工程生命友好与工程师生命教育

马锦明 ,  贾广社 ,  王广斌 ,  卢文胜

工程研究——跨学科视野中的工程 ›› 2025, Vol. 17 ›› Issue (05) : 576 -589.

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工程研究——跨学科视野中的工程 ›› 2025, Vol. 17 ›› Issue (05) : 576 -589. DOI: 10.3724/j.issn.1674-4969.20240062
工程师和工程师精神研究专刊

工程生命友好与工程师生命教育

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Life-friendliness in Engineering and Life-education for Engineers

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摘要

工程作为人类文明演进的物化载体,与自然界中的各类生命形态存在密切联系。如何更好地建立起生命友好的特性,为人类提供安全、绿色、人性化、可持续的功能服务,同时尽量避免和减少对动植物等的伤害和不利影响,是工程理论、技术和文化发展的重要课题。为此,需要逐步建立完善工程生命友好的理论和实践体系,将生命友好的理念全方位融入工程建设的各个方面和工程全生命周期的各个阶段,助力维护人与自然和谐共生。工程师是工程生命友好特性的设计者和实现者,应该对生命具有深切的认识、敏锐的感知力和温暖的爱心,这也是工程师卓越品质的关键要素。本文提出工程师生命教育的体系架构,以推动工程师面向生命友好需求的专业技术能力与人文素养的提升。

Abstract

Engineering is closely related to human life,as it provides the specifically functional support and service to human survival. Likewise, it is also directly or indirectly associated with the natural animals and plants in the process of its construction and operation. Therefore, as a materialized carrier in the evolution of human civilization, engineering maintains close ties with various life forms in nature. It is essential to gradually establish and improve the theoretical and practical system of engineering life-friendliness. Based on respect, cherishing, and friendliness toward life, we should foster a life outlook, an ecological perspective, and cultivate values, which are endowed with mission consciousness and humanistic spirit. Comprehensively integrate the concept of life-friendliness into all aspects of engineering construction and all stages of the entire engineering life cycle to help maintain the harmonious coexistence between humans and nature. Optimize the functional settings and technical support for life-friendliness-based engineering. First, provide users with all-round friendly services. Adhere to people-oriented principles, and improve the safety, greenness, and health performance of the projects. Pay attention to the special usage needs of the elderly, children, and disabled groups, and increase the safety and friendliness of various service facilities. Continuously promote the construction of barrier-free environments and provide users with professional, convenient, and warm guarantee services. Second, show care and kindliness to animal life. In view of the situation where engineering construction may affect the habitat and survival activities of animals, fully consider relevant factors in aspects such as project site selection, land occupation, construction, and operation and maintenance. By adopting measures such as construction avoidance, regional connection, support substitution, measure compensation, and information prompts, optimize the engineering plan and reduce ecological impacts. Third, coexist in harmony with plant life. In engineering construction, enhance plant protection awareness, reduce vegetation damage, protect soil vitality, and maintain the stable balance of the natural ecosystem. Through various forms of plant cultivation such as ground planting, vertical ecological green walls, and roof greening, provide urban residents a nature-friendly green experience. Incorporate the value concept and technical methods of engineering life-friendliness into relevant norms, regulations, construction standards, and development plans to promote the implementation of attention and protection for human,animal and plant lives in engineering practice. Engineers are the designers and implementors for such life-friendly characteristics in engineering. Having a deep understanding, keen perception, and warm love for life are the essential qualities of outstanding engineers. Carrying out life education for engineers is of far-reaching significance for cultivating engineers' humanistic qualities, helping the development of ecological civilization, and promoting the construction of a community with a shared future for humans and nature. This paper proposes to construct the system architecture of life education for engineers. From the perspectives of humanistic, life, ecological, and engineering education, this architecture helps engineers to enhance their awareness of life-friendliness, improve their organizational coordination and professional technical abilities in facing life-friendliness needs, and maintain the sustainability of engineering and the environment. Hence, life-education should be widely promoted in fields such as basic education, professional education, engineering training, and public communication, and the public's understanding, concern, support, and participation in engineering life-friendliness should be advocated.

