作者:雷庆 来源: 中国科学报 发布时间:2026-4-7
选择字号:
技术教育与人文教育融合应基于真实工程问题

 

■雷庆

当前,工程教育中的技术教育与人文教育相脱节的现象并不少见。事实上,工科高校早已意识到这个问题,并开设了大量人文社会科学类课程。在培养方案中,很多学校也要求学生必须选修一定比例的人文社科类学分。

与此同时,技术教育与人文教育“两张皮”现象仍普遍存在,理工科课程与人文社科课程缺少融合,理工科师生与人文社科师生也缺少交流。理工科教师仍然习惯于主要从技术的角度评价学生。

一件作品争议的背后

在一次科技创新竞赛中,某工科学生团队提交的参赛作品是一款能帮助聋哑人与健听人交流的App,它能通过摄像头捕捉聋哑人的手语动作,并转换为语音输出。

按照惯性思维,聋哑人做手语动作是给健听人看的,通常需要后者用手机拍摄聋哑人的手语。但现实中,绝大多数健听人很少接触聋哑人,因此不会在手机中安装此类App,反倒是聋哑人出于交流的目的,对其十分需要。

这就导致一个结果——聋哑人在与健听人交流时,都要把手机固定在对面拍摄自己的手语,不仅很不方便,也会增加聋哑人的心理负担。对此,该团队提出的解决方案是将手机固定在聋哑人胸前,从主观视角拍摄手语动作,这与从对面看到的手语动作不同,因此需要进行转换。

对于这一作品,以工科教师为主的评审委员会产生了分歧,多数评委认为它的技术难度并不大,不宜评高分;也有评委认为它充分考虑了用户需求,能带给聋哑人很好的体验,应给予较高评价。

这一事例背后,反映的是目前工程教育本身的某些缺陷。

工程是运用科技在一定约束条件下,为满足人的需求而创造人工物的过程及成果。因此,工程是由技术要素和非技术要素组成的综合系统。技术要素是指工程所依据的科学原理、采用的技术手段,以及实施过程中需要解决的各种科学技术问题;非技术要素则包括工程所处的自然环境和社会环境、实施工程所需的各种资源,以及一个非常重要的要素——人。

谈及工程系统中的人,我们首先想到的可能是企业家、工程师、工人,但另一类更加重要的人——用户,却经常被忽略。工程界有一句口号:“工程造福人类。”工程是为人服务的,不仅要满足人的需要,还要提供良好的使用体验。

所以,工程从设计、施工、运行到最后产品报废的整个生命周期中,都要充分考虑用户的需求和体验,而我们的教育对此似乎并没有给予足够的重视。

“不考虑人的工程毫无用处”

也有一些具有启发性的事例。

比如,美国欧林工学院为大学一年级学生开设了一门名为“人类工程”的选修课。该课程面向工程设计零基础的学生,系统教授“端到端设计”全流程,培养学生的基本设计能力。课程采用项目学习方法,任务是设计老年人使用的产品。学生们组成3~5人的小组,以团队合作的方式开展设计。

课程的第一阶段是开展同理心活动。学生们邀请老年志愿者作为合作伙伴,一起看电影、购物、聚餐,增进情感交流;观察并模拟老年人的日常起居,体验衰老带来的身体上的不便和心理上的挣扎;与老年人举办研讨会,梳理他们的各种需求。

在此过程中,学生要提交“合作伙伴画像”,在课程网站发表至少4篇博客;同时要阅读其他同学完成的书面材料,共享各自体验。教师给学生讲解项目原则,指定阅读书籍,组织开展讨论。在此基础上,学生归纳出老年人的关键需求及其特征,从而实现与老年人的共情。

第二阶段是提出潜在的产品构想。学生聆听专业人士的演讲,如老龄化产品初创公司创始人、设计研究人员以及阿尔茨海默病专家等;参观为老年人提供服务的机构,如持续护理社区、急救呼叫中心等。学生与教师、老年合作伙伴深入研讨,生成至少3个潜在产品构想。

