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一、工程與科學(xué)之間的區(qū)別
(一)工程與科學(xué)不同的成果類型
許多科學(xué)哲學(xué)家認(rèn)為,科學(xué)的最終產(chǎn)出是理論———一套命題、一套方程式、一系列主張。這也許是一個(gè)值得推敲的科學(xué)觀,但一定不適用于工程學(xué)。當(dāng)然,不是說(shuō)做工程不產(chǎn)生一些命題,但通常情況下工程是一個(gè)具體設(shè)計(jì),其最終結(jié)果是一個(gè)人工制品,是物質(zhì)的和人造的,而不是思想觀點(diǎn)的文字陳述。這種最終結(jié)果的差別在某種程度上對(duì)一個(gè)恰當(dāng)?shù)恼軐W(xué)分析的形成很有意義。科學(xué)家和工程師都會(huì)參與問(wèn)題論證,但是他們的目標(biāo)不同。在工程領(lǐng)域,論證的目標(biāo)是評(píng)估可能的設(shè)計(jì),然后制定出符合規(guī)范和限制的最有效的設(shè)計(jì)。這個(gè)最優(yōu)化過(guò)程通常涉及競(jìng)爭(zhēng)目標(biāo)之間的權(quán)衡,結(jié)果是沒(méi)有一個(gè)設(shè)計(jì)是唯一“正確”的解決辦法,而是有許多可能的解決辦法。在做出選擇時(shí)必須要考慮到個(gè)人、技術(shù)和成本三者的平衡。此外,新技術(shù)的出現(xiàn)也會(huì)使新辦法不斷涌現(xiàn)。相反,科學(xué)理論要滿足一些完全不同的標(biāo)準(zhǔn),例如簡(jiǎn)約性(傾向于更簡(jiǎn)單的解決辦法),解釋的一致性(任何新理論如何本質(zhì)上提供觀察現(xiàn)象的合理解釋并印證有關(guān)過(guò)去的預(yù)測(cè)或者推理)。此外,科學(xué)的目的是為一系列相關(guān)的現(xiàn)象找到單一的、條理分明的和系統(tǒng)的理論。多種競(jìng)爭(zhēng)性解釋被認(rèn)為是不令人滿意的,如果可能,它們包含的矛盾必須通過(guò)更多數(shù)據(jù)進(jìn)行解決,或者選擇最佳的可獲得的解釋或者開(kāi)發(fā)一種新的對(duì)問(wèn)題現(xiàn)象的更加綜合的理論。
(二)工程與科學(xué)不同的知識(shí)類型
第二個(gè)區(qū)別與知識(shí)有關(guān)。認(rèn)識(shí)論者喜歡區(qū)分“知道它”和“知道如何”。“知道它”是一個(gè)命題知識(shí)———知道某物是一個(gè)案例,知道一個(gè)理論是真實(shí)的或者一個(gè)假設(shè)是正確的。相反,“知道如何”是一種能力或者技能。這兩種知識(shí)存在著很大不同。當(dāng)我們對(duì)比科學(xué)家的“知道它”和工程師“知道如何”之間的差別時(shí),就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的不同,我們經(jīng)常會(huì)看到和聽(tīng)到對(duì)前者實(shí)踐這些技能的無(wú)能,后者怎樣缺乏“知道它”的評(píng)論。“知道如何”不能產(chǎn)生相應(yīng)的“知道它”。“知道它”也不能產(chǎn)生相應(yīng)的“知道如何”。“知道如何”和“知道它”之間的對(duì)比顯示出科學(xué)與工程之間的對(duì)比,就如同理論和人工制品之間的對(duì)比。調(diào)查科學(xué)知識(shí)的哲學(xué)家專注于“知道它”,但是如果我們想平等對(duì)待工程,我們需要更多地關(guān)注“知道如何”。
(三)工程與科學(xué)不同的問(wèn)題驅(qū)動(dòng)類型
