場(chǎng)景。由此，將可能徹底改變工程師的工作模式，對(duì)工程人才提出了全新要求和更嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我國(guó)在以新一代智能制造為核心競(jìng)逐未來(lái)產(chǎn)業(yè)生態(tài)主導(dǎo)權(quán)中能否獲得先發(fā)優(yōu)勢(shì)，很大程度上取決于適應(yīng)智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的工程人才儲(chǔ)備。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇的研究報(bào)告，高達(dá)42%的核心技能將會(huì)在2018-2022年間發(fā)生轉(zhuǎn)變。[1]這引發(fā)了本研究的思考：未來(lái)工程場(chǎng)景從根本上將對(duì)工程師提出何種要求？最關(guān)鍵的核心能力有哪些？智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)、社會(huì)轉(zhuǎn)型，改變甚至顛覆傳統(tǒng)意義上對(duì)工程的認(rèn)知和對(duì)工程師的要求，工程教育將新涌現(xiàn)出哪些特征？并將如何回應(yīng)變革需求？從工程教育的需求方來(lái)看，教育和產(chǎn)業(yè)之間是否已形成信息和模式的良性互動(dòng)，從而能夠應(yīng)對(duì)未來(lái)的變革和巨大挑戰(zhàn)？一系列研究關(guān)注都將從未來(lái)工程師的能力問(wèn)題出發(fā)，并將結(jié)合工程教育的整體趨勢(shì)、甚或是范式特征的感知和分析，從而對(duì)未來(lái)工程教育模式進(jìn)行全新的思考和建構(gòu)。作為未來(lái)工程師這一話題的首篇，我們將扎根前沿企業(yè)現(xiàn)實(shí)情境，解決第一個(gè)問(wèn)題：通過(guò)對(duì)智能化相關(guān)典型企業(yè)的深度訪談，從人才需求視角識(shí)別面向產(chǎn)業(yè)智能化趨勢(shì)的我國(guó)工程人才核心能力構(gòu)成。
二、文獻(xiàn)回顧
能力通常指完成一定活動(dòng)的具體方式，以及順利完成活動(dòng)所必需的心理特征。然而，能力內(nèi)涵界定模糊，就其對(duì)應(yīng)諸多英文表達(dá)可見(jiàn)一斑。如capacity，capability，ability，skill，competency，faculty，talent，aptitude等[2]，反映了在不同語(yǔ)境下對(duì)能力的不同理解。本文所指的“能力”主要對(duì)應(yīng)“competency”的語(yǔ)意，側(cè)重于工作勝任力，是丈量教育與工作需求之間差距的有效標(biāo)尺。[3]對(duì)工程人才能力的探討是一個(gè)永續(xù)常新的話題，本部分將梳理相關(guān)研究的不同視角及其主要觀點(diǎn)。
一是從工程教育認(rèn)證的角度，對(duì)畢業(yè)生素質(zhì)和職業(yè)能力提出基本要求。目前兩大國(guó)際主流的認(rèn)證體系（“華盛頓協(xié)議”與“歐洲工程師認(rèn)證”）對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)定較接近，都注重學(xué)生專業(yè)技能、工程實(shí)踐技能和社會(huì)技能的訓(xùn)練以及綜合素質(zhì)的養(yǎng)成[4]，但這些標(biāo)準(zhǔn)“只是達(dá)到了國(guó)際認(rèn)證質(zhì)量的‘底線’”。[5]部分研究以此為參照，對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)實(shí)情境的對(duì)比分析與理論延展：一項(xiàng)歷時(shí)七年的工科畢業(yè)生追蹤調(diào)查表明，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的團(tuán)隊(duì)合作、交流、數(shù)據(jù)分析與問(wèn)題求解是工程實(shí)踐中最重要的能力[6]，特別是解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[7-9]，要求工程人才突破學(xué)科邊界，保持對(duì)公共事務(wù)的關(guān)懷，更好地應(yīng)對(duì)21世紀(jì)環(huán)境與社會(huì)的挑戰(zhàn)。[10]
