摘要：高层次卓越工程师培养标准的研制是实现国家卓越工程师学院建设主要目标、保证高层次卓越工程师培养质量的一项重要工作。聚焦高层次卓越工程师培养通用标准研制，本文首先提出国家卓越工程师学院卓越工程师培养通用标准的制定原则和基本思路，其次依次简要分析欧洲、英国、美国和中国四种国内外有影响的工程师能力标准，为通用标准制定提供参考和借鉴，最后两部分，按照通用标准制定原则和基本思路，分别制定和诠释硕士层次和博士层次卓越工程师培养通用标准，以期为包括国家卓越工程师学院在内的各类高校/企业研制研究生层次卓越工程师培养单位标准/学科点标准提供基础，为各类高层次卓越工程师培养标准提供可参考借鉴的总体质量要求。
关键词：卓越工程师培养；通用标准；培养标准；硕士；博士；国家卓越工程师学院；人才培养质量；复杂工程问题；“卡脖子”技术
国家卓越工程师学院建设的主要目标是培养造就一批国家重大战略急需的高层次卓越工程师，高层次卓越工程师培养标准的研究和制定是实现上述主要目标、保证高层次卓越工程师培养质量的一项重要的基础性工作。高层次卓越工程师培养标准体系的构建关系到明确其中各层次标准的定位及其在高层次卓越工程师培养中的不同作用。在高层次卓越工程师培养标准体系各个层次的标准中，最基础、最核心、具有宏观指导和引领作用的是处于顶层的、学科门类层面的、适用于国家卓越工程师学院所有学科的标准，即通用标准。
本文聚焦国家卓越工程师学院建设的核心需求：高层次卓越工程师培养通用标准研制。首先，提出国家卓越工程师学院卓越工程师培养通用标准的制定原则和基本思路；其次，依次简要分析欧洲、英国、美国和中国四种国内外有影响的工程师专业能力标准，为通用标准制定提供参考和借鉴；最后两部分，按照通用标准制定原则和基本思路，分别制定和诠释硕士层次和博士层次卓越工程师培养通用标准。
一、国家卓越工程师学院卓越工程师培养通用标准制定原则和基本思路
（一）通用标准的制定原则
通用标准是国家层面对各个国家卓越工程师学院培养出的各行各业各种类型高层次卓越工程师在总体上提出的基本质量要求。其制定应该遵循以下原则。
第一，服务国家战略。通用标准首先要满足国家重大战略在关键领域对高层次卓越工程师的需要。当前我国主要的国家战略及倡议有“一带一路”、构建人类命运共同体、创新驱动发展、教育强国、科教强国、人才强国、制造强国、可持续发展战略等，旨在实现中国式现代化和中华民族伟大复兴。这些战略的实施以及产业结构转型、改造和升级等均需要大批各种类型和层次的卓越工程师。立足于中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局中，我国在高科技领域，尤其是在先进制造技术、高性能计算技术、半导体技术、人工智能技术、通信技术、先进材料科学等关键技术领域的创新和突破，是国家一系列重大战略目标得以实现的关键，需要大批相关领域高层次卓越工程师以服务国家重大战略的实施。因此，需要从服务国家战略，尤其是服务国家重大战略的高度研究和制定通用标准。
第二，追求质量卓越。国家卓越工程师学院必须在各种类型高层次卓越工程师培养质量上追求卓越。在通用标准中应该反映国家重大战略急需关键核心领域各种类型高层次卓越工程师在知识、能力和素质方面具备的竞争优势和发展潜力。在竞争优势方面，硕士层次卓越工程师的设计开发和研究创新能力应该在国内具有明显的竞争优势，博士层次工程师的研究开发和创新创造能力应该在国际上具有突出的竞争优势。在发展潜力方面，硕士层次和博士层次的卓越工程师，应该能够满足未来发展需要，具备适应国家重大战略关键核心领域未来发展和引领未来工程技术发展的能力。
第三，面向未来发展。国家卓越工程师学院培养的卓越工程师要面向中国经济社会和国民经济关键领域未来发展以及中华民族伟大复兴进程对高层次卓越工程师的需求，而不能仅考虑当下，这是因为：（1）进入21世纪，许多学科知识和技术的更新周期缩短到2-3年，迫使高层次卓越工程师培养更加注重有效和稳定知识的学习以及能力与素质的培养；（2）前沿技术、高新技术和关键核心技术等的产生和更新的迭代周期不断缩短，导致国家重大战略涉及领域对高层次卓越工程师培养的要求变化加快；（3）高层次卓越工程师培养的学制不可缩短，硕士3年，博士5年，在学生入学前制定的培养标准可能无法满足学生毕业时国家重大战略实施对高层次卓越工程师的要求。由此可见，立足当前、面向未来需求培养高层次卓越工程师应该成为通用标准的重要导向，要在通用标准中的素质、知识和能力等方面得到具体体现。
第四，成为中国标杆。中国经济的快速发展，“一带一路”、人类命运共同体、制造强国等国家重大战略及倡议的实施，使得中国作为负责任的大国越来越被发展中国家期待在经济全球化深入推进的过程中发挥重要的作用，需要在高等工程教育领域输出中国智慧、中国标准、中国范式和中国经验。在世界还没有全球公认并广泛接受的研究生层次尤其是博士生层次卓越工程人才培养标准或要求的当下，作为各种类型高层次卓越工程师培养必须共同遵循的基本质量要求，强调统一性和均衡性，而不具体到特定工程学科的国家卓越工程师学院卓越工程师培养通用标准，必须总体展现出中国在高层次卓越工程师培养上的高要求、高标准，能够为国际工程教育界广泛认可和接受，成为中国工程教育走向世界、迈向工程教育强国、影响国际工程教育质量标准的标志。因此，通用标准的制定不仅要着眼于中国高层次卓越工程师培养，而且要立足于得到国际工程教育界的认可并成为他国标准的重要参考。
