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标题: 工科的理科化问题 [打印本页]

作者: 晨枫    时间: 2023-4-20 18:41
标题: 工科的理科化问题
3月10日,曹德旺等25名企业家、科学家联名在《科学报》上发表呼吁,要求逆转工科理科化的趋势。工科理科化是指“工科的评价体系及运行方式向理科靠拢,甚至完全向理科看齐,典型特征是用理论科学的方法解决工程问题,重视论文发表,忽视实践创新”。
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必须说,这触及了很大的问题,但视角和解决方案还是偏颇的。
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工科以工程实践为主体,理科以理论和实验科学为主体。工程实践的特点是:给定问题,不限解决方案,但以“经济、管用”为最终的评判准则。理论和实验科学的特点是:给定已知,探索未知,终点必然受到起点和路径的限制,“首创和真理”才是最终的评判准则,实用价值则是可遇而不可求的。
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! B1 `% P% U0 Z8 R/ @比如说,要在某地造一座桥,用石料、钢材、水泥还是纸,是拱桥、桁架桥、悬索桥、斜拉桥还是浮桥,只要符合地形地质条件,成本低、施工容易、经久耐用,就是好桥。是否首创并不重要,对后续造桥有指导作用最好,没有也无大碍。这是典型的工科问题。: k3 h: P' |' [6 z& G0 s
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但中国全超导托卡马克装置实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,首创性和对核物理的意义是显而易见的,但对受控核聚变的实用价值其实还很遥远,依然是“还有50年”。陈景润的“1+1”更是理论意义巨大,实用意义则遥远到目视不可及。这就是典型的理科问题,前者是实验科学问题,后者是理论科学问题。
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! {9 u; v# [' P: E* l6 `工科和理科曾经是两股道上跑的车。工科从经验出发,根据已知的成功范例,一步一步往前试探,直到理论科学建立了相对完整的分析和综合工具,比如牛顿力学和微积分。
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在理论科学工具的指导下,工程实践的发展突飞猛进,这是工业革命的技术基础。从此,工业技术发展不再以盲目或者经验化摸索为主,而是在理论指导下有目的、有方向的摸索。这也是工科理科化的开始,也是工程教育越来越强调理科基础的基本推动力。5 {+ G- g  U* v% n! q; H

2 s! v! X3 P* N% G9 ]* Z  L% |: g工程师与工匠的最大差别在于:工程师需要知其所以然,但通常有足够的应对时间;工匠(或者技工)在大多数情况下只需要知其然,但需要立刻做出正确反应。极端一点的例子是汽车设计与赛车驾驶。都富有挑战,但思维和行为方式不同。但这也决定了工程师需要具备理科知识和思维方式。6 B& U9 ?& n* E( E6 u# G3 \$ a
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理论科学和实验科学都是从简化、纯化的假定开始的,有些是对现实世界的合理简化、纯化,有些则是理论工具本身局限带来的必要简化、纯化,否则处理不了。在工程实践中,合理简化、纯化得到核实,不合理简化、纯化则成为新的研究和突破方向。所以,工程实践对理论和实验科学有反哺作用。与其等理科再反馈回来,工科自己动手。这是工科理科化的另一个推动力。$ M* e, U9 w. K% L! q
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理科化的另一个特点是化整为零,把复杂问题分解成越来越细的小问题,各个击破。这也是理论和实验科学的基本手段。在此过程中,工科的教授、研究人员术业专攻,单刀突进,常常无暇或者忽略了工程问题的整体性,带来工科课程设置、授业、研究方向的专业化和碎片化。这是工科理科化的又一个推动力。) f6 ^- W1 T7 g8 `  |
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但工程师毕竟是工程师,燃烧动力学、材料力学、结构力学、车辆动力学很重要,但汽车工程师最终需要拿出一个完整、可以经济地投产、能在路上可靠运行的汽车设计,并需要解决在生产中出现的各种材料和工艺问题,在用户反馈中不断改进设计。燃烧动力学、材料力学、结构力学、车辆动力学依然重要,但如何避免风挡漏水、座椅吱吱嘎嘎、安全带拉动卡顿同样重要。这正是《科学报》上联合呼吁中抱怨的问题。+ R# ]' L) K  _4 b4 N( j" n