第三個(gè)對(duì)比的不同特點(diǎn)是科學(xué)和工程問(wèn)題選擇的驅(qū)動(dòng)可能存在性質(zhì)上的不同。在純科學(xué)里,驅(qū)動(dòng)通常來(lái)自科學(xué)界內(nèi)部,科學(xué)家通常選擇他們自己的研究問(wèn)題。相反,在工程領(lǐng)域,驅(qū)動(dòng)通常來(lái)自于從業(yè)者的外界。工程師通常不選擇他們自己的研究問(wèn)題,而是由政府、企業(yè)或者其他外界來(lái)源選擇。這里的不同很重要,因?yàn)閱?wèn)題的選擇可能影響他們處理問(wèn)題的方式,一個(gè)與科學(xué)適應(yīng)的哲學(xué)論述未必適用于工程實(shí)踐。和科學(xué)調(diào)查不同,工程設(shè)計(jì)體現(xiàn)出迭代性和系統(tǒng)性。迭代性體現(xiàn)在每個(gè)新設(shè)計(jì)版本都要被反復(fù)的測(cè)試然后改良。系統(tǒng)性體現(xiàn)在需要采取許多有特點(diǎn)的步驟。第一步是識(shí)別問(wèn)題之所在并且規(guī)范和限制定義。第二步是產(chǎn)生解決問(wèn)題的想法。工程師通常采用研究和小組會(huì)議(例如,“頭腦風(fēng)暴”)的方式想出一系列解決辦法并設(shè)計(jì)出未來(lái)發(fā)展的備用方案。第三步是通過(guò)構(gòu)建測(cè)試物理或者數(shù)學(xué)模型和檢測(cè)潛在解決辦法原型,所有這些都可以提供其他方式所不同提供的寶貴數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在手,工程師可以分析各種方法如何滿足特定規(guī)范和限制,然后評(píng)估首要設(shè)計(jì)需要改進(jìn)的地方或者設(shè)計(jì)一個(gè)更好的出來(lái)。相反,科學(xué)研究可能或者不可能被當(dāng)前的實(shí)踐應(yīng)用而驅(qū)動(dòng)。一方面,某種類型的科學(xué)研究,為實(shí)踐目的進(jìn)行,產(chǎn)生重要的新技術(shù)。
例如巴斯德對(duì)疾病微生物理論作出了基礎(chǔ)貢獻(xiàn),這一理論導(dǎo)致包括炭疽病和狂犬病的接種、預(yù)防食物腐敗的牛奶巴斯德氏殺菌法等的產(chǎn)生。另一方面,許多科學(xué)研究是受好奇心的驅(qū)使,目的是用來(lái)回答有關(guān)世界的問(wèn)題或者明白一個(gè)觀測(cè)模式,例如對(duì)繞遙遠(yuǎn)星星軌道旋轉(zhuǎn)的行星的搜尋。對(duì)于科學(xué)而言,開(kāi)發(fā)這樣一個(gè)解釋能夠構(gòu)成成功本身,不管它是不是具有當(dāng)前的實(shí)踐應(yīng)用。科學(xué)的目的是開(kāi)發(fā)一套條理清晰、互相一致的能解釋廣泛現(xiàn)象的對(duì)世界的描述。然而,對(duì)工程而言,成功是用人類需要或者愿望滿足或?qū)崿F(xiàn)的程度來(lái)衡量的。以上是對(duì)工程和科學(xué)之間的三個(gè)對(duì)比,即理論與人造制品產(chǎn)出之間的對(duì)比、“知道它”與“知道如何”的知識(shí)類型之間的對(duì)比、問(wèn)題內(nèi)部驅(qū)動(dòng)和外部驅(qū)動(dòng)之間的對(duì)比,通過(guò)這些對(duì)比劃分工程與科學(xué)的界限,對(duì)于工程哲學(xué)的發(fā)展會(huì)有幫助。
二、工程教育實(shí)踐中工程與科學(xué)的區(qū)別
工程哲學(xué)是近十幾年發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興領(lǐng)域,是對(duì)工程造物的思辨,是研究人類改造客觀世界活動(dòng)的哲學(xué),也是作為工程實(shí)踐主體的工程師所必備的工程素養(yǎng)和哲學(xué)智慧,它對(duì)工程實(shí)踐和工程教育改革具有重要的指導(dǎo)意義。然而工程與科學(xué)的緊密關(guān)系使得工程往往不被重視,或者與科學(xué)混為一談,現(xiàn)在需要把工程在教育實(shí)踐中予以明確,以下從五個(gè)方面對(duì)工程與科學(xué)在教學(xué)實(shí)踐的區(qū)別進(jìn)行論述,使得教師和學(xué)生能夠?qū)こ逃懈鼫?zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。
(一)提出和定義問(wèn)題的不同