此外,学生团队还要举办类似“科学博览会”的活动,在更大范围内向专业人士和公众展示产品构想。专业人士经评审并收集公众意见,最终选定一个设计方案。

第三阶段是完成最终产品的原型,同时也包括相关书面文件。老年合作伙伴全程参与设计,从用户角度提供意见。学生团队创建“交互日志”,请老年合作伙伴记录使用产品的体验。在此阶段,设计方案分别经过两次内部审核和外部评审,目的是广泛听取各方意见,特别是来自用户的体验。最后一次外部评审要确保交付的产品表现良好,并对产品进行评分。

课程结束后,教师团队系统分析“合作伙伴画像”“交互日志”等文档,并对学生和老年合作伙伴进行访谈,总结了学生的收获。

首先,共情认知能力显著提升。课程开始前,学生对老年人的评价以负面为主,如“病态”“虚弱”“迟钝”“孤独”;学习课程以后,学生作出了更多的正面评价,如“有趣”“充满故事感”“足智多谋”“有经验”。

一位学生坐在轮椅上在校园里闲逛了几个小时后领悟到:“在轮椅上接受他人的帮助,可能会令人感到沮丧。如果我需要以轮椅代步,我希望尽可能保持自理能力。”这些都表明,课程在情感层面引发学生的反思。学生对老年人的认识发生了转变,从“他们需要帮助”转变为“将他们视为普通人”。

其次,以用户为中心的设计意识明显增强。课程初期,学生将设计视为体现设计师的需求和价值观的机会;而课程结束时,学生意识到用户反馈在提升产品和服务质量中的核心作用。有学生在博客中写道:“我可能没有将某些事情视为非常重要,并不意味着这对他人也不重要。”有学生发现,现有的许多产品并非出于老年人的真实需求,而只是设计者的假设。

最后,对工程有了新的认识。通过学习课程,有学生得出结论:“不考虑人的工程毫无用处。”还有学生说:“我原本以为自己不会成为一个好的工程师,而这门课程告诉我工程有多么重要。”

学生需面对“真实的世界”

欧林工学院这门课程给了我们一个重要启示,就是真实的工程问题是促进技术教育与人文教育融合的有效载体。

真实的工程问题有几个特点:一是面向真实用户,因为一切工程的目的都是为了满足用户需求。这些需求不仅外显为用户对产品功能的要求,还有隐含的情感体验。在很多情况下,用户可能无法清晰地表达自身需求,甚至不知道自己想要什么,这就需要工程师通过观察、交流及亲身体验发现用户的需求。

二是有真实的约束条件,特别是非技术方面的约束。实施某项工程,工程师要考量成本、市场因素,坚守法律法规底线,遵从公序良俗,关照到所有利益相关者。

三是有完整的工程实施过程,以及具有实际价值、可交付的成果。工程师要着眼全局,从始至终肩负起对用户和社会的责任。

长期以来,工科学生的工程实践大多在校园环境中开展。要解决的问题有些虽然来自企业,但通常是已被解构的问题,留给学生的只有技术性要求。另一些问题则由教师或学生自己提出,没有具体用户,需求往往只是设想。加上受时间和条件限制,问题所受的约束被大大简化,学生只需专注技术。用户缺失、需求不明、约束简化,导致最终成果与实际应用相去甚远。

在学生心目中,这样的实践仍是学习和练习,难以使他们认识到工程的价值并形成责任感。

政府、社会、企业和高校应当创造条件,让工科学生在学习期间就有机会解决真实世界中的工程问题。面对真实世界,学生就不能仅考虑如何解决现成的问题,而必须以更高的站位去思考:我能为谁解决什么问题、怎样更好地解决问题。这将促使工科学生把追求技术的先进性、复杂性与对人的尊重、对社会的责任,以及服务国家、造福人类统一起来。

(作者系北京航空航天大学人文社会科学学院高等教育研究所教授)

《中国科学报》 (2026-04-07 第3版 大学观察)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
38亿年的答案,用来解一道新题 科学家发现苍珊瑚属隐存种——中华苍珊瑚
红椆实现良种挖掘和高效栽培 逆流而上,小鱼勇攀瀑布
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文