第五，发挥宏观指导。通用标准是从国家层面、着眼未来、面向世界，对国家重大战略关键领域各类高层次卓越工程师培养提出共性要求，它不仅要有利于制定符合自身性质和特征的各个一级学科卓越工程师培养标准，而且要有利于制定具有专业特点和行业要求、能够发挥高校或企业办学优势和人才培养特色的培养单位标准/学科点标准。因此，通用标准应该是宏观定性、内涵丰富、适应面广和富有弹性的培养标准，能够充分体现出对一级学科标准以及二级学科标准的宏观指导作用，并为这些标准的制定提供充足的余地和灵活的空间。具体而言，通用标准条目不能太多，内容不能过细和具体，以利于一级学科标准尤其是二级学科标准在其基础上的拓展和具体化，从而发挥其宏观指导作用。
（二）通用标准制定的基本思路
基于上述制定原则，可以提出研究生层次卓越工程师培养通用标准制定的基本思路如下：
首先，明确通用标准的定位。按照“服务国家战略”和“追求质量卓越”的原则，国家卓越工程师学院卓越工程师培养通用标准应该定位在服务国家重大战略、培养关键核心领域急需的工程技术骨干或领军人才上；这一定位确定了通用标准的战略高度和质量水准，包括对各类高层次卓越工程师培养的定位和水平要求。按照“发挥宏观指导”原则，通用标准应该定位在为一级学科卓越工程师培养标准和二级学科卓越工程师培养单位标准/学科点标准的制定提供宏观指导；这一定位确定了通用标准的内涵是能够覆盖对所有国家卓越工程师学院卓越工程师培养的共性要求，它应该是宏观的、包容性的，允许一级学科标准和学科点标准有各自的发挥和拓展。
其次，研究未来工程技术发展趋势及其特征。按照“面向未来发展”原则，需要研究未来工程技术的发展趋势及工程活动的主要特征，尤其在国家重大战略急需关键核心领域未来的工程技术，以此分析和判断未来国家重大战略相关行业企业的关键岗位对卓越工程师的各种要求，然后将这些要求进行分解和归纳，或进行细化到知识、能力和素质等方面的具体要求，为通用标准的制定提供参考。
第三，研究国际上具有影响的研究生层次工程人才培养标准。按照“成为中国标杆”原则，需要对目前在国际上具有影响、认可度、代表性、标杆性的研究生层次工程人才培养标准或工程师任职资格进行分析和研究，了解和掌握国际工程教育界、工程师组织或工程行业企业对研究生层次，尤其是博士生层次工程人才培养的最新标准或要求，以形成通用标准制定的国际基准和参考，为“成为中国标杆”提供起点。
第四，以“卓越计划”通用标准为重要基础。“卓越计划1.0”通用标准包括本科、硕士和博士三类工程型人才培养通用标准，在推动“卓越计划”实施和保证卓越工程师后备人才培养质量上发挥不可替代的作用。国家卓越工程师学院卓越工程师培养通用标准，可以在作为本科层次的新工科（即“卓越计划2.0”）教育质量通用标准的基础上，参考国际上有影响的相关标准，充分保留和完善“卓越计划1.0”中研究生层次符合国家卓越工程师学院卓越工程师培养目标定位的条款，并补充和增加与时俱进的条款，依次制定国家卓越工程师学院硕士层次和博士层次卓越工程师培养通用标准，如图1所示。
二、国内外具有影响的几种工程师能力标准分析
长期以来，高层次卓越工程人才培养一直得到发达国家政府和工程教育界的高度重视，其中最为突出的是欧洲、英国和美国，它们均制定出台了全国性的高层次工程师胜任力等方面的标准要求，对于提高本国（地区）工程师培养质量、把握工程师任职资格、持续衡量工程师能力等均起到关键性的作用。中国“卓越计划1.0”通用标准在推动“卓越计划1.0”实施和保证卓越工程师后备人才培养质量上发挥核心作用。因此，国内外这些工程师能力标准对于制定高层次卓越工程师培养标准具有参考和借鉴价值。限于篇幅，本节仅简要介绍这些标准。
（一）欧洲工程师协会规定的工程师专业胜任力要求
欧洲工程师协会颁发的欧洲工程师证书（EUR ING Certificate）旨在保证专业工程师的胜任力（Professional Competence），由两部分组成：欧洲工程师指南（EUR ING Tutorial）和欧洲工程师胜任力标准（EUR ING SPEC）。前者强调工程师首先必须经过得到认可的工程教育，强调重视工程师职业生涯中不限于工程或技术的终身学习；后者从知识和理解、工程分析、调查研究、工程设计、工程实践和可迁移技能等6个方面规定了欧洲工程师的专业胜任力标准，对于整体提高欧洲工程师的技术水平，为欧洲工程技术走在世界前列奠定了基础。
欧洲工程师协会建议使用欧洲资格认证框架（European qualifications framework，EQF）中6级、7级和8级分别衡量本科、硕士和博士层次的专业胜任力的不同水平，如表1所示。
将欧洲工程师的专业胜任力标准和表1中欧洲资格认证框架7级和8级相结合，构成了欧洲工程师协会对硕士层次和博士层次工程师专业胜任力的更为具体的标准要求，可以分别作为制定国家卓越工程师学院硕士层次和博士层次卓越工程师培养通用标准的参考。
（二）英国工程理事会对特许工程师制定的专业能力标准
英国工程理事会（Engineering Council of United Kingdom，ECUK）划分的最高层次注册工程师是特许工程师（Chartered Engineer，CEng），对这类工程师要求的是在具有工程或技术专业的学士学位或荣誉学位的基础上，还要获得适当的硕士学位或工程博士学位，也可以是认证过的综合工程硕士（Master of Engineering，MEng）等。英国工程理事会对特许工程师工程胜任力和承诺的要求由以下A-E方面17条标准构成：