, l7 v4 b+ _! _5 V1 T% t这里面有几方面的问题。
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6 o5 K5 z2 g  L, k; P/ c工科教授本身缺乏工程实践的经验。从学校到学校的成长路径培养出很多研究能力很强的人才,但缺乏工程实践最终带来工程师格局不足的问题。) Q* L" u: R" t) {- T& V8 q8 y% |
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然而,要求工程教授都具有工程师的实战经验和资质是不现实的。人的时间和精力是有限的。不管是连读还是工作后再回来读博,在学时间就需要那么多,加上博后就是5-7年起跳。如果要求至少10年工程师经验,差不多就是要40岁才能入职教职。这对于个人的事业和生活是很大的困扰,大部分人直接打消主意了。工程教授不能吸引到最优秀的人才是不行的,研究生涯人为打断也是不可取的,重新积累是痛苦和费时的过程。
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' d- g0 B3 ^- G. C6 s工科教育也只能以工科通识为基础,即使是行业专识,对于具体企业来说,依然“悬浮”于企业的具体需要,只能是“半通识、半专识”层次。这是不可能避免的。大学课程设置不可能对接到具体的企业。企业办大学或者技校更加“对胃口”,但有全额稳定吸收毕业生的问题,也限制了毕业生的眼界和技能构成。/ @# I0 F2 k$ f" c  G+ Z! N

4 \# j; k. |% H) y( d研究与工程实践紧密结合也不容易。教授需要能公开发表的成果,企业需要对有实际经济效益的成果作为商业机密加以保密,这本身就是难以调和的矛盾。教授需要首创性、指导性的成果。企业需要解决实际问题,学术价值无关紧要,“炒冷饭”就能解决其实最好,因为最低风险。教授毕竟“以教为主”,不能全部时间和精力扑到特定研究上,企业解决问题则有时间要求,等不得。这些都决定了企业科研的主导只能是企业,高校只能打下手,分包一些不影响保密的长期、孤立、预研性项目。换句话说,回到理科化的老路上了。8 ]# A3 n6 |  R& ^- I0 F
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“校导“vs“企导”也不是一句话的问题。企业工程师有经验,但有繁重的自身工作,也对带学生缺乏经验,除非常年有学生轮换。企业的任务有时间要求,也不见得与学生的实习周期吻合。/ h* `8 m) N7 U3 b; Y( t

! I6 F* Q. i2 V+ z理想的学生实习需要经过一个熟悉、上手、完成的周期。企业的安全规定、工程标准、人事制度都不是几句话就能弄明白的,派学生打小工送文件,都不一定知道送给谁,需要什么样的查收手续。5 B- e4 y; X4 j2 w, |

) }2 a7 A  t* f$ }* r  h然后就是上手。太小的项目没意义,打螺丝更是与实习目的不符。太大的项目当然做不了,也不敢给实习生那么大的责任。企导是最终负责的,但老实说,如果不是出于育人的责任心或者某种激励机制,从效率出发,小事带着实习生做,还不如自己做。, l* e! x4 Q3 V2 @
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不管是在企业层面,还是在工程师层面,光靠责任心不行,没有一点激励和动机,是没有兴趣当企导、提供实习机会的。
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还有企业机密的问题。企业里一个萝卜一个坑,没有闲人,也没有闲活。需要人手加强的常常是重点项目,要么涉及技术机密,要么涉及商业机密。实习生是要走的,涉密项目他们不宜参加,但非重点项目又降低了实习的意义。
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这就需要从国家和企业两个层面提供激励和动机了。7 l$ Q0 P% A/ r& ~' ~: T7 A

