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1 引 言 大約一個(gè)多月前,受一位老學(xué)長(zhǎng)之邀參加了一個(gè)討論會(huì),內(nèi)容是關(guān)于工程知識(shí)論中的橋梁工程部分。這是我第一次接觸到工程知識(shí)論這個(gè)詞,之前對(duì)此毫無(wú)概念,所以對(duì)知識(shí)論的部分完全是外行,說(shuō)不出什么東西來(lái),只能就橋梁知識(shí)體系的構(gòu)成和特點(diǎn)發(fā)表點(diǎn)兒意見(jiàn),好歹這跟我從事的教育教學(xué)工作有些關(guān)聯(lián)。這次會(huì)議對(duì)我來(lái)說(shuō)是個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),老學(xué)長(zhǎng)及其領(lǐng)導(dǎo)的編寫(xiě)組高屋建瓴,對(duì)橋梁工程知識(shí)的體系、特點(diǎn)、作用以及與社會(huì)及自然的相互關(guān)系等都有精辟的論證,從而讓我學(xué)到了很多以前不熟悉的知識(shí)和概念。由于本人至今對(duì)知識(shí)論的概念仍然了解不多,因此本文不想對(duì)此進(jìn)行敘述和討論,而是想對(duì)由此而聯(lián)想到的一些問(wèn)題進(jìn)行討論(完全是探討式的,不一定正確),對(duì)有些捉摸不透的問(wèn)題,也想聽(tīng)聽(tīng)各位讀者對(duì)此的看法。 2 科學(xué)、技術(shù)、工程 三者的關(guān)系 對(duì)于科學(xué)和技術(shù),通常的解釋是:“科學(xué)解決理論問(wèn)題,技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題??茖W(xué)要解決的問(wèn)題,是發(fā)現(xiàn)自然界中確鑿的事實(shí)與現(xiàn)象之間的關(guān)系,并建立理論把事實(shí)與現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái);技術(shù)的任務(wù)則是把科學(xué)的成果應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中去”。而關(guān)于工程,一般認(rèn)為“工程是科學(xué)和數(shù)學(xué)的某種應(yīng)用,通過(guò)這一應(yīng)用,使自然界的物質(zhì)和能源的特性能夠通過(guò)各種結(jié)構(gòu)、機(jī)器、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過(guò)程,以最短的時(shí)間和最少的人力、物力做出高效、可靠且對(duì)人類有用的東西”。(以上兩條均引自百度百科)。 關(guān)于科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系,相對(duì)比較清晰。但把工程再放進(jìn)來(lái),三者之間(主要是工程與另外二者)的關(guān)系似乎就不那么清晰了。以下是幾種可能的不同觀點(diǎn),讀者自己判斷哪一種更為合適。 第一種觀點(diǎn):三元論,認(rèn)為科學(xué)、技術(shù)、工程三者為同層次且相互滲透和交叉的關(guān)系,用圖形表示則如圖1所示。 圖1 科學(xué)-技術(shù)-工程之間關(guān)系的第一種觀點(diǎn) 第二種觀點(diǎn):二元論,認(rèn)為科學(xué)與技術(shù)屬于同一層次,工程是建立在科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)之上、綜合利用科學(xué)與技術(shù)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的領(lǐng)域(圖2),工程本身并不產(chǎn)生科學(xué)與技術(shù),只是利用科學(xué)與技術(shù),凡工程中涉及到的技術(shù),都應(yīng)歸屬于技術(shù)范疇,而非工程范疇。 圖2 科學(xué)-技術(shù)-工程之間關(guān)系的第二種觀點(diǎn) 第三種觀點(diǎn):也是二元論,但認(rèn)為科學(xué)與工程屬于同一層次,技術(shù)是在科學(xué)與工程基礎(chǔ)之上衍生的(圖3),科學(xué)與工程才是基本的。 圖3 科學(xué)-技術(shù)-工程之間關(guān)系的第三種觀點(diǎn) 在上面的敘述中可以看出,盡管對(duì)于三者的關(guān)系存在不同的觀點(diǎn),但有一點(diǎn)可以肯定,即工程不等于科學(xué),或者通俗地說(shuō),工程不是科學(xué)。著名的美籍華人工程專家鄧文中先生認(rèn)為,工程不是科學(xué),工程是藝術(shù);科學(xué)講究發(fā)現(xiàn),工程講究創(chuàng)作。鄧先生的觀點(diǎn)是對(duì)工程及其特性的高度概括。藝術(shù)這個(gè)詞,有兩種涵義,一是指與美學(xué)相關(guān)的藝術(shù),如美術(shù)、音樂(lè)、建筑等,二是指技巧和能力。鄧先生所說(shuō)的“藝術(shù)”顯然是指技巧和能力,表示工程是利用科學(xué)、技術(shù)、人文和經(jīng)驗(yàn)等的一門(mén)綜合“藝術(shù)”。 另外說(shuō)明一點(diǎn),在上述關(guān)于工程的解釋中,“科學(xué)與數(shù)學(xué)”的提法顯然是認(rèn)為數(shù)學(xué)是獨(dú)立于科學(xué)之外的一個(gè)類別。對(duì)于數(shù)學(xué)到底屬于科學(xué)范疇還是獨(dú)立的,目前尚有爭(zhēng)議。