Graphical abstract

关键词

工程 / 生命友好 / 工程师 / 生命教育

Key words

engineering / life-friendliness / engineers / life-education

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马锦明,贾广社,王广斌,卢文胜. 工程生命友好与工程师生命教育[J]. 工程研究——跨学科视野中的工程, 2025, 17(05): 576-589 DOI:10.3724/j.issn.1674-4969.20240062

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引言

工程作为人类生存与发展的物质基础,自其诞生与存续以来,与自然界及其中的各类生命体——人类、动物、植物等都时刻产生着相互影响,并形成了紧密的关联。首先,工程广泛地存在于人类世界中[1],与人的生活息息相关,对人类生存产生全方位的影响。需要以持久安全和以人为本的理念指导工程建设,提高其对人类社会的正向价值。与此同时,工程与自然界中的动植物等生命形态也存在紧密关联。工程在建设运维过程中往往需要消耗大量自然资源,由此可能改变区域自然形态和动植物生存环境,而对人类以外其他物种的生存造成影响,并通过环境链传导,最终造成对人类自身的伤害。因此,构建工程与各类生命体的友好关系,推动工程自然融入自然生态系统,已成为实现工程可持续发展的重要课题。

工程师作为工程规划、设计、建设、运营等全生命周期工作的主要实施者,不仅需要从技术层面保证工程的安全和功能实现,更要兼顾工程与人类及各类动植物可能产生的联系,最大程度地避免和减少工程对生命造成的伤害和不利影响。在此背景下,树立生命意识、践行环保理念,是工程师核心素质的关键构成要素;开展生命教育、涵养人文情怀,是卓越工程师培养体系中的重要组成内容。在工程实践中,工程师需要发挥专业特长,采取有效措施,通过优化工程设计方案、创新绿色施工技术、完善运维管理模式,以仁爱之心感知和关照各类生命,为构建人与自然生命共同体、维系自然界的生生不息、守护人类的美好未来做出积极贡献。

尽管可持续发展、绿色发展等理念在国际范围内广泛应用,目前对“生命友好”这一工程价值体系仍缺乏系统研究。本文旨在从理论、技术与教育等维度探讨工程生命友好的内涵与实现机制,通过文献分析、案例归纳与理论演绎的方法,提出构建工程生命友好与工程师生命教育理论框架的思路。

1 工程与生命的联结

工程,是人类文明在漫漫历史长河中逐步发展形成的重要成果,承载着服务人类生产生活的目的,也成为技术演进与文化积淀的载体。陈悦等[2]的研究提出,古汉语中“工程”的基本含义“包含了使用工具、人力工事、制定规则、社会分工和考量评定等内容”。今天,工程既可以指代具体的基本建设项目,亦是将自然科学的原理应用到实际中去而形成的各学科的总称[3]。工程不仅为人类生存提供了重要支持,更与地球上的生命形成了千丝万缕的联结。

1.1 工程源于自然

工程是地球生命活动的独特产物。在宇宙中看似平凡却孕育着无限生机的地球上,恰好具备了工程得以发生、发展的必要条件:这里拥有水、木材、石材、金属矿藏等原料资源供给和适宜人类开展建设活动的自然环境支持。依托这些天然基础,经过人类对技术的运用和持续的劳动建设。实现了工程服务社会的使用功能与价值。“工程活动以建造为核心”[4]。在自然资源支持下建构起来的工程,与所处自然环境形成了持续互动的紧密关系。

工程与自然的渊源,不仅体现在物质资源的依存上,更深刻地反映在设计思想的源头中——工程的创新灵感,始终离不开大自然的智慧启迪。无论是工程的形态、结构设计还是材料选择、功能研发等,诸多灵感都来自自然生物及生态。例如仿生建筑为适应、改善生态环境提供了解决之法,相关研究围绕生物形态的借鉴、生物构造的模仿、生物原理的研究、生物与环境的相互关系等开展[5];仿生土木工程从自然界生物中汲取其优异的宏微细观结构及轻质高强等力学性能,通过计算机或数字技术处理后建立土木工程与生物体之间的关联关系,并应用于工程[6]等。人类通过向自然学习,获得了工程设计与建造的创意思路。