7 G5 X1 U3 @) K. v/ [这不是国企责任心和私企功利心的问题。私企也有责任心,国企也需要功利心。这也不能通过一纸政令。牛不喝水,不能强按头,否则必然是上有政策下有对策。
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) i1 B0 O, i( y" F$ e2 q* [从国家层面上,需要把实习与科研和教育同等对待,提供税收减免,鼓励企业提供高质量实习机会。企业搞科研的开支上可以得到抵税,这是国家支持企业搞科技和产品研发的必要措施,各国都在做,天经地义。实习也应该如此。科研抵税管“物”的一面,实习抵税管“人”的一面,同等重要。
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7 B% m. V/ e7 M4 v: V国家应该对企业提供实习机会给予抵税待遇。比如说,每个人每个月折合多少钱的抵税。这样,实习机会提供得越多,抵税越多,适当冲抵企业的负担。如果精细化的话,还可以根据不同类型的实习机会,提供不同等级的抵税,但这就相对比较难管理了,需要一步一步来。
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同时,国家也需要对企导和实习有一定的规范和监管,不是所有企业都有资格获得抵税待遇,不是所有人员都有企导资格。比如说,只有规模以上企业才有对口专业的实习资格,只有持证工程师或者有关资质的人才能当企导。+ k' u3 p, t6 x, h
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从企业角度来说,实习是预筛人才的重要步骤。在实习期间零距离考察,比什么HR面试都有用。但实习又是“无约束”的短期雇佣,如果人选不合适,到期自动终止,没有负担。在人才竞争越来越激烈的现在,提前锁定人才对企业是有用的,尤其是“二线企业”。招聘拼不过头部企业的话,通过实习锁定有用人才是有用的途径。与特定高校组成对口关系,对高校和企业都是好事,带来一定的稳定性。
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对于学生来说,实习既是获得实践经验的机会,也是建立人脉的过程,更是预习求职的过程,降低未来正式求职时的焦虑。由于实习的短期性,对实习生的求职压力较低,也不存在“入错行”的顾虑。企业不合适没关系,到期自动离开,以后不找他们就是了。但如果合适,企业预发招聘承诺是常见的,这样大大降低毕业生的求职焦虑。8 }0 H" b. z- X8 N& O$ K, H
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在实习中,实习生还对未来工作有了第一手的观察,未来是直接求职,还是读研,都有了从自己实力和实际工作性质出发、更加符合实际的考虑。甚至专业不合适也有补救,还可以转专业。
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从企业工程师角度来说,晋升条件应该包括日常运作、项目管理、挖潜改造、带徒弟等各方面的综合平衡,而不宜偏颇。一个萝卜钉死在一个坑对个人和企业都不利,不利于个人的综合发展,不利于企业的血液流动。从企业角度来说,同一个岗位需要有多人能干,避免在人力资源上造成瓶颈。不管是热点工作还是冷点工作,都要苦乐均沾。, t% P  g3 I* h* C) F

! j! Y1 B8 C2 W+ X2 \带徒弟的内容之一就是带实习生。很多人都有体验:要别人做一件事情,首先需要讲清楚为什么和怎么做,在这过程中,理清自己的思路和知识,同时优化表达和实施,最终对自己也是有益的。带实习生不仅是公益劳动,也是工程师成长的一部分。0 Z9 T' I6 V: ^$ D% F5 w. v
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从高校角度来说,不仅需要有校内专门部门联系企业,指导和帮助学生获得实习机会,还需要根据实习市场权衡自己的专业设置。要是连实习机会都没有,就业就更难了。要么这个专业的就业机会缺缺,要么本校实力太差,无人问津,这些都是自身建设的风向标。“实习落地率”也可以成为考生报考时衡量的一个指标,这是就业率的前导指标,避免无的放矢。2 M- x4 j: t8 O
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这一切取决于企业提供有意义的实习机会。
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中国工科大学一直是有实习的,但对有意义的实习一直举棋不定。曾经实习就是到工厂当一段工人,开车床、拿焊枪,然后到毕业前下工厂做毕业设计,主要是跑一遍流程,“吃透”工艺,再重画一遍流程图中,加入自己的改进思路。这是过时的做法。( b8 C0 r6 y5 b9 q