問(wèn)題是驅(qū)動(dòng)科學(xué)和工程的引擎。科學(xué)中需要解答:存在什么和發(fā)生了什么?為什么會(huì)發(fā)生?人們?cè)趺粗溃康葐?wèn)題。而工程中需要解答:為滿足特定的人類需要或者愿望可以做些什么?需要怎么能被更好地具體化?什么工具和技術(shù)可以用來(lái)研制以滿足需要?等問(wèn)題。科學(xué)和工程共同需要回答:人們?nèi)绾文芮逦乇硎鲇嘘P(guān)現(xiàn)象、證據(jù)、解釋和設(shè)計(jì)方案?發(fā)現(xiàn)問(wèn)題對(duì)發(fā)展科學(xué)思維習(xí)慣是必要的。提出結(jié)構(gòu)良好的問(wèn)題的能力是科學(xué)文化的重要組成部分,能夠幫助學(xué)生成為科學(xué)知識(shí)的批判消費(fèi)者,即使對(duì)于一個(gè)不會(huì)成為科學(xué)家或者工程師的人。科學(xué)問(wèn)題會(huì)以多樣方式呈現(xiàn)。人們會(huì)受到對(duì)世界的好奇心的驅(qū)使,例如,為什么天空是藍(lán)色的?這樣基本的問(wèn)題。人們可能被一個(gè)模型或者理論預(yù)測(cè)或者試圖擴(kuò)展或改善一個(gè)模型或理論的想法所激發(fā)(例如,物質(zhì)的粒子模型如何解釋液體的不可壓縮性?)。或者人們可能出于提供一個(gè)更好的問(wèn)題解決辦法的需要。例如,為什么在9.753 6米以上的高度,虹吸管不能輸送水的問(wèn)題導(dǎo)致托里切利(Evangelista Torricelli)(17世紀(jì)氣壓計(jì)的發(fā)明者)發(fā)現(xiàn)大氣和識(shí)別真空。
工程領(lǐng)域里問(wèn)題的提出也很重要,但不同于科學(xué)問(wèn)題。工程師為了定義工程問(wèn)題必須能夠提出探索性問(wèn)題。如,他們可能問(wèn):?jiǎn)栴}產(chǎn)生的需要或者愿望是什么?成功解決方法的標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)范)是什么?限制是什么?當(dāng)找到可能的解決辦法時(shí),他們提出其他問(wèn)題:這個(gè)辦法能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嗎?整合兩個(gè)或者更多的想法產(chǎn)生更好的辦法嗎?可能的權(quán)衡是什么?在測(cè)試解決辦法時(shí),產(chǎn)生更多的問(wèn)題:哪個(gè)想法應(yīng)該被測(cè)試?考慮到限制,哪種想法是最佳的辦法,所需要的證據(jù)是什么?科學(xué)和工程的學(xué)習(xí)應(yīng)該發(fā)展和鼓勵(lì)學(xué)生提出結(jié)構(gòu)良好可以被實(shí)證調(diào)查的問(wèn)題的能力。學(xué)生也需要識(shí)別問(wèn)題之間的區(qū)別,哪些問(wèn)題可以用實(shí)證的方法回答,哪些問(wèn)題只能用其他知識(shí)或者人類體驗(yàn)的其他領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)來(lái)回答。
(二)開(kāi)發(fā)和使用模型的不同
科學(xué)家建構(gòu)現(xiàn)象的思想和概念模型。思想模型是內(nèi)在的、個(gè)人的、特質(zhì)的、不完全的、不穩(wěn)定的,本質(zhì)上是功能性的。它以成為思考、預(yù)測(cè)和經(jīng)驗(yàn)意義的工具為目的。概念模型是清晰地陳述事物在某些方面所表現(xiàn)相似的現(xiàn)象。概念模型允許科學(xué)家和工程師更好地形成思維圖像,在調(diào)查研究中更好地理解現(xiàn)象或者開(kāi)發(fā)出設(shè)計(jì)問(wèn)題的可能解決辦法,作為結(jié)構(gòu)、功能或者行為模擬運(yùn)用在科學(xué)和工程學(xué)里面。概念模型包括:圖表、實(shí)體復(fù)制品、數(shù)學(xué)表述、模擬以及計(jì)算機(jī)模擬等。