社會(huì)上多數(shù)人認(rèn)為數(shù)學(xué)屬于科學(xué)范疇,但有些研究這類問(wèn)題的專家卻認(rèn)為數(shù)學(xué)是獨(dú)立于科學(xué)之外的。當(dāng)然這不是本文要討論的問(wèn)題,此處只是說(shuō)明一下。 3 橋梁工程知識(shí)體系 交通部原總工程師鳳懋潤(rùn)先生認(rèn)為:“工程知識(shí)是自然科學(xué)知識(shí)、應(yīng)用技術(shù)知識(shí)與人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)以及造物實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合(綜合集成)”。依據(jù)這個(gè)定義,可將橋梁工程知識(shí)體系分為三個(gè)組成部分:橋梁工程的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和人文社會(huì)知識(shí)。這與我校土木工程課程體系的構(gòu)成基本一致,我對(duì)此深以為然。按照上述的劃分原則,可將橋梁工程知識(shí)的三個(gè)組成部分描述如下(圖4): 橋梁工程的基礎(chǔ)知識(shí)以力學(xué)為主線,主要包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、力學(xué)、圖學(xué)、計(jì)算方法等等。從知識(shí)層次角度來(lái)說(shuō),力學(xué)是建立在最底層的數(shù)學(xué)和物理學(xué)之上、專業(yè)知識(shí)之下的一個(gè)知識(shí)層,連接著基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。 橋梁工程的專業(yè)知識(shí)以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主線,主要包括設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造、材料、地質(zhì)、測(cè)量、結(jié)構(gòu)分析、施工、機(jī)械、軟件、環(huán)境等等。 橋梁工程的人文社會(huì)知識(shí)以橋梁的社會(huì)功能為主線,主要包括經(jīng)濟(jì)、管理、社會(huì)、哲學(xué)、歷史、人類、美學(xué)、宗教、民俗、法律、文化、政治等等。 圖4 橋梁工程知識(shí)體系 由此可見(jiàn),橋梁工程知識(shí)涵蓋面非常廣泛,是集自然科學(xué)、工程技術(shù)、人文社會(huì)科學(xué)和藝術(shù)等于一體的綜合性知識(shí)體系,而且從所涉及面的廣度來(lái)看,從基礎(chǔ)知識(shí)到專業(yè)知識(shí)再到人文社會(huì)知識(shí)是越來(lái)越寬廣。 4 橋梁工程教育 在1952年之前,我國(guó)的高等教育基本是歐美體系,即大類培養(yǎng)體系。1952-1998年期間,則基本是前蘇聯(lián)體系,按照小專業(yè)培養(yǎng),橋梁是一個(gè)獨(dú)立的專業(yè),其他諸如隧道、工民建、巖土、道路、鐵道等等,都是獨(dú)立的專業(yè)。自1998年起,專業(yè)或?qū)W科劃分又轉(zhuǎn)向了歐美體系,在本科教育階段,按土木工程專業(yè)大類培養(yǎng),橋梁工程只是土木工程專業(yè)中的一個(gè)方向;在研究生教育階段,橋梁工程是“橋梁及隧道工程”二級(jí)學(xué)科中的一個(gè)方向,但幾乎所有學(xué)校都是把橋梁與隧道分開(kāi)來(lái)各自獨(dú)立培養(yǎng)研究生。這種作法與歐美的培養(yǎng)體制相似,之所以說(shuō)相似而不是一致,是因?yàn)闅W美的專業(yè)或?qū)W科設(shè)置中,并沒(méi)有橋梁專業(yè)或者學(xué)科,無(wú)論在本科還是研究生階段,橋梁都只是結(jié)構(gòu)工程學(xué)科的一個(gè)組成部分。 近年來(lái),關(guān)于工程教育到底是按大類培養(yǎng)好還是按小專業(yè)培養(yǎng)好的爭(zhēng)議一直沒(méi)有結(jié)果,一種意見(jiàn)說(shuō),歐美體系是幾百年實(shí)踐證明了的先進(jìn)體系,應(yīng)該作為主要參考體系。一種意見(jiàn)說(shuō),要考慮我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)體制和用人體制,小專業(yè)培養(yǎng)更容易滿足用人單位的需求。對(duì)此問(wèn)題的具體內(nèi)容大家都很熟悉,此處不再贅述。這里提出此問(wèn)題,也是想請(qǐng)讀者思考一下,到底怎么做更為合理。 作者簡(jiǎn)介:李喬,西南交通大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,茅以升橋梁研究所所長(zhǎng),在中國(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁分會(huì)等學(xué)術(shù)組織任常務(wù)理事或理事,在土木工程學(xué)報(bào)等重要學(xué)術(shù)期刊任編委會(huì)委員。研究興趣為橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)行為、大跨斜拉橋結(jié)構(gòu)理論及施工控制方法、橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件研發(fā)等。開(kāi)發(fā)的軟件有橋梁結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)BSAS、橋梁非線性分析系統(tǒng)NLABS、曲線橋分析系統(tǒng)ASCB等。 |
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