' v! k' s8 i4 B0 C+ ?, w除了学金工的,开车床、拿焊枪对其他工科学生来说,除了“体验生活”,没有实际意义。毕业设计依然悬浮于工厂实际,还是假设性的。需要做的是有机融入工厂的日常运作,成为工程师团队的“小跟班”,在实战中学。" P$ k/ d( G* K6 n( L1 T! L6 q) |

( C  ?- m0 c- a7 y) j8 t以化工过程工艺工程师为例,日常工作包括从过程和设备参数中汇总成若干关键指标,以此对过程和设备走势进行监测,及早发现瓶颈和故障,摸索改进线索。还要跟踪原料辅料消耗,管理库存、补货。还要对永远不断的大中技改项目提供支持,从日常运作的角度提供技术输入和审核,确认管道和容器的压力标称和材质相容性。对于无穷无尽的小项目,则直接计算阀门和孔板的流量系数、泵和压缩机的压头、电化学腐蚀速度和容限、能量与物料平衡核算等等。还有工程图纸更新、技术文件更新、召集和组织工作会议、确认工艺和技改文件的签字等。
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实习应该分阶段。低年级实习主要是熟悉工业环境的安全规范、一般工作流程、组织关系、与同事的互动,并且做一些“低影响度”的工作,如协助召集工作会议,记录和分发会议纪要,更新工程图纸和技术文件,等等。高年级实习则可参加流量系数、压头的计算,电化学计算,合规审核,原料辅料库存和补货管理,能量与物料平衡核算,等等。
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% T$ r) ]7 G# S0 V/ a在这些“跑腿”工作中,实习生得到实战经验,理解了工程师的职责和工作流程,并且通过工业上实际使用的第一线器材设备认识技术前沿。在实践中,实习生不仅把课堂上学到的东西与实际联系起来,也容易学到课堂上不容易学到的东西。比如说,锅炉负荷增加,需要加水、加油,增加燃烧出力。但仪表水位在大量冷水注入时,会出现短暂的液位下降。这是因为冷水降低汽包里水的密度,降低沸腾,造成虚假的低液位。这样的“反向响应”用常见的简单动态模型不能解释,课堂上也顶多提一句,甚至一句也不提,但在实践中观察到了,不仅印象深刻,也容易通透。1 Q7 f# n6 E) G5 A

- K! h* d( D8 r5 I当然,企导对实习生的一切工作是最终负责的,实习生的所有工作都需要企导的指导、审核和拍板。这不是包办的关系,而是导师和研究生的关系。/ d) ?" t# J: t6 e4 ^1 _

. w( X5 D7 ~5 e. i在西方,工科大学有co-op体系,工科学生有co-op和全学校的选择,但大部分会选择co-op。企业也常以co-op经验作为招聘条件,需要在co-op期间的雇主出具推荐信,就像正式工作经验一样。
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Co-op有短期多段和长期少段两种。短期多段每年暑假都要co-op,为期三四个月,有时整个学期不上课,做co-op。长期co-op只有低年级、高年级两次,低年级段较短,约4-6个月。高年级段很长,约8-16个月,这就可以在初入“上岸”后认真做完一两个真实项目了,更获co-op的协作企业的青睐。长期co-op经验也在最终招聘的时候得到用人企业的更大重视,这相当于已经受到过初级入职培训了。+ f# u: b1 C4 k& ~+ j