A 知识和理解：综合地将通识的和专业的工程知识及其理解运用于优化先进和复杂系统的应用。
A1 维持和拓展坚实的理论方法使其发挥其特殊作用；A2 开发针对不寻常或具有挑战性的问题的技术解决方案，利用他们的知识和理解和/或处理具有重大风险水平的复杂技术问题或情况。
B 设计、开发和解决工程问题：运用适当的理论和实践方法分析和解决工程问题。
B1 在项目需求、问题和机会的识别和定义中发挥积极作用；B2 确定进行设计、开发和分析所需的适当调查和研究，以完成一项工程任务，并有效地进行这些活动；B3 能执行工程任务并评估工程解决方案的有效性。
C 职责、管理和领导能力：技术和商业领导力。
C1 计划所需的工作和资源，以便有效地实施重要的工程任务或项目； C2 管理（组织、指导和控制）重大工程任务或项目的计划或进度、预算和资源要素；C3 领导团队或技术专家并协助他人以满足不断变化的技术和管理需求；C4 持续改进质量，推广最佳实践。
D 沟通与人际交往技能：有效的沟通和人际交往能力。
D1 用英语与各个层次的人进行有效沟通；D2 清楚地提出和讨论建议、理由和结论；D3 展示个人和社交技能，以及对多样性和包容性问题的认识。
E 个人和专业承诺：对专业标准的个人承诺，认识到对社会、专业和环境的责任。
E1 理解并遵守相关的行为准则；E2 了解他们的角色对安全的影响，管理、应用和改进工作的安全系统；E3 了解可持续发展的原则，并将其应用于工作中；E4 进行和记录持续的专业发展，以保持和提高执业领域的能力；E5 了解他们的角色中可能出现的伦理问题，并以伦理的方式履行责任。
除了上述5方面17条胜任力标准和承诺外，英国工程理事会还强调各类注册工程师持续不断提高自学能力和承诺的重要性，指出持续专业发展对于维持和提高所需的能力和承诺，以及发展新的能力至关重要。
（三）美国全国专业工程师协会编制的工程学科通用工程知识体系
美国全国专业工程师协会（National Society of Professional Engineer， NSPE）的执业执照和资格委员会于2013年编制了所有工程学科通用的专业工程知识体系（Professional Engineering Body of Knowledge，EBOK），为开发跨工程学科专业工程师所需的知识、技能和态度提供共同基础。
专业工程知识体系将知识、技能和态度统称为能力（capabilities），共30种，并将这些能力分成三个类别，即基本或基础能力、技术能力和专业实践能力，对每一种能力均给出与工程专业实践的相关性和支持说明能力的例子。其中能力分类及其能力名称和编号如表2所示。
美国全国专业工程师协会认为专业工程知识体系可以以多种不同的方式对与工程职业相关的各种人员起作用，进一步说，对以下人员都很有价值：未来和现在的工程专业学生、他们的父母和顾问；公众；工程专业实习生、专业工程师、工程导师和主管；雇主；工程以及其他学科教师；认证领导人；执照和认证委员会等。
（四）“卓越计划1.0”工程硕士和工程博士人才培养通用标准
“卓越计划1.0”通用标准是国家对各行各业各种类型卓越工程师培养在宏观上提出的基本质量要求，包括本科、硕士和博士三个层次。
1.“卓越计划1.0”工程硕士人才培养通用标准
硕士层次卓越工程师的培养目标是主要从事产品或工程项目的设计与开发或生产过程的设计、运行和维护，具备设计开发出拥有自主知识产权的新产品或新工程项目的能力，设计开发的产品或工程项目应在国内市场具有竞争力。按照这一目标制订的“卓越计划”工程硕士人才培养的通用标准，包含对参与“卓越计划”的两年制工程硕士毕业生在素质、知识和能力方面的13条要求：
【素质要求】包含“基本素质”和“现代工程意识”2条标准；
【知识要求】包含“基础知识”“专业知识”和“技术标准与政策法规”3条标准；
【能力要求】包含“学习能力”“思维能力”“分析解决问题能力”“创新意识与开发设计能力”“创新开发与自然和谐能力”“管理与沟通合作能力”“危机处理与领导意识”和“国际交流合作能力”8条标准。
2.“卓越计划1.0”工程博士人才培养通用标准
博士层次卓越工程师的培养目标是主要从事复杂产品或大型工程项目的研究、开发以及工程科学的研究，具备创造出具有国际竞争力的专利技术、专有技术、尖端产品或高技术含量的工程项目的能力，所研究开发的技术、产品或项目应具有国际竞争力。按照这一目标制订的“卓越计划”博士层次卓越工程师培养的通用标准包含对参与“卓越计划”的工程专业博士毕业生在素质、知识和能力方面的13条要求。“卓越计划1.0”工程博士人才培养通用标准在构成上与“卓越计划1.0”工程硕士人才培养通用标准完全相同，只是在各条的具体要求上前者要高于后者。“卓越计划1.0”通用标准为“卓越计划”的深入推进和卓越工程师的培养发挥纲领性的作用。
国家卓越工程师学院高层次卓越工程师培养通用标准的制定，必须认真研究新时期党和国家对高层次卓越工程师的新要求，遵循国家卓越工程师学院卓越工程师培养通用标准制定原则和基本思路，制定出符合国家卓越工程师学院卓越工程师培养目标定位，能够为高层次卓越工程师培养全过程起到宏观指导作用的通用标准。
三、国家卓越工程师学院硕士层次卓越工程师培养通用标准
