■纪阳

从远古开始，工程一直是人类改变世界的核心力量。每一代人都在前人基础上建造更坚固的房子、更便捷的交通工具……但如今，我们建造的东西“活”了，它们能感知、学习、协作，甚至能自我改进。飞机不再是冷冰冰的金属，而是由无数传感器和数据构成的智能体；工厂不再是轰鸣的机器，而是人、机器人和人工智能（AI）共同演化的生态系统。

面对这一变化，我们熟悉的工程方法开始捉襟见肘：图纸画得再精细，也画不出系统演化中的不确定性；分工再明确，也理不清人机协作中的复杂关系。于是，越来越多的人开始追问，工程究竟需要怎样的新思维？工程教育又该如何培养能驾驭这种复杂性的人才？

从“控制者”到“园丁”

传统工程思维习惯将世界拆成齿轮、电路、代码等“零件”，再将其像搭积木一样拼起来。在简单系统中，这种思维很有效，而面对智慧城市、全球供应链网络等复杂系统时，这种思维就很容易失灵。因为这些系统不是死的积木，而是活的生态系统，每一部分都在变化，都在与其他部分互动。

就像一片森林，不是一棵棵树的简单相加，而是树木、菌丝、动物、土壤、阳光共同编织的网络。砍掉一棵树，整个网络都会调整；引入一个新物种，也可能引发连锁反应。真正的智慧不是把森林拆成木头，而是理解这个网络如何运作，并成为它的一部分。

工程创新正需要这样的“生态思维”。我们要建造的不是一台完美的机器，而是一个能自我调节、持续演化的系统。

这就要求我们必须着眼整体，而不是只盯着局部，要明白一个决策会影响哪些环节、会产生什么连锁反应，同时摈弃一成不变的惯常思维，接受系统会随着时间、环境、使用而改变的理念。此外，我们还要学会与他人、机器、算法、组织协作。

这并不容易。

要知道，工程思维长期追求的就是“控制”——设计图纸越精确，控制就越强；代码越严密，系统就越听话。但今天的很多系统是很难控制的，工程师难以控制用户的使用方式、环境变化和系统间的互动。如果强行控制，甚至会让系统变得脆弱。

“失去控制”对于很多工程师来说，似乎是一个很难接受的事实，但对于某些行业而言，这其实很正常。比如，园丁就无法控制每棵树长多高、每朵花哪天开。但是，他们可以浇水、施肥、修剪，为植物创造最好的生长条件。最后，花园会按自己的方式生长，而园丁的智慧和汗水都融入其中。

从这个角度说，在工程领域，我们也要从“控制者”变成“园丁”，即不再追求设计一个永远不变的系统，而是要让系统在演化中始终保持健康。

这当然需要我们作出一些改变，比如不再规定系统路径，而是设定边界，告诉系统什么不能做，但允许它在边界内自由探索；比如不再发号施令，而是提供反馈，让系统感知自身状态和环境，并据此调整；再比如不再单边决定，而是建立协商机制，当多个智能体需要协作时，让它们能对话、商量，并达成共识。

此外，在传统工程文化中，犯错是耻辱的。这导致工程师要花大量时间避免错误，但错误还是会发生，而且越追求完美，错误带来的打击就越大。但在活的系统里，错误既是不可避免的，也是宝贵的。每次错误都是一次学习机会。就像小孩学走路，摔了无数次跤，但每次摔倒都让其更懂得如何保持平衡。

问题的关键在于，你要记住为什么摔倒，下次怎么避免。这就要求我们在每一次失败中留下记录，让后人可以借鉴，同时分析错误，找出错误背后隐藏的系统设计盲点，还要分享错误，让整个团队甚至行业都能从中受益。

从“教知识”到“养思维”

如果工程本身在变，培养工程师的方式就必须变。

当下的工程教育很大程度上还在沿用工业时代的模式——学生坐在教室里听老师讲知识，然后做题、考试。毕业时，他们可能记住了很多公式，然而面对真实问题却不知道从何下手。

未来工程教育的核心将不再是“教知识”，而是“养思维”，即让学生养成一套面对未知、探索问题、构建系统的思维习惯。

一是把思维过程当成最重要成果。传统教育看重的是标准答案，现实的工程问题却往往没有标准答案。相比之下，工程师的思考过程反而更重要——如何理解问题、收集信息、权衡方案、验证假设。

因此，未来的工程教育要把“思维日志”作为核心作业。学生在项目中的每一步都要记录下来：今天遇到了什么困难、我试了哪些办法、为什么选了这一个、明天打算怎么继续……这些记录比最终作品更能反映学生的真实能力。