二是基于對(duì)教育創(chuàng)新與變革的思考，預(yù)測(cè)面向未來(lái)的工程人才的核心能力。英國(guó)皇家工程院（RAE）在2014年發(fā)表調(diào)研報(bào)告《像工程師那樣思考：對(duì)教育系統(tǒng)的啟示》，著重強(qiáng)調(diào)“工程思維習(xí)慣”[11]，以別于數(shù)學(xué)思維習(xí)慣和科學(xué)思維習(xí)慣。而如何造物和更好地造物，恰恰是工程思維的核心。[12]以工程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育著稱的美國(guó)歐林工學(xué)院進(jìn)一步定義工程師是“想前人不敢想、且排除萬(wàn)難去實(shí)現(xiàn)之”，認(rèn)為在扎實(shí)的數(shù)學(xué)與科學(xué)基礎(chǔ)上，工程師必須具備團(tuán)隊(duì)合作思維、創(chuàng)業(yè)者思維、跨學(xué)科思維、全球思維和倫理道德思維[13，14]，這些復(fù)合性思維能力“更側(cè)重于設(shè)計(jì)而非分析”，體現(xiàn)為“在技術(shù)與人類行為之間搭建橋梁”。[15]MIT發(fā)起“新的工程教育轉(zhuǎn)型”（NEET）[16]也從認(rèn)知方式上用創(chuàng)造性思維、系統(tǒng)性思維、批判與元認(rèn)知思維等11項(xiàng)能力重新定義了何謂成功的工程師。類似地，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)對(duì)工程人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位充分強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科與系統(tǒng)性思維、想象力與創(chuàng)造力、全球思維等。[17]我國(guó)工程教育改革從“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”到“卓越2.0”（新工科建設(shè)），也一直持續(xù)關(guān)注工程人才能力培養(yǎng)的規(guī)范性[18-21]，其中，“融合”與“創(chuàng)新”已經(jīng)成為新工科人才新能力的高頻關(guān)鍵詞。[22]
三是根據(jù)產(chǎn)業(yè)變革、新興技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，識(shí)別工程人才應(yīng)具備的從業(yè)能力，其中不乏來(lái)自產(chǎn)業(yè)界的思考。早在2004年，IBM就意識(shí)到結(jié)合服務(wù)、科技、工程與管理的服務(wù)科學(xué)（SSME）將是未來(lái)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流，由此提出“T型人才”[23]，即至少在一個(gè)領(lǐng)域深入掌握專業(yè)知識(shí)，同時(shí)在大量相關(guān)領(lǐng)域擁有全面的知識(shí)，且勇于擁抱改變、思考創(chuàng)新事物，從而能夠與跨學(xué)科的同事共同解決問(wèn)題。其中，橫向技能或軟技能，包括自我認(rèn)知、自我管理、人際交往、適應(yīng)力、溝通能力等，被視為克服產(chǎn)業(yè)與教育鴻溝的關(guān)鍵。[24，25]作為對(duì)人才供需不匹配的回應(yīng)，美國(guó)產(chǎn)業(yè)界近年提出教育變革公式：STEM1.0+未來(lái)新能力平臺(tái)＝STEM2.0。所謂“新能力平臺(tái)”直指未來(lái)工程科技領(lǐng)域從業(yè)者的四大核心競(jìng)爭(zhēng)力[26]：基本的就業(yè)技能、卓越的創(chuàng)新技能、嫻熟的數(shù)字技能和過(guò)硬的專業(yè)技能。來(lái)自歐洲的研究者從“工業(yè)4.0”引發(fā)的制造系統(tǒng)范式變革著手，探討科技人力資源的技能需求[27，28]，特別強(qiáng)調(diào)大數(shù)據(jù)／數(shù)據(jù)分析、預(yù)見(jiàn)性維護(hù)等信息與通訊領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)能力。[29]
通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的系統(tǒng)梳理，我們初步形成以下論斷：首先，伴隨科學(xué)技術(shù)和工程系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高，工程師的能力需求也日益突顯出復(fù)合性、批判性、藝術(shù)性、復(fù)雜性、跨學(xué)科、人文情懷、創(chuàng)新創(chuàng)造、可持續(xù)發(fā)展等趨勢(shì)和特征。[30-32]其次，盡管已有相當(dāng)研究表現(xiàn)出對(duì)工程人才能力結(jié)構(gòu)的充分關(guān)注，但在研究視角和方法上仍存在較大缺口：一是以往研究多從人才供給的視角探討工程師能力，缺少與產(chǎn)業(yè)界的互動(dòng)與銜接。