国家卓越工程师学院硕士层次卓越工程师培养通用标准包含对三年制工程硕士毕业生在素质、知识和能力方面的15条要求。
（一）素质要求
硕士层次卓越工程师在素质方面要达到以下两方面要求。
1.【基本素质】具有家国情怀、全球战略视野、追求卓越的态度、艰苦奋斗精神和人文社会科学素养。
首先，“家国情怀”强调的是卓越工程师必须忠于党和人民，明确自身的历史使命和时代责任，不论何时何地、从事何种工作，都要心怀国家和民族、国家利益至上、致力于服务国家经济社会发展、以民族伟大复兴为己任。
其次，“全球战略视野”是对卓越工程师胸怀、视野和格局的要求，即在解决各种复杂的工程技术问题时要面向未来和世界，从全球战略的高度和世界发展的视角，把握机遇、应对挑战、进行决策。此外，“全球战略视野”是高层次卓越工程师成为战略工程师的一项重要素质。
第三，“追求卓越的态度”是每一位高层次卓越工程师必须具备的基本素质，表现在其对待所参与和负责的每一项工程技术工作，均要追求不断完善、精益求精、尽善尽美。只有这种不断追求、永无止境的态度，才能够在国家重大战略急需关键核心领域，解决好各种复杂工程问题和“卡脖子”问题，取得高质量、高水准成果。
第四，“艰苦奋斗精神”是对每一位卓越工程师的本质要求，是一种不畏艰苦、顽强拼搏、战胜困难的态度，一种奋发图强、锐意进取、艰苦创业的精神，一种为国家和人民的利益乐于奉献、不畏劳苦、勇于献身的境界。
第五，“人文社会科学素养”是指由具备人文科学和社会科学知识所反映出来的人格、气质和修养，卓越工程师只有具备了人文社会科学素养，才能够更好地理解工程与社会、历史、文化及发展的关系和内涵，才能在改造物质世界的同时，促进整个人类文明社会的进步和发展。
2.【伦理责任】具有较强的社会责任感，良好的工程职业道德，在所有工程实践活动中注重质量与效益、健康与安全、环境保护、生态平衡和可持续发展。
本条标准从工程伦理和社会责任的角度对卓越工程师在所有工程实践活动中的行为和责任提出要求，这条在伦理责任上的要求较为全面，是与高层次卓越工程师所担负的使命和责任相对应的，超越了国内外具有影响的几种工程师能力标准所规定的。
首先，“社会责任感”指的是工程师个体对自身在人类社会发展中应承担的责任的总体意识，或工程师个体对国家、集体以及工程项目的其他利益相关者所应该履行或承担的职责、任务和使命的态度。
其次，“工程职业道德”指的是以从事工程活动为职业的人员必须共同遵守的道德责任、职业操守和行为准则，其核心要义是守法、诚信、公正、科学，需要工程师在工程实践中自觉遵守。
第三，“质量与效益”是工程师必须高度重视的。质量是追求卓越的前提，是经济社会发展和社会各界对复杂工程问题技术解决结果的要求，因此，要将工程质量放在首位；效益包括经济效益和社会效益，工程投资效益对于发挥工程项目预期作用，获得良好的经济回报和助力经济社会健康可持续发展至关重要。
第四，“健康与安全”是针对参与工程实践活动工程技术人员而言。健康包括人们在工程活动过程中的身体生理机理健康、心理健康和社会适应能力，良好的职业健康是工程师能在各种环境下开展工作的条件。安全关系到工程技术人员的人身安全、广大职工的切身利益、国家和人们生命财产的安全，以及经济的健康发展和社会的安全稳定。
第五，“环境保护”是指保护自然资源并使其得到合理的利用，防止自然环境受到污染和破坏；对受到污染和破坏的环境进行综合治理，以创造出适合于人类生活和工作的环境。
第六，“生态平衡”是指生物种类和非生物环境的相对稳定。工程师在进行产品或工程项目的设计与开发时，要发挥主观能动性，去维护适合人类需要的生态平衡，使生态系统的结构更合理，功能更完善，效益更高。
第七，“可持续发展”是指在满足发展的前提下，所设计和开发的产品的生产和使用或工程项目的建造和运行要注重采用可循环使用的材料和更清洁有效的能源。
（二）知识要求
硕士层次卓越工程师在知识方面要达到以下四方面要求。
3.【基础知识】具有从事复杂工程开发和设计所需的数学、自然科学、经济管理等人文与社会科学知识。
首先，“数学、自然科学”知识是能够满足硕士层次卓越工程师在复杂工程开发和设计上所需要的相关数学和其他自然科学课程和教学内容。
其次，“经济管理”知识主要指工程经济学、工程概预算、运筹学、系统工程、工程管理、企业管理、应急管理等。
第三，人文科学是指以人类的精神世界及其沉淀的精神文化为研究对象的科学，包括文、史、哲及其衍生出来的美学、宗教学、伦理学、文化学、艺术学等。
第四，社会科学则是指以人类社会为研究对象的科学，主要包括经济学、管理学、社会学、政治学、法学等。
第五，“人文科学”知识是指形成上述【基本素质】中“人文科学素养”所需要的相关知识；“社会科学”知识是指硕士层次卓越工程师作为社会人及所承担的社会责任必须具备的形成“社会科学素养”所需要的相关知识。
4.【专业知识】掌握扎实的工程原理、工程技术、本学科专业知识和相关学科知识，了解新材料、新工艺、新设备和先进生产方式以及本学科和相关学科领域的前沿发展现状和趋势。
首先，“工程原理”指的是将科学、技术、数学和实践经验应用于设计、生产或制造产品或工程项目的基本规律；“工程技术”是人们应用科学知识或利用技术发展的研究成果于工业生产过程，以达到改造自然的预定目标的系统知识、手段和方法，包括信息化和智能化的工程技术。
其次，“本学科专业知识”是由本学科的核心课程及其教学内容为主组成的专业知识；“相关学科知识”是基于多学科交叉时代需要掌握的与本学科密切相关的其他学科的知识。