1.2 工程与人类

工程伴随人类文明而发展,工程技术成为推动文明进步的重要动力源泉。当前,工程已深度融入人类衣食住行等各个方面,极大改善了人的生存条件,成为支撑社会发展不可或缺的生产资料。

然而与此同时,科技发展对人类社会产生的多维度影响,特别是潜在的负面影响同样不容忽视。在制定工程方案时,要深入分析各类因素可能引发的连锁反应,全面防范火灾、气象灾害等突发风险和极端境况。例如高层建筑有助于缓解城市人口增长带来的用地紧张等问题,但也因高层建筑特性而导致灭火救援难度增大,消防安全至关重要。2022年,发展改革委发布《“十四五”新型城镇化实施方案》,明确提出严格限制新建超高层建筑的要求:不得新建500 m以上建筑,严格限制新建250 m以上建筑[7]。这一政策导向充分说明,建筑高度的确定需要从安全宜居、绿色经济等多方面综合考量,审慎面对,不可盲目“攀高”。此外,在台风等极端天气条件下,高层建筑的玻璃窗或外立面幕墙等易受强风、大雨冲击以及异物撞击,存在破损、渗漏甚至脱落的安全隐患。因此,在工程设计阶段,需要提高其气密、水密和抗风压性能及抗风携碎物冲击性能;台风过后,需要对相关构件排查检测,及时消除安全隐患,避免次生灾害发生。

值得注意的是,工程的功能设置通常面向一般使用人群,而老年人、儿童、残疾人等特殊群体的特殊需求更应得到特别关注。如城市主干道的红绿灯设计需要充分考虑老年人行动速度较慢的特点;高层建筑及高处活动区域需加强防护设施设计,以防范发生儿童坠落事故;同时,应推进无障碍环境建设,保证无障碍通道设施完好,保障信息交流畅通等。这些都需要在工程设计、建造及验收全过程中予以充分考虑。此外,对各类工程设施及时进行维护更新同样关键,如为道路窨井盖加装防坠落装置等,提高公共设施的功能安全性与稳定性,保障公众安全和服务品质,为城市综合治理水平和风险应对能力的提升奠定坚实基础。

1.3 工程对地球生物多样性的影响

随着科学技术的快速发展,人类改造自然的能力和辐射范围持续加大,城市已成为人类聚居生活的重要区域,大量工程建设活动对自然界的形态地貌及生物多样性产生了显著影响。世界自然基金会(WWF)发布的《地球生命力报告2022》显示:自1970年以来,监测范围内的野生动物种群数据平均下降了69%(图1),下降的主要因素是栖息地的退化、开发、外来入侵物种、污染、气候变化和疾病[8]

在上述影响因素中,多项与工程建设相关。如道路修建可能影响动物的迁徙路径,水坝建设可能阻断鱼类的洄游通道,工程占地会导致森林植被覆盖面积及动物栖息地缩减等等。全球范围内,每年因与行驶车辆碰撞而伤亡的动物数量极其庞大、令人震惊;在飞行途中,因无法辨别建筑幕墙透明反光的玻璃立面而发生撞击、导致伤亡的鸟类数量令人痛惜。根据美国媒体和观鸟会的数据,在美国,每年有多达数亿只鸟因撞击建筑物玻璃而死亡。虽然中国尚无详细的数据统计,但是作为世界鸟类种数最多的国家之一及东部海岸是全球候鸟迁徙的必经通道之一,我国也是鸟撞高发地[9-10]。需要提升公众对“路杀”“鸟撞”等生态伤害的认知。在工程建设中,系统考虑工程活动对环境和生物可能产生的影响,采取有效措施,保护生命,减少伤害。

综上,工程与自然生命之间的关系已由单向依存转向相互影响,这为生命友好理念的提出提供了现实基础。

2 工程生命友好的内涵

工程,是为服务生命而建造的。如何真正、持久地造福于人类,并善待地球上的一切生命,是工程价值体系中不可或缺的内容构成。将生命友好理念全面融入工程全生命周期,对于提升工程人文内涵、促进人与自然和谐共生具有深远意义。