雖然它們不能與被模擬的更復(fù)雜的實(shí)物完全對(duì)應(yīng),但是當(dāng)把其他東西最小化或者模糊化時(shí),它們能突出焦點(diǎn)的一些特點(diǎn)。所有的模型都含有近似值和假設(shè),限制它們運(yùn)用的有效界限和預(yù)測(cè)力的準(zhǔn)確度,這對(duì)識(shí)別它們的局限性是很重要的。科學(xué)家用概念模型表現(xiàn)他們對(duì)目前研究中一個(gè)系統(tǒng)(或者是系統(tǒng)的一部分)的理解,幫助他們解釋問(wèn)題,與他人交流想法。科學(xué)家使用的一些模型是數(shù)學(xué)的,例如,理想氣體定律———基于物質(zhì)原子理論的簡(jiǎn)化模型。物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表述被用來(lái)創(chuàng)造計(jì)算機(jī)模擬,能夠使科學(xué)家預(yù)測(cè)其他難以應(yīng)付的系統(tǒng)的行為。可以通過(guò)他們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的預(yù)測(cè)的比較重復(fù)循環(huán)評(píng)估來(lái)改善模型,然后不斷調(diào)整模型。最終,潛在地產(chǎn)生對(duì)被模擬現(xiàn)象的洞察力。
在某種程度上,概念模型是科學(xué)家認(rèn)同的思想模型的外部銜接,與思想模型緊密相關(guān)。相應(yīng)地,更好的思想模型也會(huì)引發(fā)對(duì)科學(xué)的更深程度的理解,提高科學(xué)推理。因此對(duì)模型本身及其在科學(xué)中的角色的理解能夠幫助學(xué)生建構(gòu)和修正現(xiàn)象的思想模型。工程師利用概念模型分析現(xiàn)存的系統(tǒng),能夠發(fā)現(xiàn)哪里存在缺陷,以及什么條件下可能改善或者檢測(cè)新問(wèn)題的可能解決辦法。工程師也使用模型將設(shè)計(jì)圖像化,并對(duì)其進(jìn)行更高水平的改良,與他人交流設(shè)計(jì)特點(diǎn),并且檢測(cè)原型設(shè)計(jì)的效能。模型,特別是為相關(guān)自然定律和材料特性編碼的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模擬,對(duì)了解和測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別有幫助,例如,應(yīng)用到建筑物、橋梁或者飛機(jī)等方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這些工程產(chǎn)品費(fèi)用昂貴而且必須經(jīng)受得住罕見(jiàn)的惡劣條件。其他類型的工程問(wèn)題在設(shè)計(jì)和檢測(cè)階段也會(huì)受益于專業(yè)的計(jì)算機(jī)模擬的使用。但是正如在科學(xué)界一樣,使用模型的工程師必須注意到它們的內(nèi)部局限,在已知情況下進(jìn)行測(cè)試,確保它們的可靠性。
(三)分析和解釋數(shù)據(jù)的不同
電子數(shù)據(jù)表和數(shù)據(jù)庫(kù)是分析數(shù)據(jù)的有用方式,特別是大數(shù)據(jù)。大量工具能夠幫助識(shí)別數(shù)據(jù)關(guān)系,包括表、圖和數(shù)學(xué)。表將大量數(shù)據(jù)的主要特點(diǎn)簡(jiǎn)化為方便易理解的形式,圖提供視覺(jué)上簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的方式,數(shù)學(xué)對(duì)表達(dá)數(shù)據(jù)集不同變量之間關(guān)系很必要。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖像工具通常使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不同形式,從而使學(xué)習(xí)者在他們的分析中互動(dòng)地使用數(shù)據(jù)。