工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)盡管有較大普適性，但缺乏對(duì)技術(shù)變革和產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展趨勢(shì)的快速響應(yīng)，亟待敏銳洞察出智能工程情境下涌現(xiàn)出的新技術(shù)手段、新工作模式以及對(duì)應(yīng)的新的知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)。二是當(dāng)前對(duì)智能化情境及能力結(jié)構(gòu)的研究，較為缺乏規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)證分析過(guò)程，其研究結(jié)論并非基于現(xiàn)實(shí)案例及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，沒(méi)有對(duì)能力及其構(gòu)成進(jìn)行充分論述以及與現(xiàn)實(shí)工程情境的映射。三是歐美等國(guó)家或地區(qū)對(duì)技術(shù)趨勢(shì)及本土工程師的需求已有較成熟的分析和判斷，然而這些研究結(jié)論與我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)情的適配性尚未得到驗(yàn)證。因此，對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中企業(yè)用人需求的深入調(diào)研以及智能化領(lǐng)域相關(guān)工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的研究具有現(xiàn)實(shí)必要性和迫切性。
三、研究設(shè)計(jì)
本研究依托中國(guó)工程院“智能化趨勢(shì)下的工程教育范式變革與再設(shè)計(jì)”院士咨詢課題開(kāi)展工作，選擇了一批國(guó)內(nèi)具有代表性的企業(yè)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研和訪談。訪談對(duì)象、人數(shù)及職位級(jí)別亦具有專業(yè)性和權(quán)威性等特征，案例材料較為詳實(shí)。研究人員針對(duì)所有調(diào)研工作形成了詳細(xì)的工作紀(jì)要和訪談材料，作為本文進(jìn)行內(nèi)容分析的資料來(lái)源。
（一）案例選擇
為盡可能全面、客觀地呈現(xiàn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)智能化水平并反映轉(zhuǎn)型時(shí)期工程師需求，案例選取維度和標(biāo)準(zhǔn)如下：一類案例立足前沿，重點(diǎn)關(guān)注智能技術(shù)研發(fā)型企業(yè)，擬從技術(shù)成熟度較高的細(xì)分領(lǐng)域（如語(yǔ)音識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、云計(jì)算等）選取業(yè)內(nèi)標(biāo)桿性企業(yè)；另一類案例面向智能技術(shù)落地的應(yīng)用場(chǎng)景，從人類的生產(chǎn)生活出發(fā)（即智能制造、智慧城市）選取典型代表性企業(yè)；同時(shí)，考慮到我國(guó)大多數(shù)企業(yè)尚未完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本國(guó)情，在未來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)期，需要將數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化并行推進(jìn)、融合發(fā)展。[33]因此，制造型企業(yè)的選擇要盡量涵蓋不同規(guī)模類型、不同發(fā)展階段。按上述標(biāo)準(zhǔn)，本研究選擇了７家企業(yè)（見(jiàn)表１）。
表1調(diào)研案例簡(jiǎn)介
（二）數(shù)據(jù)來(lái)源
本研究主要從以下渠道獲取案例的相關(guān)資料：其一，文檔資料：研究人員在訪談前對(duì)案例公司先進(jìn)行比較全面詳實(shí)的資料收集，包括官方網(wǎng)站、新聞報(bào)道、公開(kāi)采訪資料、專業(yè)評(píng)論、圖書(shū)資料等，同時(shí)在訪談過(guò)程中收集企業(yè)內(nèi)部資料，總共獲得文檔資料14余萬(wàn)字；其二，訪談資料：研究人員自2018年3月開(kāi)始至2019年7月先后赴案例公司，采訪了技術(shù)專家、生產(chǎn)總工、首席信息官、負(fù)責(zé)戰(zhàn)略或運(yùn)營(yíng)的高管等較高層級(jí)的業(yè)內(nèi)人士共15名。考慮訪談效果，靈活安排一對(duì)一深度訪談、小組座談等多種形式，最終得到訪談資料13份、近11萬(wàn)字。