2.1 尊重和保护生命

生命是生物体所独具的神奇现象,是浩瀚宇宙中闪耀的奇迹。自然界中有生命的并能独立生存的个体,包括人、动物、植物和微生物[3]。人类因拥有生命而生存发展,创造了辉煌的文明。生物因拥有生命而构成了多样的世界,使地球呈现出丰富色彩,在太空中孕育出勃勃生机。生命独立生存又相互依存,共同构成了自然界动态平衡的生态系统。生命是宝贵的,应得到珍重、保护和延续。

习近平主席指出:“大自然是包括人在内一切生物的摇篮,是人类赖以生存发展的基本条件。大自然孕育抚养了人类,人类应该以自然为根,尊重自然、顺应自然、保护自然。”[11]人类作为自然界中的高等生物,认识生命、尊重生命和保护生命是自然赋予的责任所在,也是为自身守护良好生存环境和获得可持续发展未来的必然要求。历史与现实早已证明:保护自然就是保护人类自己,破坏自然终将伤害人类自身。

工程作为人类活动的物质产物,其建造和运行对人类生活和生物生存具有深刻影响。“工程生命友好”理念将对生命的尊重和保护放在工程指导思想和关联要素的首要位置,明确界定了工程与人类和动植物等生命体的关系,可以理解为:在工程领域中,基于对生命的尊重、珍爱和友善,形成富有使命意识和人文精神的生命观、生态观与价值观,将生命友好理念全方位融入工程建设的各个方面和工程全生命周期的各个阶段,采取相关组织协调与专业技术措施,更好维护人类的身心健康和持久安全,保护自然界的生态环境和生物生存条件,促进各类生命形态和谐共生,贡献人类文明的延续和地球家园的美好未来。并可归纳为从几个层面理解:价值层——尊重生命与自然,技术层——以安全、绿色、健康为目标的工程实践,制度层——通过政策、标准与教育实现体系化保障。

2.2 促进文明文化的进步

工程生命友好所体现的文化特质,根植于中华文化的深厚土壤与历史积淀之中。自古以来,敬畏自然、珍视生命一直是中国文化体系中重要的价值观和哲学思想。古文经典中的“天地之大德曰生”[12]“阳春布德泽,万物生光辉”[13]等,都体现了对万物生命尊重爱护的价值观念。回顾历史,战国时期有“草木荣华滋硕之时则斧斤不入山林,不夭其生,不绝其长也;鼋鼍、鱼鳖、鳅鳣孕别之时,罔罟毒药不入泽,不夭其生,不绝其长也”的治理思想[14]; 宋代制定法令及相关措施,鼓励种树造林,组织栽种河堤防护林“以壮堤防”[15]291,保护山林资源,规定“春夏不得伐木” [15]296等,均体现了对自然取之有时、用之有度的生态意识。中国文化崇尚天人合一的思想。对自然生命的尊重历来是中国工匠、工程师群体的宝贵精神传承,对生命的关爱和保护在他们所创造建设的无数伟大工程中得以充分体现,在中华历史文化的发展中得到传承接续。

新中国成立特别是改革开放以来,我国环境保护事业取得长足发展,美丽中国建设不断推进,全球环境治理贡献日益凸显。2020年,习近平主席宣布,中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2021年起实施长江十年禁渔,促进恢复母亲河生态环境和生机活力。2022年,党的二十大报告将“促进人与自然和谐共生”作为中国式现代化的本质要求之一,为生态文明建设和生物多样性保护提出了目标要求。工程建设作为国民经济和社会发展的重要组成部分,对生态环境和社会环境影响深远。工程生命友好理念的建构和应用实践,是工程可持续发展的内在要求,是科学技术与人文精神融合的必然结果,是生态文明建设的必由路径,符合中国式现代化建设的本质特征,体现了人类文明文化新的进步和发展。