此外,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)技術(shù)可以幫助減少將一個(gè)變量與另一個(gè)變量之間關(guān)聯(lián)的錯(cuò)誤效應(yīng)。數(shù)據(jù)一旦被收集,就要以揭示任何模式和關(guān)系的形式呈現(xiàn),其結(jié)果可以被用來(lái)與他人討論。因?yàn)樵紨?shù)據(jù)沒(méi)什么意義,科學(xué)家的一個(gè)主要任務(wù)就是通過(guò)列表、制圖或者統(tǒng)計(jì)分析來(lái)組織和解釋數(shù)據(jù)。這樣分析可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)的意義以及它們的相關(guān)性,最終它們可以被用來(lái)作為證據(jù)。工程師也要基于一個(gè)可實(shí)施的具體的設(shè)計(jì)做出決定,他們很少依賴反復(fù)試驗(yàn)。工程師通常用模型或者原型分析一個(gè)設(shè)計(jì)并收集它如何運(yùn)作的大量數(shù)據(jù),包括在極端條件下。這種數(shù)據(jù)的分析不僅能預(yù)示設(shè)計(jì)結(jié)果、預(yù)測(cè)或評(píng)估效能,也能幫助定義或者澄清問(wèn)題、決定經(jīng)濟(jì)可行性、評(píng)估被選方案以及調(diào)查失敗原因。學(xué)生需要機(jī)會(huì)分析大型數(shù)據(jù)集,識(shí)別數(shù)據(jù)內(nèi)部相互關(guān)系。信息技術(shù)的發(fā)展可以使學(xué)生運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng),隨時(shí)獲得大量科學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)擴(kuò)展了學(xué)生體驗(yàn)的范圍,幫助闡明、分析和解釋數(shù)據(jù)的重要性。
(四)運(yùn)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)思想的不同
數(shù)學(xué)和計(jì)算工具是科學(xué)和工程的中心。數(shù)學(xué)能對(duì)變量進(jìn)行數(shù)值表示,對(duì)物理實(shí)體之間關(guān)系進(jìn)行符號(hào)表示,以及結(jié)果預(yù)測(cè)。數(shù)學(xué)為描述和預(yù)測(cè)現(xiàn)象,如原子結(jié)構(gòu)、萬(wàn)有引力和量子力學(xué)提供有力的模型。自從20世界中期,計(jì)算理論,信息和計(jì)算機(jī)技術(shù)、運(yùn)算法則將所有科學(xué)和工程領(lǐng)域進(jìn)行徹底的圖像化變革。這些工具和技術(shù)允許科學(xué)家和工程師收集和分析大型數(shù)據(jù)集,搜尋特色模式,用之前不可能的方式識(shí)別關(guān)系和重要特點(diǎn)。他們也提供有力的新技術(shù),利用數(shù)學(xué)模擬復(fù)雜現(xiàn)象。數(shù)學(xué)(包括統(tǒng)計(jì))和計(jì)算工具對(duì)數(shù)據(jù)分析是有必要的,尤其是對(duì)大數(shù)據(jù)集。從不同角度和不同圖形審視數(shù)據(jù),測(cè)試不同變量之間關(guān)系,探索多樣外界條件的交互作用需要數(shù)學(xué)技能能力,這種能力通過(guò)計(jì)算技能得到提高和拓展。數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)是科學(xué)調(diào)查中很有力的工具。數(shù)學(xué)作為工具具有雙重實(shí)用功能,即具有作為科學(xué)語(yǔ)言的交流功能和進(jìn)行邏輯推演的結(jié)構(gòu)功能。數(shù)學(xué)能精確地表達(dá)觀點(diǎn)、識(shí)別物質(zhì)世界的新觀點(diǎn)。例如,愛(ài)因斯坦基于狹義相對(duì)論運(yùn)用數(shù)學(xué)分析產(chǎn)生能量守恒的概念。