5.【工具使用】能够针对复杂工程问题，包括对其预测和模拟，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具、信息和智能技术工具，并理解其局限性。
本条标准规定了高层次卓越工程师使用现代工具的能力要求，不仅在必要时会“开发”，而且在有条件时会“选择”，还要会正确地“使用”针对复杂工程问题特征的“恰当”的现代工具对复杂工程问题技术进行“预测和模拟”。要做到“恰当”，不仅要了解复杂工程问题的属性和特征，而且要了解现代工具的性能特点、使用条件及局限性，这样才能针对复杂工程问题的实际“开发、选择与使用”现代工具。
6.【技术标准与政策法规】熟悉本学科专业领域技术标准，相关行业的政策、法律和法规。
工程师不仅要严格按照本专业领域的技术标准进行，而且要遵守相关行业的政策、法律和法规，这是他们的职业要求。行业政策是国家通过部门颁布实施的，用以监督、规范特定行业，使其协调和平稳发展的政策。行业法律和法规属于国家政策的组成部分，是国家以法律和法规的形式颁布实施的，要求特定行业必须遵循的规定和准则。
（三）能力要求
硕士层次卓越工程师在能力方面要达到以下九方面要求。
7.【思维能力】具有批判性思维、创新性思维和系统性思维的能力。
首先，“批判性思维”作为创新性思维的核心，它强调用挑刺的眼光、从批判的角度对事物进行分析、研究并提出方案和对策，对于追求卓越具有十分重要的意义。在欧洲资格认证框架针对硕士层次工程师的7级中要求具有“批判性意识”，本条标准将意识提升为思维活动。
其次，“创新性思维”作为创新能力的基础，是一种复杂的思维活动，它具有求异性、首创性、灵活性和开放性等特点。创新性思维能力的培养要注重培养逆向思维、批判性思维、超前思维和灵感思维，注重发散思维和聚合思维相结合以及直觉思维和逻辑思维相统一。
第三，“系统性思维”是在思维活动中把认识对象作为一个整体来思考的方式，不仅能够提高大局意识，而且能够提高统筹能力和预见能力。系统性思维能力对于避免本学科和局部的局限，从全局和跨学科的角度分析和解决重大复杂工程问题是十分重要的。
8.【复杂工程问题分析和研究】能够识别、表达和分析复杂工程问题，得出被证实的结论；能够通过系列研究方法开展对复杂工程问题的研究，得出有效的结论。
对复杂工程问题的分析包括三方面：一是识别，即能够应用“知识要求”部分所掌握的相关学科的基本原理和方法识别复杂工程问题并判断其主要特征；二是表达，即能够运用相关科学基本原理和各种建模方法对复杂工程问题进行准确描述和表达；三是分析，能够运用相关科学理论、方法和手段对复杂工程问题进行系统深入的分析，并得出被证实有效的结论，以支持解决方案的提出。
对复杂工程问题的研究强调通过系列研究方法对复杂工程问题进行系统性研究，具体环节包括调研、设计、实验、分析和归纳等。首先，能够在已得出的复杂工程问题分析结果的基础上，基于相关科学原理，通过文献研究等方法，调研和分析复杂工程问题各种可能的解决方案；其次，能够根据复杂工程问题中具体研究对象的特征，提出研究思路，设计实验方案；第三，能够按照实验方案进行实验准备，安全地开展实验并采集和获取有效的实验数据；第四，能够对实验数据进行科学的分析和合乎逻辑的解释；第五，能够对实验数据分析结果及其他相关信息进行归纳综合并得出合理和有效的结论。
9.【复杂工程问题解决方案设计】能够恪守工程伦理和工程师责任，设计和开发复杂工程问题解决方案。
首先，“能够恪守工程伦理和工程师责任”是强调将【伦理责任】标准中的各项具体要求在设计和开发复杂工程问题解决方案时得到实际落实和体现。
其次，复杂工程问题解决方案应包括以下几方面：（1）准确定义问题，包括问题的本质、原因和影响；（2）明确解决目标，必须是清晰、具体、可衡量的；（3）提出思路和措施，给出清晰的步骤、采用的措施、技术或方法；（4）实施和落实，给出具体行动计划、进度安排、责任分工和时间表；（5）可行性分析，充分考虑各种资源和环境等因素；（6）评估和反馈，包括有效的评估方法、及时反馈及改进工作。
10.【复杂工程问题解决方案实施和评估】能够组织实施复杂工程问题解决方案，评估解决方案的有效性及对社会、健康、安全、法律、文化及环境的影响与产生的责任。
高层次卓越工程师不仅能够完成各种工程技术问题的分析、研究以及解决方案的设计和开发，而且能够胜任“组织实施复杂工程问题解决方案”，这是对他们重要的能力要求，是对其能力和素质的综合考验。
“评估解决方案”包括两方面的要求。一是从工程问题本身，评估其解决方案的“有效性”，目的是掌握该方案在多大程度能够实现既定的目标。对于有效性不佳的解决方案，要进行原因分析，找到根源，必要时修改和完善解决方案。二是从工程问题与外部的关系，评估其解决方案“对社会、健康、安全、法律、文化及环境的影响与产生的责任”，其中“影响”包括正面和负面两方面，评估侧重在工程项目或工业产品寿命周期内的负面“影响”，工程师必须理解应该承担负面“影响”所“产生的责任”。
解决复杂工程问题的最终目标是造福人类社会，其可能给社会带来的影响包括改变人们的生活、工作、休闲、社交方式以及社会组织的运行和组织方式等，在工程项目的施工、建造期间也会对周围人群的居住环境和交通出行造成影响。
在健康和安全方面，具体的工程项目在设计与开发时容易忽视其潜在的对特定人群健康的影响和安全的威胁，如在健康上由于过度使用和依赖工业产品形成职业病和慢性病，在安全上由于过于关注和分散注意力形成安全隐患等。
