工程的全球挑战与工程教育

2008年，美国国家工程院组建了一个跨专业委员会，历时一年研讨，提出了工程领域在21世纪将面临的14大挑战，也就是如何让这个星球能够维持一个良好的生存环境。该委员会由世界各国当代最有成就的18位工程师和科学家组成。14大挑战包括：提升太阳能的经济性，让太阳能更具有竞争性、更加低廉，以提高太阳能的使用，降低石化能源的使用；提供清洁水；研发更好的药品；提高网络安全性，改善虚拟现实技术，推动个性化学习等。

过去，人类在工程方面实现了很多伟大的梦想，比如说开发海洋、修建铁路，这可以说是20世纪的巨大挑战。这14大挑战是全新的挑战，是21世纪我们需要克服的全新的挑战；也是全球性的问题，不是某个国家独自面临的问题。

美国一批教育学家提出，工程学教育应当得到拓展，比如本科生应该更多参与关于大挑战的研究。一个什么样的教育体制才能使学生参与到有关的讨论中来呢？为此我们设立了一个“大挑战奖学金项目”。

在美国，起初是3所大学创立了该项目，在常规工程课程中增添了5项内容，使学生们做好一些准备以应对大挑战。美国差不多有70所大学已经参与了这个项目，比如得州大学已经把这个项目推广到全校的范围，不仅仅是工科的学生，所有的学生只要参加了这个项目，毕业证书上都会有个专门的标记，以鼓励他们所取得的成绩。其实工程学所面临的挑战不仅是关于工程学的，还是关于整个科学体系的，它关系到经济学、人类学、社会学等方方面面。要改善思考和思维的方式，让社会科学、医学人才等都参加这方面的讨论。

将应对14大挑战和大学本科教育相结合是一种新的教育理念和模式。美国国家工程院正在积极推动更多的美国大学参与到这一项目中来。2014年11月，在多哈举行的一次工程领导力论坛上，大家也讨论了如何把这14大挑战融入教学过程。中国的周济部长也参加了这次会议。据我所知，清华大学也将这14大挑战列入了课程。2014年12月，印度的一所大学也开始研究把这14大挑战列入他们的课程当中。

在美国获得工程学学士学位的本科生人数不到所有学士学位获得者的5%。这一比例的全球平均水平是13.5%，东亚国家高达23%到26%，中国、韩国、日本尤其高。美国的比例远低于全球平均水平，接近谷底位置。现在美国有越来越多的女性选择学习工程学科，但是人数仍然很少。女性更关注和人类自身密切相关的领域，比如环境、社会责任等。我们需要更多的女性加入到工程学科，以便更好地平衡工程问题的解决方案，以及培养学生们的社会意识。

此外还要考虑创新能力，如何能够跟上全人类的发展，要用全球的视野来思考问题，要了解全球的文化，以一种全球化的思考方式来应对问题，所以合作至关重要。在主要国家的工程院中，美国工程院、中国工程院的合作可以说是最紧密。美国工程院分别和中国、德国、日本等五个国家的工程院开展了双边合作平台——工程前沿探讨会，我们积累形成了一个几千人的工程人才网络。随后我们开展了这个国际合作平台“中美英全球重大挑战峰会”，中国工程院是主办方之一。今年9月14日到16日，第二次峰会将在北京举行。

牟德

(C. D. Mote)

美国国家工程院院长中国政府“友谊奖”获得者