（三）編碼過(guò)程
本研究以表1中7家企業(yè)為研究對(duì)象，采用內(nèi)容分析法對(duì)其進(jìn)行編碼分析，從而識(shí)別產(chǎn)業(yè)智能化趨勢(shì)下工程人才核心能力構(gòu)成。由本文其中3名作者（1名博士后、2名博士生）組成研究小組，完成編碼工作。小組成員都接受過(guò)專業(yè)的科研訓(xùn)練，熟悉編碼的程序和技巧，同時(shí)，前期都參與過(guò)企業(yè)調(diào)研活動(dòng)，能較清晰地理解并抓取文本資料所傳遞的信息。
數(shù)據(jù)編碼的具體步驟是：首先，小組成員分別獨(dú)立通讀第一個(gè)案例的所有資料，提取文本中與工程人才能力相關(guān)的條目。第一個(gè)案例解讀完畢后，將3人編碼一致的條目輸入條目庫(kù)，對(duì)于意見(jiàn)不一致的條目經(jīng)討論后確定進(jìn)入條目庫(kù)或刪除。接著，研究小組繼續(xù)上述步驟，分別對(duì)第2至4個(gè)案例、第5至7個(gè)案例進(jìn)行兩次集中編碼和討論。第二步，將所有案例的編碼結(jié)果相互疊加，得到條目總計(jì)171條。研究小組對(duì)條目進(jìn)行梳理，剔除了涵義過(guò)于空泛、或只在一個(gè)案例的編碼結(jié)果體現(xiàn)的條目。第三步，將剩余的156個(gè)條目進(jìn)行二次編碼，經(jīng)討論后提煉出12個(gè)子維度，并進(jìn)一步歸納得到三個(gè)主維度，即：基礎(chǔ)就業(yè)能力涉及條目數(shù)31個(gè)、子維度3個(gè)，工程專業(yè)能力涉及條目數(shù)59個(gè)、子維度4個(gè)，可持續(xù)發(fā)展能力涉及條目數(shù)66個(gè)、子維度5個(gè)。
四、研究發(fā)現(xiàn)
本部分將主要闡述三個(gè)主維度及其具體內(nèi)容。為方便表述，引用的案例資料按“企業(yè)代碼—材料類型—序列號(hào)”的方式編號(hào)以作標(biāo)識(shí)。以“HE-A-02”為例，HE代表訪談的案例企業(yè)海爾集團(tuán)，A代表訪談?dòng)涗洠˙代表公開(kāi)資料、C代表內(nèi)部資料），02代表該案例企業(yè)資料的序列號(hào)。
（一）基本職業(yè)能力
在基本職業(yè)能力的主維度中，共有相關(guān)條目31條。其中，工程意識(shí)與工匠精神的條目數(shù)占了近半，反映了雇主對(duì)工程人才基本從業(yè)素養(yǎng)的高度關(guān)注。具體表現(xiàn)在：工程師始終圍繞解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，堅(jiān)持結(jié)果導(dǎo)向、效率意識(shí)。新一代信息技術(shù)“要做到萬(wàn)物互聯(lián)中真正的好用，是要解決剛需，而不是噱頭”（HK-A-02）。調(diào)研企業(yè)對(duì)“機(jī)器換人”的看法是“不會(huì)為了無(wú)人而無(wú)人”，“不存在真正的無(wú)人，無(wú)人不是追求目標(biāo)，高效才是最終目標(biāo)”（CF-A-02）。在制造型企業(yè)的現(xiàn)實(shí)工程情境中，“對(duì)于很小的部件，如機(jī)器伸不進(jìn)去的焊接點(diǎn)，仍然要由人工來(lái)做”（HE-B-04），這更需要工程人員發(fā)揮出務(wù)實(shí)肯干、精益求精的工匠精神。如某受訪企業(yè)對(duì)技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出的要求：“精度達(dá)到99%還不算本事，把99%提升到99.99%才是成功的起步”（CF-B-01）。工程師除了追求技術(shù)的精確性和穩(wěn)定性，還要有使命感和責(zé)任感，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白乃至占領(lǐng)全球創(chuàng)新高地，以及關(guān)注人工智能等新興技術(shù)的普遍應(yīng)用可能對(duì)社會(huì)倫理的沖擊。如多家受訪企業(yè)基于海量數(shù)據(jù)和計(jì)算能力創(chuàng)造了更大的市場(chǎng)價(jià)值，但同時(shí)也都面臨用戶隱私保護(hù)的問(wèn)題。此外，也有受訪者認(rèn)為，歸根結(jié)底是“對(duì)專業(yè)的興趣”，“否則他只是打一份工，不會(huì)有更多的責(zé)任感”（HE-A-02）。