在法律方面，复杂工程问题的解决可能触碰了现行法律法规，尤其是嵌入信息技术和人工智能的工程项目和工业产品可能突破人们传统的道德观念和伦理约束，从而形成新的社会和法律问题。
在文化方面，大型工程项目可能会改变周边建筑传统的文化格局，新的工业产品，如智能化通信工具等，会改变年轻人学习文化的方式，改变书本的作用和教师的角色，从而影响文化传承的方式。
在环境方面，复杂工程问题的解决，如大型工程项目的建造，可能对周边或区域的水资源、河流、土地、森林、气候等多方面产生影响，造成生态和可持续发展的问题。
11.【创新与研究能力】具有工程技术创新和工程科学研究的基本能力。
解决具有挑战性的复杂工程问题的关键是工程技术的创新突破，或者说首先要开发技术解决方案或处理技术问题。为此，高层次卓越工程师针对解决复杂工程问题所面临的相关技术的挑战，需要综合地运用所掌握的坚实的多学科理论和方法，开展工程技术创新。
工程技术创新，包括新技术开发和现有技术的应用创新。新技术开发包括原始创新、集成创新和跟随创新。现有技术的应用创新是指通过对现有技术的开发使其能够用于解决复杂工程问题，既包括开发新的设计、流程或系统，也包括对现有技术的改进和优化。
工程科学是工程技术发展的直接基础，是工程技术联系基础科学的桥梁。我国当前面临的许多“卡脖子”技术问题的本质是工程科学问题。解决“卡脖子”问题的关键往往就是要解决与其相关的一系列工程科学问题。因此，工程科学能力对高层次卓越工程师十分重要，硕士层次卓越工程师应该具备工程学科研究的基本能力。
12.【沟通合作能力】能够在复杂工程活动中与工程界和非工程界进行有效交流沟通，能够在各种形式和多学科背景的团队合作中有效发挥作用。
针对复杂工程问题的交流沟通能力有三方面内涵：一是交流沟通的对象，包括工程界同行，如行业部门、规划部门、施工单位等，以及非工程界的社会各界，如公众、媒体、社区、团体等利益相关者或关注方；二是交流沟通的内容，涉及复杂工程问题从识别、建模、设计、实验、评价到实践等各个环节，以及社会、健康、安全、法律、文化和环境等方面，需要就这些问题准确表达自己的观点和认识，回应各方的质疑；三是沟通交流的方式，包括各种可行的方式和渠道。
在各种形式团队和多学科环境中的有效工作能力强调的是胜任各种不同角色：作为个体，需要处理好个人与团队的关系，服从领导，保质保量地独立完成所分配给的工作任务；作为成员，需要善于沟通交流，与其他成员合作共事，处理好局部与整体的关系，服从领导，共同完成团队任务；作为负责人，需要擅长聆听、沟通和交流，能够有效地协调和处理各方面的关系，同时激励、组织和指挥团队成员开展工作，按期实现团队工作目标。
13.【全球胜任力】具有国际视野和在跨文化环境下的交流、竞争与合作的基本能力。
作为国家重大战略对高层次卓越工程师的一项核心要求，本条标准是为了落实国家“一带一路”倡议和“构建人类命运共同体”理念，要求在具有国际视野的基础上，在跨文化环境中与外籍人士开展交流、竞争与合作。
具有“国际视野”，需要做到：（1）熟悉世界各国历史、文化、艺术、风俗等以开拓和丰富自己的眼界；（2）理解和尊重世界不同国家、地区和民族不同文化的传统、历史、风俗和习惯的差异性和多样性；（3）能够从全球的高度和全局的广度看待国际形势的发展和世界风云变幻；（4）能够从中国和世界发展的角度看待和认识国际交流、竞争与合作的重要性。
14.【工程领导力】具备在跨学科、跨部门、跨文化环境中复杂工程项目的组织管理、工程决策以及危机与突发事件处理的基本能力。
本条标准的提出基于三方面的考虑：一是高层次卓越工程师所肩负的使命和责任决定着他们是需要多方参与、甚至多国合作方能共同完成的重大工程技术项目的组织者和领导者；二是复杂工程问题的最终解决不能仅靠技术，还需要资源、人力、时间等方面的协调、组织与管理，以及成本和经费的决策和控制等；三是工业化、现代化和城镇化进程的加快，资源和环境压力加大、人与自然矛盾加剧，使得危机与突发事件的出现更加频繁和突然并成为经济社会发展中的常态。
首先，这项能力展现的环境是在不同学科、多部门或不同文化人群中，先要具备上述【沟通合作能力】和【全球胜任力】。
其次，复杂工程项目组织与管理活动涉及项目的设计和建设或产品的研发和生产等全过程中的时间进度安排和控制、人力资源组织和配备、材料及装备调动和保障、多任务之间协调和配合等。
第三，工程经济决策方面主要包括工程项目设计和建设或产品研发和生产全周期中涉及资源消耗、成本构成、预算制定和实施等方面的决策和控制。
第四，危机与突发事件主要指由不可预见的自然或人为因素对人类生活和工作造成无法预知、突然发生、致命性的、灾难性的、覆盖面广的并需要通过工程手段进行处理的事件。
15.【终身学习能力】具有终身学习意识，能够及时获取信息、更新、拓展和整合知识以及应用新知识，以动态适应职业发展和迅速变化的外部环境。
本条标准要求高层次卓越工程师具有终身学习能力和动态适应能力。终身学习能力是知识爆炸时代对社会各类人才的基本要求，动态适应能力是迅速变化的各行各业对卓越人才的适应性要求，前者是后者的基础，后者是职业发展的必需。
首先，具有终身学习意识。要充分认识数字-智能时代的知识生产日新月异，知识更新迭代周期不断缩短，要有自觉主动学习和更新知识的认识和愿望，从而推动不断学习。