麥克斯韋通過(guò)對(duì)電與磁反應(yīng)的數(shù)學(xué)分析,產(chǎn)生了現(xiàn)代對(duì)電磁波的理解。現(xiàn)論物理學(xué)深深地受到數(shù)學(xué)的影響,也就沒(méi)有必要區(qū)分?jǐn)?shù)學(xué)和非數(shù)學(xué)部分。在許多現(xiàn)代科學(xué)中,預(yù)測(cè)和推理有概率論的性質(zhì),所以理解概率數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)推理是理解科學(xué)的重要部分。工程也涉及數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)技能。例如,建筑工程師基于自然定律,創(chuàng)造橋的數(shù)學(xué)模型和建筑設(shè)計(jì),測(cè)試它們的效能,探究它們的結(jié)構(gòu)界限以及評(píng)估它們是否可以在可接受的預(yù)算內(nèi)完成。實(shí)際上,任何工程設(shè)計(jì)都會(huì)提出他們解決辦法中有關(guān)計(jì)算的問(wèn)題。盡管在科學(xué)和工程領(lǐng)域,數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)思考應(yīng)用上存在不同,數(shù)學(xué)通常將兩個(gè)領(lǐng)域聯(lián)合在一起,使工程師能應(yīng)用科學(xué)理論的數(shù)學(xué)形式并且使科學(xué)家使用工程師設(shè)計(jì)出來(lái)的有效的信息技術(shù)。兩種專業(yè)人才可以完成調(diào)查并且分析和建構(gòu)復(fù)雜模型,沒(méi)有這些復(fù)雜模型是不可能解決問(wèn)題的。
(五)最終目的不同
科學(xué)的目的是提高人類理解世界的能力。因此科學(xué)理論被開(kāi)發(fā)用來(lái)解釋特定現(xiàn)象的本質(zhì),預(yù)測(cè)未來(lái)事件,或者對(duì)過(guò)去事件推理。科學(xué)發(fā)展解釋性理論,例如疾病微生物理論、宇宙起源的大爆炸理論、達(dá)爾文的物種進(jìn)化理論。雖然它們的角色通常會(huì)被誤解,畢竟“理論”一詞的非正式使用可能意味著猜測(cè),但科學(xué)理論是基于重要知識(shí)和證據(jù)的構(gòu)想,在新證據(jù)下修正,在廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用之前,必須承受住科學(xué)界的仔細(xì)檢查。理論不僅僅是猜測(cè),它們特別有價(jià)值,因?yàn)樗鼈優(yōu)槎喾N事例提供解釋。科學(xué)解釋是對(duì)科學(xué)理論與具體觀測(cè)或者現(xiàn)象之間的聯(lián)系的描述,例如,它們解釋被觀察變量之間的關(guān)系,描述相關(guān)的因果推理的結(jié)構(gòu)。通常,理論首先表現(xiàn)為特殊境況下問(wèn)題的具體模型,然后基于模型而發(fā)展解釋。例如,如果一個(gè)人了解了氧氣在體內(nèi)如何獲得、運(yùn)輸和使用,那么循環(huán)系統(tǒng)將會(huì)被開(kāi)發(fā)出來(lái),被用來(lái)解釋為什么鍛煉可以使心率和呼吸頻率增高。在科學(xué)上,“假設(shè)”一詞也與在日常語(yǔ)言中使用不同。科學(xué)假設(shè)既不是科學(xué)理論也不是猜測(cè),它是對(duì)可以預(yù)測(cè)在特定情況下將會(huì)發(fā)生的事情的觀察現(xiàn)象的擬真解釋。假設(shè)是基于對(duì)現(xiàn)存的相關(guān)情況的理論理解,通常也基于問(wèn)題系統(tǒng)的一個(gè)具體模型。