在訪談中，多名被訪者提到“開(kāi)放”和“共享”，在以往文獻(xiàn)中較少提及，但對(duì)于數(shù)字化驅(qū)動(dòng)的信息社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)有重大意義。工程師要對(duì)新興技術(shù)及其對(duì)現(xiàn)有工作帶來(lái)的挑戰(zhàn)保持積極的心態(tài)，如“和人工智能科學(xué)家一起去思考，怎么樣把知識(shí)固化成人工智能的模型”（XF-A-01）；工程師要學(xué)會(huì)在松散、開(kāi)放的工作環(huán)境中協(xié)同工作，并肩負(fù)起知識(shí)沉淀、傳播和發(fā)展的使命，實(shí)現(xiàn)共創(chuàng)共贏共享。譬如，“每個(gè)工程師根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)開(kāi)發(fā)課程”（WH-A-01）、“把項(xiàng)目報(bào)告上升到方法論”（HE-A-02）等已經(jīng)成為多家受訪企業(yè)的常規(guī)工作機(jī)制。由此，本文把該子維度命名為“開(kāi)放、共享與合作”。第三個(gè)子維度是“終身學(xué)習(xí)與迅速迭代”。在企業(yè)調(diào)研中，不少受訪對(duì)象反映了未來(lái)的不確定性，“很多事情技術(shù)上沒(méi)有前人的經(jīng)驗(yàn)做參考、商業(yè)上沒(méi)有可復(fù)制的模式、現(xiàn)實(shí)情況下也沒(méi)有太多的確定因素作為判斷依據(jù)”（AL-B-05），因此要求工程師具備強(qiáng)大的自我驅(qū)動(dòng)力，不斷學(xué)習(xí)、革新和成長(zhǎng)，勇于挑戰(zhàn)、勇于試錯(cuò)，迅速適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。詳見(jiàn)表2。
表2“基本職業(yè)能力”維度及典型條目
（二）工程專業(yè)能力
在工程專業(yè)能力的主維度中，共有相關(guān)條目59條。從子維度的條目數(shù)來(lái)看，數(shù)據(jù)思維與建模仿真能力最受企業(yè)關(guān)注（19條）。隨著生產(chǎn)和流通環(huán)節(jié)應(yīng)用虛擬仿真系統(tǒng)及信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)世界的互聯(lián)互通，轉(zhuǎn)型過(guò)程中企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生相應(yīng)變化，“以前更多是做好產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)等等，現(xiàn)在是怎么樣用數(shù)據(jù)思維去創(chuàng)造新的價(jià)值”（AL-B-03）。特別是智能技術(shù)應(yīng)用落地，傳統(tǒng)制造企業(yè)工程人員的工作性質(zhì)已由“原來(lái)直接面對(duì)設(shè)備”變成“在中控室讀取一切信息”（WH-A-01），這要求工程師全面理解參數(shù)，基于數(shù)據(jù)做出分析、預(yù)測(cè)和判斷；同時(shí)熟練使用軟件工具、深度挖掘工業(yè)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)流程的抽象應(yīng)用于軟件優(yōu)化和開(kāi)發(fā)；以及具備數(shù)字安全意識(shí)、對(duì)有效信息的獲取與甄別能力等。
工程設(shè)計(jì)思維的條目數(shù)為14條，集中反映為把現(xiàn)實(shí)需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)目標(biāo)的抽象化思維以及對(duì)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行多層拆解的結(jié)構(gòu)化思維。在萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，人機(jī)交互現(xiàn)象的背后是企業(yè)由提供產(chǎn)品轉(zhuǎn)向提供場(chǎng)景式服務(wù)。因此，通過(guò)數(shù)字化技術(shù)賦能，工程設(shè)計(jì)將著力于根據(jù)各種項(xiàng)目的場(chǎng)景虛擬抽取出可以產(chǎn)品化的東西。工程師“要理解用戶的原始需求，并轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的功能，然后把產(chǎn)品的功能和技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)，或者說(shuō)技術(shù)的算法一一對(duì)應(yīng)起來(lái)”，以及“通過(guò)把場(chǎng)景細(xì)分，并最終識(shí)別到單一的可控的產(chǎn)品上面，如果人工智能的算法超過(guò)人的能力，那么人就不要干這件事情，交給機(jī)器去”（XF-A-01）。