9 I2 c8 F. M$ g1 n" w0 Y% S. L+ K与全学校相比,co-op学制更长,一般需要5年甚至更长,暑假也没有放假。但不仅获得有用的工作经验,预习了就职和未来的职业生涯,还有有用的收入。
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Co-op实习生是有津贴的,这也是对未来入职后收入的预习,收入水平相当于入门级工程师的1/3到1/2。一方面,高年级实习生和入门级工程师的工作性质相近;另一方面,实习生毕竟是实习生,对企业不是人力资源,而是负担。% z$ o" z- S, }* a% F  B
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必须说,工业规范、工作流程、团队互动这些是大学课堂没法教的,不仅教授们自己也只能纸上谈兵,而且都是些“讲半天还是悬浮、跟几天就通透”的东西。
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0 U- q# H. n' `3 N0 }另一个问题是:具体的器材、系统、设备的使用、维修、调试在大学里也没法教。器材、系统、设备本身昂贵,还是“毛”,需要整个过程设施的“皮”才有意义。而且这些东西更新升级很快,工业上用这些东西盈利,舍得花钱,大学要反复投资、反复建设就难题大了。0 F$ s6 J) u/ r$ l) u3 e5 W1 n: P

! V* w5 G! _3 M  j; d: N* w, ?但是,实习生和入门级工程师的工作性质相近,但实习期不能代替入门级工程师的规培。责任不同是一个方面,工作流程和企业规范有共性,但各企业还是有差别。实习生的实习期可能是在别的企业做的,招聘为入门级工程师后还是需要根据具体工作需要,进一步提供规章和技能的规范化培训。比如说,在实习生期间,可以接触到计算机控制系统的编程,甚至在企导指导下编一两个小程序和实施。但入职后,必须进行系统、正规的培训,获得资质,才能上岗。这不仅是技能全面、规范训练的要求,也是法律上的合规要求,“无规培,不上岗”。这和医学院规培后入职,还需要进一步的岗位培训是一样的。2 M+ Z& l9 z- ?) ?4 }- x
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工科的理科化是全球性的问题,各国都在摸索解决,西方的co-op制度值得借鉴,但中国需要摸索出符合中国特色的路来。最关键的是,有效实习是纠正工科理科化的最重要手段,要做到国家、企业、高校、学生的相向而行,而不是互相角力。
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作者: 晨池    时间: 2023-4-20 20:36
企业需要对有实际经济效益的成果作为商业机密加以保密,
企业工程师有经验,但有繁重的自身工作,也对带学生缺乏经验,除非常年有学生轮换。企业的任务有时间要求,也不见得与学生的实习周期吻合。
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* A, C1 C6 n  W8 |2 p9 Q) Z这两个问题在互联网行业还真不存在,因为大把35岁被裁员出来的十年工作经验工程师可以做企业导师,或者到学校做工程教授的。* A2 X( v# \  y: y2 ?) ?7 T
我有一个同学在四十岁被裁然后在家躺了一年多没找到合适的工作,就去一个大学里面做实习指导老师了,相当于工程教授吧,没有编制,钱也不多可能万把块钱,不过他肯定赚够了钱了的。
作者: 晨枫    时间: 2023-4-20 20:43
晨池 发表于 2023-4-20 06:36
: M# c( r0 w* i1 \5 q这两个问题在互联网行业还真不存在,因为大把35岁被裁员出来的十年工作经验工程师可以做企业导师,或者 ...

, a5 }) D( X9 u3 `; j/ ^# M' g! B% D这个是有问题的。被裁了就离开了第一线,对于变化特别快的ICT,经验只管几年用。
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+ m" z* @! V& z' [, @" k工程教授不光需要实践经验,还需要理论造诣,才能搞科研,而不只是实验室带课老师。
作者: semtex    时间: 2023-4-20 22:30
以前福特的工程师入职,就是花一年时间,把公司的制造流程走一遍。
作者: 晨枫    时间: 2023-4-21 06:15
semtex 发表于 2023-4-20 08:308 e! B) w3 B) u+ V- F2 u+ I
以前福特的工程师入职,就是花一年时间,把公司的制造流程走一遍。
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我的老东家现在还是,花两年,然后确定实际工作岗位,再开始系统的规培




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