在工程上,目標(biāo)是設(shè)計(jì)而不是解釋。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)程是迭代性和系統(tǒng)性,正如同在科學(xué)上開(kāi)發(fā)解釋或者理論的過(guò)程。然而,工程師的活動(dòng)含有區(qū)別于科學(xué)家活動(dòng)的因素。這些因素包括:詳述預(yù)期辦法質(zhì)量的限制和標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)劃、制造和測(cè)試模型或原型、從備選設(shè)計(jì)中選擇最滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)、基于原型或者模擬的效能改良設(shè)計(jì)觀點(diǎn)等。總之,以往教育主要關(guān)注具體科學(xué)勞動(dòng)力產(chǎn)品,即科學(xué)事實(shí),而不去了解科學(xué)事實(shí)是如何形成的或者忽略科學(xué)在世界領(lǐng)域的許多重要應(yīng)用,會(huì)曲解科學(xué)并使工程的重要性邊緣化。因此需要重視教學(xué)中的工程實(shí)踐。參與科學(xué)實(shí)踐可以幫助學(xué)生明白科學(xué)知識(shí)的發(fā)展,這種直接的參與可以使他們欣賞到調(diào)查、塑造和解釋世界所用的廣泛方法。參與工程實(shí)踐也能幫助學(xué)生明白工程師的工作以及工程和科學(xué)之間的聯(lián)系。參與這些實(shí)踐能幫助學(xué)生形成對(duì)科學(xué)和工程的交叉概念和學(xué)科觀點(diǎn),也幫助他們認(rèn)識(shí)到科學(xué)家和工程師的工作是創(chuàng)造性活動(dòng),這種活動(dòng)深深地影響著他們所生活的世界。此外,它能使學(xué)生的知識(shí)更有意義,深深地植入他們的世界觀。學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到科學(xué)和工程能應(yīng)對(duì)現(xiàn)今社會(huì)面臨的許多挑戰(zhàn),例如,如何產(chǎn)生足夠的能源、預(yù)防和治療疾病、持續(xù)提供新鮮的水和食物,應(yīng)對(duì)氣候變化等。
三、總結(jié)
這種對(duì)工程與科學(xué)進(jìn)行的區(qū)分需要做更多的工作,需要兩個(gè)研究共同體都有興趣找到真正的不同與界限在哪。科學(xué)家們可能更關(guān)心的是相關(guān)實(shí)體的本質(zhì),工程師更關(guān)心了解觀察的結(jié)果。科學(xué)家們可能更關(guān)心的是關(guān)于高度理想化的系統(tǒng)的描述,工程師關(guān)注現(xiàn)實(shí)世界的進(jìn)程。我們需要更好地了解在這兩個(gè)領(lǐng)域中的角色模型。工程哲學(xué)作為哲學(xué)發(fā)展中的一個(gè)不斷生長(zhǎng)的領(lǐng)域,仍有很多工作要做,需要揭示與科學(xué)的理念更多的相似之處和差異。
對(duì)世界來(lái)說(shuō),工程哲學(xué)樹(shù)立了成功的把價(jià)值和知識(shí)緊密聯(lián)系在一起的典型實(shí)踐,它是通過(guò)研究工程實(shí)踐尋求理性行動(dòng)的哲學(xué),工程實(shí)踐探索本身就是其價(jià)值來(lái)源之一。這一點(diǎn)上工程肯定不是唯一有資格的,但它有兩個(gè)主張需要我們認(rèn)真面對(duì)。首先,工程體現(xiàn)了一種基于應(yīng)變的理性概念,作為一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,在這過(guò)程中是基本功能行為和價(jià)值的結(jié)合。這比其他任何把行為和價(jià)值放在一邊,不為知識(shí)和真理設(shè)置理性范圍的任何理性的觀念都是更前進(jìn)了一步。其次,當(dāng)今時(shí)代強(qiáng)烈需要有一個(gè)合理的工程政策———能夠更有效的工程行動(dòng)。工程數(shù)個(gè)世紀(jì)以來(lái)乃至現(xiàn)在,存在著忽略技術(shù)創(chuàng)新相關(guān)的社會(huì)和文化等方面的問(wèn)題。現(xiàn)在需要人們重新認(rèn)識(shí)工程,做出令人信服的改變。
作者:苑健 單位:北京航空航天大學(xué)高等教育研究所