工程技術(shù)基礎(chǔ)和基于項(xiàng)目的工程實(shí)踐也表現(xiàn)出較強(qiáng)的顯著性。工程技術(shù)基礎(chǔ)包括掌握扎實(shí)的數(shù)學(xué)、計(jì)算和通訊基礎(chǔ)理論知識(shí)，精通工程專業(yè)基本原理、方法，具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)訓(xùn)練經(jīng)歷。在企業(yè)訪談中，對(duì)工程技術(shù)基礎(chǔ)的討論主要有兩種觀點(diǎn)：一方面，受訪的智能技術(shù)研發(fā)型企業(yè)普遍表達(dá)了對(duì)本科專業(yè)訓(xùn)練不足的擔(dān)憂?！爸饕?yàn)檫@兩年的技術(shù)切換太快了”（HK-A-01），很多以前是研究生層次的內(nèi)容，如深度學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技巧、大數(shù)據(jù)架構(gòu)等，在這些企業(yè)眼里都是基礎(chǔ)知識(shí)，迫切需要“把這些下放到本科階段來(lái)學(xué)習(xí)”（XF-A-01）。另一方面，受訪的智能技術(shù)應(yīng)用型企業(yè)（特別是生產(chǎn)制造型企業(yè)）對(duì)畢業(yè)生的工程技術(shù)基礎(chǔ)比較滿意，主張?jiān)鷮?shí)的理論基礎(chǔ)是應(yīng)對(duì)技術(shù)更迭的根本。這類企業(yè)比較遺憾的主要是工科畢業(yè)生實(shí)踐能力的欠缺。通過(guò)深度訪談，研究人員發(fā)現(xiàn)，企業(yè)所看重的實(shí)踐能力“不是一來(lái)就能上手”的操作性技能，而是工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，是對(duì)行業(yè)的整體認(rèn)知、對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景及應(yīng)用技巧的理解，需要“在做的過(guò)程中結(jié)合自己的失敗案例，不斷驗(yàn)證才能夠獲得”（CF-A-01）。詳見(jiàn)表３。
表3“工程專業(yè)能力”維度及典型條目
（三）可持續(xù)發(fā)展能力
在可持續(xù)發(fā)展能力的主維度中，共有相關(guān)條目66條，歸納為跨界融合、系統(tǒng)思維、用戶思維、前沿洞察與技術(shù)開(kāi)發(fā)、創(chuàng)造性思維與原始創(chuàng)新等五個(gè)子維度。根據(jù)訪談，擁有跨界融合能力的工程師是企業(yè)最看重也是最緊缺的。有企業(yè)將其表述為接口能力，即“將現(xiàn)實(shí)世界的各種問(wèn)題和需求轉(zhuǎn)化，與不同學(xué)科背景的專業(yè)人士實(shí)現(xiàn)技術(shù)溝通并完成工作銜接”（XF-A-01）；或表述為復(fù)合能力，“既要懂應(yīng)用又要懂軟件、懂算法，不僅是工科交叉、文理也要交叉”（AL-A-01）；也有企業(yè)從跨界創(chuàng)新的角度去理解，“在技術(shù)創(chuàng)新上，一些跨界的創(chuàng)新往回推的成功率更高一些”（HE-A-01）。其本質(zhì)上是因?yàn)樵朴?jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能不僅是一種技術(shù)，還是一種能力：服務(wù)的能力。比如，生產(chǎn)洗衣機(jī)的傳統(tǒng)制造企業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，不僅是改造無(wú)人工廠，而且是經(jīng)營(yíng)理念的轉(zhuǎn)型：“我們給消費(fèi)者提供的不是洗衣機(jī)，是衣物護(hù)理解決方案”（HE-A-03）。所以洗衣機(jī)制造的工程項(xiàng)目還要同時(shí)研究洗衣液，研究各種材質(zhì)的洗衣護(hù)理環(huán)境，研究顧客對(duì)洗衣機(jī)功能、款式的個(gè)性需求，將研發(fā)、生產(chǎn)、市場(chǎng)、售后等原本割裂的環(huán)節(jié)集成在一起，由不同專業(yè)背景的人組建團(tuán)隊(duì)快速響應(yīng)、協(xié)同工作，提供一套完整的個(gè)性化服務(wù)。服務(wù)促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的融合，模糊了學(xué)科的邊界，跨界將成為未來(lái)工程師的工作常態(tài)。詳見(jiàn)表4。
表4“可持續(xù)發(fā)展能力”維度及典型條目