3 工程生命友好的实施路径

建立完善工程生命友好的理论和实践体系,归纳总结生命友好的工程实践原则。将生命友好的指导思想和理念融入工程全生命周期,结合工程建设运维的实际情况,分析关联因素,优化服务功能,完善相关措施,制定政策法规和评价机制,加强制度保障。

3.1 生命友好的工程实践原则

研究生命友好理念在工程中的实现方式和技术路径,基于以尊重、保护和关爱生命为核心的生命观、生态观和价值观,探索建立秉持生命友好理念的工程实践原则,为工程建设提供明晰的导向和遵循。

一是生命优先原则。树立“心怀万物”的生命观,增强生态文明意识,将保护生态、爱护生命放在优先位置。建立动态反应机制,及时处置工程建设中遇到的各类环境问题。尽量避免和减少对生态环境的不利影响,全力维护生物生存条件及生态和谐平衡。

二是系统实施原则。树立“巨细兼顾”的生态观,基于整体而非仅囿于局部视阈,将生命友好理念融入理论、技术、制度、评价等工程建设的各个方面和规划、设计、施工、运营等工程全生命周期的各个阶段,促进工程系统与生态系统的有机融合。

三是长远利益原则。树立“利益长远”的价值观,在工程建设决策环节,深入分析各类工程影响因素和不同决策方案对使用者生命安全、工程运营状况和生态环境可持续性等可能产生的长期影响效应,坚持立足长远利益、维护根本利益的价值导向,助力实现绿色和谐永续发展的美好愿景。

3.2 工程生命友好的功能设置与技术支持

3.2.1 面向使用者的全方位友好服务

坚持以人为本的价值导向,优化工程功能,为使用者提供安全、绿色、健康的使用功能和环境空间。在安全维度,坚持生命至上,始终将安全作为工程最重要的性能要求。严格落实规范要求,提供专业技术支持,建立风险评估、预警、控制和反馈机制,防范化解火灾等突发事故和各类极端气候条件下的灾害风险。在绿色维度,提升建筑的绿色性能,使之具有安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约和环境宜居等方面的良好的综合性能[16]。在健康维度,优化建筑的健康性能,通过提供更加健康的环境、设施和服务,促进使用者的生理健康、心理健康和社会健康 [17]

发扬中华文化尊老爱幼的优良传统,为工程使用的特殊群体提供全方位的服务。一是面向老年群体,做到老年友好。据测算,“十四五”时期,全国60岁及以上老年人口总量突破3亿,进入中度老龄化阶段;2035年左右该群体规模将突破4亿,进入重度老龄化阶段[18]。工程建设要充分考虑老年人的使用需求,推进家庭、养老机构和社会公共区域的适老化设施建设,提供专业的技术保障。二是面向儿童群体,做到儿童友好。推进城市各类服务设施和场地适儿化改造[19],融入儿童视角,强化安全防护,防范潜在风险,提升公共服务空间的安全系数和友好程度,为儿童成长提供优良环境。三是面向残疾人,做到残疾人友好。严格落实无障碍标准规范要求[20],确保无障碍设施与主体工程同步规划、同步设计、同步施工、同步验收、同步交付使用。跟踪无障碍设施运行状况,了解使用者体验。持续推进无障碍环境建设,为残疾人的生活和出行提供便捷、温暖的保障服务。

3.2.2 对动物生命的关爱友善

工程建设与运维过程可能引发自然环境改变,这种改变不仅会直接影响工程区域内和周边动物的栖息环境与生存活动,还会对迁徙经过该区域的动物产生干扰。例如道路建设可能导致动物栖息地丧失及碎片化等[21]。因此,需在工程选址、占地规划、施工组织和运维管理等全过程中充分考量相关因素,通过优化工程方案,做出合理安排。

(1)建设避让。在工程启动前,对工程建设所在区域及影响范围内的动物分布特征及生存状况加以了解,对于环境保护的生态敏感区和重要生态空间等,可采取调整工程选址、规划道路绕行等措施,从源头避免对其造成破坏。施工过程中如果遇到特殊生态问题,及时予以妥善处置。例如,2018年,一处位于新疆伊犁国道218线上的工地飞来大群粉红椋鸟,它们在爆破的碎石中筑了巢,这条投资近5亿RMB的公路建设选择了停工,在等待一个月后,幼鸟出壳长毛随父母南迁,公路才再继续施工(图2[22]。工程建设中的避让措施体现了生态优先的绿色理念,令环境和生物得到完整保护。

