工科的理科化问题

晨枫 · 发表于 2023-4-20 18:41:43

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”。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

这里面有几方面的问题。

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。

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。

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。

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。

“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。

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。

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。

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。

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。

这就需要从国家和企业两个层面提供激励和动机了。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

这一切取决于企业提供有意义的实习机会。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

晨池 · 发表于 2023-4-20 20:36:54

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。

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。
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。

晨枫 · 发表于 2023-4-20 20:43:06

晨池发表于 2023-4-20 06:36* H# N' n! N" A2 G* m
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 ...

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。

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。

semtex · 发表于 2023-4-20 22:30:20

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。

晨枫 · 发表于 2023-4-21 06:15:01

semtex 发表于 2023-4-20 08:30
* \; N$ N0 e4 k* X1 R1 W. H3 x( M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。

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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[科教沙龙] 工科的理科化问题

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