系統(tǒng)思維和用戶思維，同樣反映了未來(lái)工程師的工作習(xí)慣，也被受訪對(duì)象反復(fù)強(qiáng)調(diào)。智能化趨勢(shì)下的工程將實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的人員、信息、數(shù)據(jù)、設(shè)備的實(shí)時(shí)互通互聯(lián)，對(duì)工程師的系統(tǒng)架構(gòu)能力提出了更高的要求。對(duì)于智能技術(shù)研發(fā)者而言，“原來(lái)只要做個(gè)軟件或者做個(gè)硬件就能滿足用戶的需求，但是現(xiàn)在軟硬件一體化、云端一體化已經(jīng)成為一個(gè)必然趨勢(shì)，任何一個(gè)開(kāi)發(fā)者不能繞開(kāi)”（XF-B-05）。對(duì)于智能技術(shù)應(yīng)用者而言，“以前研究一個(gè)單機(jī)就可以了，現(xiàn)在要對(duì)公司整體生產(chǎn)線流程有更深的認(rèn)識(shí)，至少對(duì)其所處層次的前后業(yè)務(wù)充分了解”（WH-A-01）。更進(jìn)一步，面向未來(lái)的工程師還要了解用戶個(gè)性化需求、具備換位思考能力，即“能知道客戶對(duì)哪塊業(yè)務(wù)更感興趣，哪方面更具有市場(chǎng)價(jià)值”（CY-A-01）。因此，某受訪企業(yè)要求研發(fā)工程師“到用戶家去拜訪”（HE-A-01），以提高其業(yè)務(wù)敏感度，從而挖掘市場(chǎng)需求、發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì)窗口。用互聯(lián)網(wǎng)界一個(gè)經(jīng)典的比喻就是：用戶想要更快的馬，而工程師要做的是創(chuàng)造一輛車。
企業(yè)對(duì)工程創(chuàng)新的需求主要反映在對(duì)工程師的兩項(xiàng)能力要求上：前沿洞察與技術(shù)開(kāi)發(fā)、 創(chuàng)造性思維與原始創(chuàng)新。基于對(duì)調(diào)研文本的分析，前者的條目數(shù)是后者的兩倍多（分別是13條、6條）。一方面，企業(yè)普遍強(qiáng)調(diào)對(duì)國(guó)內(nèi)外前沿技術(shù)的追蹤，包括學(xué)術(shù)界的基礎(chǔ)研究動(dòng)態(tài)，“然后嘗試把最先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到工程化的產(chǎn)品里面”（HK-A-02）。特別是從技術(shù)演化趨勢(shì)上看，人工智能將逐步代替人工完成重復(fù)性工作，市場(chǎng)上需要“大量泛AI人才”基于人工智能等相關(guān)技術(shù)去實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)的創(chuàng)新，或是對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造（XF-B-04）。但不止一位受訪者表示，畢業(yè)生缺乏對(duì)人工智能領(lǐng)域最新前沿技術(shù)的了解和使用，往往需要企業(yè)“補(bǔ)課”。而另一方面，與前沿技術(shù)應(yīng)用備受推崇形成鮮明對(duì)比的是，創(chuàng)造性思維與原始創(chuàng)新是所有能力子維度中條目數(shù)最少的，從某種程度上說(shuō)明還不夠引起企業(yè)足夠的重視?！伴_(kāi)放式創(chuàng)新”正在逐漸成為企業(yè)創(chuàng)新的主導(dǎo)模式，這意味著工程師要通過(guò)引進(jìn)外部資源提出創(chuàng)造性解決方案?！澳康牟皇菫榱私枇?，而是為了超越，不是拿來(lái)主義，而是站在他的肩膀上再創(chuàng)新”（HE-A-03）。近年來(lái)，隨著我國(guó)科研實(shí)力的提升，科技創(chuàng)新已由同步跟隨到步入“無(wú)人區(qū)”，迫切需要一批工程師開(kāi)疆辟土，長(zhǎng)期從事大量原創(chuàng)性的工作。
五、結(jié)論與討論
（一）研究結(jié)論
通過(guò)對(duì)案例材料的編碼分析，本文嘗試構(gòu)建產(chǎn)業(yè)智能化趨勢(shì)下我國(guó)工程人才核心能力的基本框架，包括3個(gè)主維度和12個(gè)子維度（如圖1），基本涵蓋了《華盛頓協(xié)議》對(duì)畢業(yè)生素質(zhì)的要求，如工程專業(yè)基礎(chǔ)、工程項(xiàng)目實(shí)踐以及部分軟技能等。通過(guò)企業(yè)深度訪談，研究人員還發(fā)掘了一些新涌現(xiàn)的能力需求，或識(shí)別出產(chǎn)業(yè)對(duì)某些能力項(xiàng)的理解發(fā)生的微妙變化。本文嘗試將這些特征體現(xiàn)在能力框架上，特別是基于數(shù)字的價(jià)值創(chuàng)造、以用戶為中心的系統(tǒng)集成（詳見(jiàn)表5）。同時(shí)，該框架對(duì)思維能力的傾向也與近些年國(guó)際工程教育改革的方向保持一致。
圖1智能化趨勢(shì)下我國(guó)工程人才核心能力框架