(2)区域贯通。对于因道路等阻隔动物活动及迁徙路线的,可以通过建设生态高架桥、河流桥涵通道等专用动物通道,实现生态网和道路网的空间分离,减少车辆与动物碰撞引发的交通事故。目前,全球多个国家建有“绿桥”等多样化的动物通道(图3[23-24],为不同物种提供适配的通行解决方案。在我国的相关工程实践有多种形式:为保证藏羚羊等野生动物自由迁徒,青藏铁路沿线共设置了33处桥梁下方或隧道上方、缓坡平交形式的野生动物通道[25];武汉的东湖绿道中为上百种野生脊椎动物规划了13处“动物通道”;许多新建市政道路专设小动物通道,建上跨下穿道路[26-27];广西崇左在白头叶猴国家级自然保护区322国道上,建设白头叶猴专用桥梁 [28];广西落久水利枢纽工程大坝配套建有鱼道(图4[29]。建设动物通道有利于提高动物栖息地的连通性,方便动物迁徙及自由活动。

(3)支持替代。当动物活动与工程活动之间可能产生不利影响时,应主动寻找并采用有利于动物生存栖息的替代方式。例如,针对以往鸟类在输电线路铁塔上筑巢,影响电网安全可靠运行,也给鸟类活动带来风险的情况,黑龙江省大庆市的电力工人采取爱鸟护线新型巡检模式,通过跟踪定位掌握鸟类迁徙周期,搭建人工鸟巢,以保证电力设施安全运行,同时为鸟类提供适宜的栖息空间(图5图6[30]。科学选取动物生存栖息条件的替代方式,有利于解决环境和工程的双向问题,实现环境保护与工程建设的同步推进。

(4)措施弥补。对于既有工程已对动物活动产生影响的情况,需及时采取相应补救措施。例如针对幕墙建筑玻璃表面易发生鸟撞的情况,深圳滨海大厦通过对大楼外墙贴膜,用膜上布满的白色波点避免发生“鸟撞”[31]。须通过对既有工程的生物关联情况开展系统调研,汇集相关信息,对存在问题进行深入研究,并制定弥补改进方案。同时,应建立反馈机制,将相关实践的实施效果、经验教训进行总结提炼,为新建工程提供参考借鉴,推动新建工程在方案设计、材料选用等前期环节中充分做好有利于鸟类友好、动物友好的工作。

(5)信息提示。根据工程所在区域及周边的动物活动特点,通过完善交通标识,提醒过往人员、车辆注意避让。在经常有野生动物出入的路段,需在适当位置及关键区域设置道路标识,提醒驾驶员注意路况,减速缓行,避免与动物相撞。例如,英国为刺猬设专属交通标志(图7[32]。我国青海省玉树藏族自治州境内的青藏公路设置了野生动物通道标志,保护藏羚羊等野生动物安全“过马路”(图8[33]。针对脊椎动物在公路上可能发生的“路杀”风险,巴西研究者尝试借助人工智能技术向驾驶者传递实时预警[34]。还需持续优化工程相关区域及特定情况下的信息提示设置,提升交通标识的提示效果,细化标识设置要求,并推广应用,构建更完善的动物安全防护体系。

3.2.3 与植物生命的和谐依存

植物作为大自然的有机组成部分,是地球上重要的生命形态之一,更是人类生存与发展的基础支撑。植物吸收太阳光进行光合作用,实现了物质转化和能量传递,并释放出氧气,为人类生存提供了基本条件,成为人类生命不可或缺的依存。在工程建设中,应提升植物保护意识:避免随意砍伐,减少植被破坏;加强对珍稀植物和植物种子资源的保护,减少移植;保护土壤活力,减少土地硬化,为植物生长留存适宜的土壤环境,维护自然生态系统的稳定与平衡。