二是把课堂变成探索的实验室。传统课堂中，老师是权威，学生则是被动的接受者。然而在真实的工程环境中，没有人知道所有答案。未来的课堂应像一个探索实验室，老师不再是“知识的搬运工”，而是“探索的向导”；学生不再是“知识的容器”，而是“探索的主角”。

具体的上课方式可以是老师抛出一个真实问题，学生分组调研、访谈、查资料、设计方案。在此过程中，老师负责引导、质疑、提供资源，却不代替学生思考。学生可能会走弯路，甚至失败，不过这些都是最宝贵的经验教训。

三是把协作变成必修课。如今，几乎没有工程项目可以由一个人独立完成。而我们的教育却很少教学生如何协作，即便是小组作业，也常常变成“分工—各自做—拼起来”的简单流程，真正的互补协作很少发生。

未来的工程教育要把协作本身当成学习目标，要教会学生清晰表达自己的想法，同时倾听别人的想法，发现其中的价值。在出现分歧时，要懂得如何处理，更要懂得如何分工协调，才能让团队效率最大化。

这需要专门的设计，比如给每个小组一个复杂任务，必须多人协作才能完成；定期举行“复盘会”，讨论协作中遇到的问题；引入“同伴互评”，将协作表现计入成绩。

四是把AI变成学伴而非工具。当前，学生往往仅将AI作为搜答案、写作业的工具，这显然忽视了AI的真正潜力。未来的教育要把AI当成学伴，比如可以让AI扮演“客户”，不断追问需求，或者让AI扮演“测试员”，刁难自己的设计。AI还可以记录并反馈学生的思维过程，帮助他们发现自己的盲点。

此处有个关键——学生不能只是“用AI”，而要“与AI协作”。他们要学会判断AI的建议，质疑AI的结论，补充AI的不足。这才是未来工程师的核心素养。

五是把失败变成荣誉勋章。传统教育里，失败是可耻的。考试不及格、项目失败都是污点。而在真实的工程中，失败是家常便饭，甚至是进步阶梯。

未来教育中，学生应被鼓励“勇敢地犯错”，并从中学习。可以设立“最佳失败奖”，奖励从失败中获得深刻洞见的团队，并在课程中设置“复盘环节”，让每个项目组公开分享自己的失败经历和教训。

从理念到行动

要作出这些改变，需要学校、教师、学生、企业和社会共同努力。

比如，学校不能再守着教材不放，而是要主动打开大门，把真实问题请进课堂。可以与企业合作，将其实际需求变成课程项目；可以与社区合作，让学生解决身边的真实问题；也可以与研究机构合作，让学生参与前沿探索。

同时，学校还要改造评价体系，评价学生不能只看分数，更要看过程、看成长、看协作、看思维。可以建立“成长档案”，让思维日志、项目作品、同伴评价都成为评价依据。

在教师层面，习惯站在讲台上讲课的他们，突然要站在旁边引导，很多人可能不适应，但这是必需的转变。教师要学习新的教学方法，学会如何设计问题、引导学生思考、如何评价思维过程，帮助学生复盘。

这需要系统的培训和支持。学校可以组织工作坊，让教师体验“项目式学习”；可以建立教师社群，分享经验和资源；也可以引入“教学设计师”，帮助教师优化课程。

同样可能不适应的还有学生。他们已经习惯了等老师给答案，突然要自己探索，很多人会感到茫然和焦虑，然而这是成长的开始。学生要学会管理学习，尤其是学会提问、求助与反思。

学校可以设置“新生引导课”，帮助学生适应这种新方式；可以为学生配备学习伙伴或导师，在关键时刻给予支持；也可以创造容错文化氛围，让学生敢于尝试。

企业也不能只等学校输送人才，而是要主动参与培养过程。可以提供真实的项目，派工程师担任导师，开放数据和资源，参与课程设计和评估。这不是慈善，而是投资——因为这些学生毕业后可能就是这些企业的员工。

最后，整个社会也要改变对工程师的期待。我们不仅需要他们写出漂亮的代码、设计出完美的图纸，更需要他们具备系统思维、协作精神、伦理意识。我们要尊重那些敢于探索、善于反思、乐于分享的工程师，而不是只看重那些“不出错”的完美主义者。

总之，当我们站在智能时代的门槛上时，需要的不是更复杂的技术，而是更深刻的智慧，一种能让人、机器、社会、自然和谐共生的智慧。

这种智慧不是来自最新的科技期刊，而是来自最古老的文化传统——墨家的“法仪”教我们以规则建立信任，道家的“自然”教我们尊重系统的自组织，儒家的“和合”教我们求同存异……

当我们用这种智慧重新审视未来工程，就会发现工程不再是冷冰冰的建造，而是有温度的共生；工程师不再是孤独的创造者，而是生态的园丁；工程教育不再是知识的灌输，而是思维的养成。

（作者系北京邮电大学教授，本报记者陈彬整理）