基于所發(fā)現(xiàn)維度的強(qiáng)弱和分布，本研究還初步識(shí)別了企業(yè)對(duì)工程師能力的重視程度。其中，數(shù)字思維與建模仿真、跨界融合兩個(gè)能力項(xiàng)最受關(guān)注，集中反映了新一輪科技革命背景下未來(lái)產(chǎn)業(yè)靠數(shù)據(jù)、連接驅(qū)動(dòng)發(fā)展的趨勢(shì)以及對(duì)未來(lái)工程師基于數(shù)字的復(fù)雜問(wèn)題求解的強(qiáng)烈需求。而根據(jù)訪談數(shù)據(jù)分析，本研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)企業(yè)對(duì)工程人才創(chuàng)新性思維與原始創(chuàng)新能力的重視仍然不足，對(duì)于從技術(shù)追趕到創(chuàng)新引領(lǐng)的轉(zhuǎn)型契機(jī)沒(méi)有較為充分、及時(shí)的響應(yīng)。
表5本文核心能力框架與《華盛頓協(xié)議》畢業(yè)生素質(zhì)要求對(duì)照表
注：++表示比較吻合，+表示一般吻合，-表示不夠吻合，--表示沒(méi)有明確對(duì)應(yīng)的條目。
（二）討論與建議
本研究通過(guò)企業(yè)實(shí)證研究，解構(gòu)產(chǎn)業(yè)智能化趨勢(shì)下未來(lái)工程師的核心能力，為我國(guó)工程教育改革與創(chuàng)新提供了進(jìn)一步思考的空間：
第一，遵循“產(chǎn)業(yè)情景—人才需求—教育供給”的邏輯鏈條開(kāi)展工程教育研究與實(shí)踐，培養(yǎng)面向產(chǎn)業(yè)的工程師。當(dāng)前，工程教育改革致力于產(chǎn)業(yè)與高校深度融合與協(xié)同發(fā)展，但作為協(xié)同雙方仍需建立從宏觀至微觀的合作機(jī)制、甚或是戰(zhàn)略共同體，基于共同的初衷、變革的刺激和未來(lái)的感知，以保障其一體性。
第二，技術(shù)的迅速迭代催生傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與新興產(chǎn)業(yè)崛起，迫切需要高校在人才培養(yǎng)（特別是本科生培養(yǎng)）的體制機(jī)制上突破既往規(guī)則和傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的桎梏，對(duì)前沿技術(shù)保持敏銳的嗅覺(jué)，從而培養(yǎng)真正面向未來(lái)的工程師。我國(guó)新工科的倡議和當(dāng)前實(shí)踐正在對(duì)此進(jìn)行探索，積極開(kāi)拓工程教育改革新路徑。
其三，面向未來(lái)智能化工程場(chǎng)景，工程師必須具備數(shù)據(jù)和計(jì)算思維、建模與仿真技能。高等教育機(jī)構(gòu)在將計(jì)算集成到工程教育的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)更積極地與產(chǎn)業(yè)密切合作開(kāi)發(fā)面向新興智能技術(shù)的前沿課程和工程體驗(yàn)，并探討更前沿的技術(shù)手段以保障更加及時(shí)和深度的合作互動(dòng)。
本文嘗試對(duì)智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的工程教育改革進(jìn)行初步探討，以作拋磚引玉。工程人才培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，有些能力需要在高等教育階段掌握，而有些能力更適合職后階段訓(xùn)練。[34]本文盡管提出了面向未來(lái)的工程師核心能力，但如何通過(guò)產(chǎn)教融合，讓企業(yè)和高校各自發(fā)揮功能和優(yōu)勢(shì)，從而有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)、培養(yǎng)這些能力還需要科學(xué)的路徑規(guī)劃。同時(shí)，工程人才培養(yǎng)要遵循工程教育自身規(guī)律。從工程教育的演化視角，探討新涌現(xiàn)的關(guān)鍵特征，預(yù)判工程教育未來(lái)可能的發(fā)展方向，并從國(guó)際工程教育改革前沿中總結(jié)培養(yǎng)未來(lái)工程師的路徑和模式，是我們接下來(lái)進(jìn)一步探討的系列話題。
吳婧姍，浙江大學(xué)中國(guó)科教戰(zhàn)略研究院博士后；朱凌，浙江大學(xué)中國(guó)科教戰(zhàn)略研究院研究員；施錦誠(chéng)、呂正則，浙江大學(xué)公共管理學(xué)院博士研究生。基金項(xiàng)目：教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目（18YJC630197）；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（7177030261）。