工程建设中的植物种植,是改善和美化环境的重要措施。除了地面种植,垂直生态绿化墙面已成为现代工程与植物共生的一种方式,利用垂直绿化可以减少外墙传热量,改善外墙保温性能和遮阳性能[35]。屋顶绿化在增加城市绿量、提高建筑节能效益、缓解热岛效应等方面能够发挥重要作用[36]。通过多样化的植物种植形式,可以为城市居民提供亲近自然的绿色体验。

3.3 工程生命友好的制度保障

相关法规和制度的建立,对推进工程生命友好具有促进、规范和指导作用。例如,2024年生态环境部、中国民用航空局印发的《关于加强环境影响评价管理推动民用运输机场绿色发展的通知》,要求所选场址尽量避免削山、填海、填湖(湿地)、改造河流等,避让生态保护红线等生态环境敏感区中依法应当避让的区域,降低对鸟类等野生动物的影响[37],从制度层面对机场建设避让与生态友好提出了明确标准。

在规划层面,须将工程生命友好的内容融入城乡发展、工程建设、生态保护等相关发展规划的编制过程,明确工作推进的宏观方向、重点内容和实施路径。例如,《全国动植物保护能力提升工程建设规划 (2017—2025 年)》提出了工程建设对环境影响的应对措施,包括作好重点项目论证、严格项目立项环评监管、强化项目建设与运行监管等[38]。《深圳市生物多样性保护行动计划(2020—2025年)》提出,开展城市高楼对迁徙候鸟的影响评估,探索开展鸟类友好建筑设计改造指引研究,减少“鸟撞”等生态事故的发生[39]

为促进工程生命友好从理念转化为实际行动,需将这一价值理念与技术方法纳入相关规范、法规和建设标准,系统建立制度体系、行业标准并不断完善,推动对人类和动植物生命的关注与保护要求在工程实践中得到落实。加强工程建设发展规划,提高工程生命友好实施的全局性、系统性和前瞻性;完善工程评价机制,可考虑建立工程生命友好评估指标体系,将人本服务和环境影响状况列为核心评价的指标,以量化考察项目在生态、社会、人文维度的综合效益;依托人工智能技术与BIM平台,开展数据信息的收集分析和处置反馈;严格落实对项目建设、运行过程中产生的废弃物、废水、废气等污染物的妥善处置,防止环境污染;深入研究,总结经验,建立和完善理论体系,为制度优化和实践深化提供理论基础。

4 工程师生命教育

4.1 工程师的生命意识与人文素养

工程师作为工程全生命周期过程的主要实施者,承担着为工程功能需求提供解决方案的关键职责。完整的专业知识结构、扎实的理论基础和丰富的实践经验,是工程师必备的基础能力,而拥有生命意识和人文素养,对生命心怀敬畏和关爱,更是优秀工程师的应有品格。

作为工程师,需要深刻理解“我们必须与其他生物共同分享我们的地球”[40]这一生态理念,了解地球生物多样性下降的现状,及这一趋势扭转的重要性和紧迫性;增强生命意识和感知能力,以仁爱和友善的态度对待生命,充分认识工程与各类生命的关系,为生命安全提供全面、持久的支持保障;掌握工程生命友好的理论内涵和技术方法,提高面向生命友好需求的组织协调与专业技术能力,结合工程所处区域的生态环境特征,合理设置、科学设计动物通道等配套设施,推动工程建设和生态环境的可持续发展;树立责任意识,担当起作为工程师在生态文明建设发展中的责任与使命。

4.2 工程师生命教育体系构建

探索新时代卓越工程师生命教育体系的构建模式,创新工程人才培养范式(图9)。将以生命友好为核心的生命观、生态观和价值观深度融入工程教育体系。围绕工程生命友好的人文内涵和技术实践,从多重视角展开研究,形成多层次、系统性的理论框架和实施路径:一是基于人文教育的视角,从历史演进、社会发展等层面,深刻阐释工程生命友好的内涵,启发工程师的人文思考与价值感悟;二是基于生命教育的视角,启迪理解生命的珍贵和精彩,增强工程师珍爱生命、保护生命的意识和情怀;三是基于生态教育的视角,倡导“人与自然生命共同体”理念,鼓励工程师从微细之处做起保护生态;四是基于工程教育视角,研究面向实际工程的技术路径,提升工程师运用技术手段保护生态和生命的能力。