其次，具有及时获取信息、更新、拓展和整合知识以及应用新知识的能力。包括信息获取的途径和手段、有效知识的过滤和选择、自主学习的方式和方法、新知识的理解和掌握、学科知识的拓展和丰富、不同领域知识的整合以及新知识在工程实践中的应用等。
第三，知识更新、拓展和整合以及应用要与职业发展密切挂钩。一方面伴随新经济对各行各业的挑战，另一方面行业产业自身的发展需要多学科专业之间的交叉融合形成了新趋势，因此，必须根据这些挑战和新趋势决定在职业发展过程中需要更新、整合并在工作中应用的业务知识。
第四，在上述三方面的基础上，使及时更新、拓展和整合的知识转化为自身在工程工作上的优势，能够动态适应岗位调整、职责转变等职业发展，主动适应国际环境变化、技术更新迭代，新的复杂工程问题、“卡脖子”技术问题和新挑战的出现等迅速变化的内外部环境，更好地履行岗位职责，甚至成为本领域的领军人物。
四、国家卓越工程师学院博士层次卓越工程师培养通用标准
国家卓越工程师学院博士层次卓越工程师培养通用标准包含对五年制工程博士毕业生在素质、知识和能力方面的16条要求。
（一）素质要求
博士层次卓越工程师在素质方面要达到以下两方面要求。
1.【基本素质】具有家国情怀、全球战略视野、追求卓越的态度、艰苦奋斗精神和人文社会科学素养。
基于基本素质对不同层次研究生应该要求一致的考虑，本条标准与硕士层次卓越工程师的【基本素质】相同。
2.【伦理责任】具有强烈的社会责任感，优良的工程职业道德，在所有工程领域注重质量与效益、健康与安全、环境保护、生态平衡、社会和谐和可持续发展。
本条标准是在硕士层次卓越工程师【伦理责任】基础上的拓展。一是将该条中的“社会责任感”从“较强的”上升为“强烈的”，以彰显博士层次卓越工程师在民族复兴和中国式现代化建设中责无旁贷的职业和历史责任；二是用“优良的”强化了该条中的“工程职业道德”，以凸显对博士层次卓越工程师的更高要求；三是将“工程实践活动”拓展到“工程领域”，以涵盖与工程相关的各个方面；四是增加了注重“社会和谐”，强调博士层次卓越工程师在实现中国特色社会主义本质属性方面应有的责任。
（二）知识要求
博士层次卓越工程师在知识方面要达到以下四方面要求。
3.【基础知识】具有从事大型工程研究和开发、“卡脖子”技术问题解决和工程科学研究所需的数学、自然科学、经济管理等人文与社会科学知识。
本条是在硕士层次卓越工程师【基础知识】基础上的提升，规定了博士层次卓越工程师所需基础知识的范围。首先，博士层次卓越工程师“所需的数学、自然科学知识”必须满足其培养目标规定的主要工作——“从事大型工程研究和开发、‘卡脖子’技术问题解决和工程科学研究”的需要；其次，他们所需的“经济管理”和“人文与社会科学”知识虽然在课程科目上与硕士层次大致一样，但是在深度和广度上要超越后者，以能够满足其履行应肩负的社会责任的需要。
4.【专业知识】系统深入地掌握工程原理、工程技术、工程科学、本学科专业知识和相关学科知识，熟悉新材料、新工艺、新设备和先进制造系统以及本学科和相关学科领域的最新发展状况和趋势。
本条是在硕士层次卓越工程师【专业知识】基础上的拓展：首先，将该条对专业知识的掌握程度从“扎实的”提高到“系统深入地”；其次，增加了对“工程科学”理论知识的要求；第三，将该条对新材料、新工艺和新设备的“了解”提升到“熟悉”；第四，用“先进制造系统”拓展并涵盖了该条中的“先进生产方式”；最后，要求熟悉本专业的“最新发展状况”，而不仅是“前沿发展现状”。
工程科学是对工程问题进行研究、分析和设计的科学，它是随着工程活动的结构复杂性程度的提高，在现代科学与工程技术之间形成的独立的学科体系。工程科学具有系统科学、复杂性科学、交叉科学以及综合科学的特征。
先进制造系统是指在时间、质量、成本、服务和环境诸方面，能够很好地满足市场需求，采用了先进制造技术和先进制造模式，协调运行，获取系统资源投入的最大增值，具有良好社会效益，达到整体最优的制造系统。
5.【工具使用】能够针对重大复杂工程问题和“卡脖子”技术问题，包括对其预测和模拟，开发、选择与使用恰当的先进技术、资源、现代工程工具、信息和智能技术工具，并理解其局限性。
本条是在硕士层次卓越工程师【工具使用】基础上的拓展：在“复杂工程问题”前增加了“重大”，以体现博士层次与硕士层次的差异；增加了对“卡脖子”技术问题解决所需要的工具要求；在“技术”之前增加了“先进”，以提高对博士层次的要求。
6.【技术标准与政策法规】熟悉本学科专业领域技术标准，相关行业的政策、法律和法规。
基于不同层次研究生熟悉技术标准和政策法规的程度不应该有差异的考虑，本条标准与硕士层次卓越工程师的【技术标准与政策法规】相同。
（三）能力要求
博士层次卓越工程师在能力方面要达到以下十方面要求。
7.【思维能力】具有批判性思维、战略性思维、创新性思维和系统性思维的能力。
本条标准是在硕士层次卓越工程师【思维能力】基础上增加了“战略性思维”。战略性思维是从全局性、根本性、系统性和长远性的角度思考、分析、研究和解决问题的思维方式、思维理念和思维活动的综合。战略性思维具有全局性、根本性、系统性、前瞻性、创新性、动态性和灵活性等主要特征。
8.【复杂工程问题分析和研究】能够识别、表达和分析重大复杂工程问题，得出被证实的结论；能够通过系列研究方法开展对重大复杂工程问题的研究，得出有效的结论。
本条是在硕士层次卓越工程师【复杂工程问题分析和研究】基础上的拓展：在两处将“复杂工程问题”冠以“重大”，以显示博士层次卓越工程师分析和研究的复杂工程问题是更加“重大”的，包括源于国家重大战略急需关键核心领域的复杂工程问题等。
9.【复杂工程问题解决方案设计】能够恪守工程伦理和工程师责任，设计和开发重大复杂工程问题解决方案。
本条是在硕士层次卓越工程师【复杂工程问题解决方案设计】基础上的拓展：将“复杂工程问题”冠以“重大”，以显示博士层次卓越工程师设计和开发的解决方案是针对更大更难的复杂工程问题。
10.【复杂工程问题解决方案实施和评估】能够组织实施重大复杂工程问题解决方案，评估解决方案的有效性及对社会、健康、安全、法律、文化及环境的影响与产生的责任。
本条是在硕士层次卓越工程师【复杂工程问题解决方案实施和评估】基础上的拓展，将“复杂工程问题”前冠以“重大”。
11.【“卡脖子”技术问题解决能力】能够设计和开发“卡脖子”技术问题解决方案，评估解决方案的有效性及对社会、经济、法律、健康、生活、文化及环境的影响与产生的责任。
“卡脖子”技术问题解决方案主要由技术手段、技术问题和技术效果三要素构成，即解决方案要实质上采用了技术手段，解决了技术问题，并获得了技术效果，大致包括：（1）技术问题分析描述；（2）解决目标和技术效果；（3）拟采取的技术路线；（4）实施和落实；（5）可行性分析；（6）评估和反馈。
“评估解决方案的有效性”的目的是掌握该方案在多大程度能够实现既定的目标即技术效果。对解决方案技术效果的评估包括先进性和适用性，先进性主要评价对“卡脖子”技术问题解决的程度、对工程技术发展的意义等；适用性主要评价技术的应用效应、实用程度和所形成的技术优势等。
评估解决方案“对社会、经济、法律、健康、生活、文化及环境的影响与产生的责任”，是系统性地评估在“卡脖子”技术寿命周期内对外部世界全方位的影响和工程师必须理解应该承担这项影响所“产生的责任”。
解决“卡脖子”技术问题不仅对于维护我国产业链安全稳定、国家重大战略实施和中国式现代化建设等至关重要，而且会在不同程度上以不同形式影响经济社会发展。在法律方面，“卡脖子”技术的应用可能触碰国家的政策和法令，突破人们传统的道德观念和伦理约束，形成新的社会和法律问题。在健康和生活方面，“卡脖子”技术的应用可能有利于改善医疗技术条件和水平、提高人们生活水平和社会福利、改善生活环境和提高便利程度等。在文化方面，“卡脖子”技术的应用可能提高全社会文化技术水平，改变文化传承和传播方式，促进国际文化交流和新文化的产生。在环境方面，“卡脖子”技术的应用可能有利于提升资源利用率、环境保护和生态平衡，支持可持续发展。
本条是专门针对博士层次卓越工程师设立的，也是国内外具有影响的各种工程师能力标准中所没有的。
12.【创新与研究能力】具有工程技术创新能力和工程科学研究能力，推动本学科领域前沿理论和新技术的发展。
具备较强的工程科学研究能力是博士层次卓越工程师成为工程科学家的核心能力，能够在工程技术发展、“卡脖子”技术问题解决、工程科学发展等方面发挥关键作用，从而推动所在工程学科领域前沿理论和新技术的发展。
本条是在硕士层次卓越工程师【创新与研究能力】基础上将后者的“基本能力”上升为“能力”，增加了“推动本学科领域前沿理论和新技术的发展”。
13.【沟通合作能力】能够在重大复杂工程活动中与工程界和非工程界进行有效交流沟通，能够在各种形式和多学科背景的团队合作中有效发挥作用。
本条是在硕士层次卓越工程师【沟通合作能力】基础上仅在后者的“复杂工程活动”前冠以“重大”，以界定开展有效交流沟通的内容。
14.【全球胜任力】具有宽阔的国际视野和在跨文化环境下的交流、竞争与合作能力。
本条是在硕士层次卓越工程师【全球胜任力】基础上的拓展：一是在后者的“国际视野”前增加了“宽阔的”；二是将后者的“基本能力”提升为“能力”。
15.【工程领导力】作为本学科领域领军人物，具备在跨学科、跨部门、跨行业、跨文化环境中重大复杂工程项目的组织管理、工程决策以及危机与突发事件处理能力。
作为本学科领域的领军人物是博士层次卓越工程师具备工程领导力的前提条件，这是因为要在工程领域发挥领导作用，首先必须是工程领域的权威专家，才能够作为内行领导者，从专业和内行的角度开展管理活动、进行工程决策以及处理各种突发事件，使得被领导者心悦诚服地接受其领导。
本条是在硕士层次卓越工程师【全球胜任力】基础上的拓展：对工程领导力拥有者要求其“作为本学科领域领军人物”；在环境中增加了“跨行业”，以要求在更大范围内具备工程领导力；在“复杂工程项目”前冠以“重大”。
16.【终身学习能力】具有强烈的终身学习意识，能够及时获取信息、更新和整合并创造知识以及应用新知识，以动态适应职业发展和迅速变化的外部环境。
博士层次卓越工程师必须高度重视终身学习，不仅能够与硕士层次卓越工程师那样“及时获取信息、更新和整合”知识，还应该“创造知识”，为本学科知识体系的完善和发展作出应有的贡献。在知识创造方面，欧洲资格认证框架也提出了类似要求，即在针对博士层次工程师的8级中要求“扩展和重新定义现有知识”。
本条是在硕士层次卓越工程师【终身学习能力】基础上的拓展：“终身学习意识”前增加了“强烈的”，以强调博士层次卓越工程师高度重视终身学习；增加了“创造知识”，以强调博士层次卓越工程师在新知识生产上应该具有的作用。
（作者:林健，清华大学教育研究院教授，研究方向为高等工程教育、高等学校管理等；来源:《清华大学教育研究》2024年05期）