推动生命友好理念的广泛普及,面向基础教育、专业教育、工程培训、公众传播等各类教育领域开展生命教育,提高公众参与的主动性,鼓励形成广泛共识,汇聚形成人与自然和谐共生的积极力量。

第一,将生命友好的理念纳入各级各类基础教育体系。从儿童、青少年阶段开始,引导其建立对生命的正确认知,倡导对生命的尊重和关爱。结合生物、地理、社会等学科知识,以青少年喜闻乐见、生动活泼的形式,解读生命友好的意义;在实践类课程和活动中,组织学生观察人类活动对自然环境和生物生存的影响,了解公共设施的运行状态和人们的使用体验,鼓励他们通过观察、思考,深化对生命友好的理解。

第二,将生命友好专题纳入高校专业教育。在高校设立相关课程、讲座等,依托专业教育课程、通识教育课程普及生命友好理念。推动多学科交叉融合,研究发展工程生命友好的理论架构和技术应用;鼓励学生结合人文社会、环境发展、工程技术、城市建设等学科和专业开展研学活动,结合专业开展社会实践与专题调研,在实践中领悟生命友好的深层含义,提升生态文明意识,思考青年一代的时代责任,为未来参与工程和社会实践做好准备。

第三,开展工程项目培训。结合工程实际需求,面向工程技术和管理人员开展专项培训,确保工程建设与生态保护、生态安全协同推进。例如在港珠澳大桥建设过程中,为实现白海豚“不搬家”的目标,管理部门多次组织参建人员参加白海豚保护知识上岗教育培训和考核。研究人员开展出海跟踪监测,对白海豚在建设进程中的生存状态进行对比研究[41]。组织工程人员针对工程建设的环境影响以及全生命周期的自然和社会影响开展专题研究,及时发现和解决相关问题,促进工程方案的优化实施。

第四,在相关政府部门、工程建设和管理单位、工程专业人员和社会公众之中传播普及生命友好理念,使之在大众中形成共识,得到广泛关注、支持和参与。将生命友好理念纳入公共政策的制定实施全过程,指导公共设施的设计与建设,跟踪评价政策实施和设施运行的长期状况;鼓励公众参与生态保护实践,如通过交通标识、公益广告等提醒驾驶员注意避让野生动物,避免和减少碰撞事故等;依托媒介广泛宣传,提升公众生态意识和人文素养。

工程师生命教育是中国特色卓越工程师培养体系的重要组成部分。“中国的工程师要有哲学思维、人文知识和企业家精神,才能更好地解决工程科技难题,促进工程与环境、人文、社会、生态之间的和谐” [42]。构建工程师生命教育体系,对丰富和发展新时代工程师精神、推动实现工程生命友好实践,促进新质生产力发展具有深远意义。

5 结论

本文系统探讨了工程与生命之间的密切关联,揭示了工程活动在服务人类社会发展的同时,对生态系统及动植物生存环境产生的深远影响。研究表明,工程不仅是技术实践,更承载着深刻的生态责任与人文价值。在此基础上,文章提出“工程生命友好”的理念,即在工程全生命周期中,以尊重、保护和关爱生命为核心,统筹人与自然的关系,推动工程从单纯的功能性建造向具有生态关怀与人文温度的系统性实践转变。工程生命友好理念有三项核心实践原则:一是生命优先,强调在工程决策与实施中将生态保护和生命安全置于首要位置;二是系统实施,要求将生命友好理念贯穿于规划、设计、施工、运营等全过程,并融入技术、管理与评价体系;三是长远利益,倡导以可持续发展为导向,综合评价短期与中长期生态影响,实现人与自然的根本福祉。

在实践路径上,本文从功能设置与技术支持两个层面进行了深入分析。面向人类使用者,提出应强化对老年人、儿童、残疾人群体的全方位友好服务,推进适老化、适儿化及无障碍环境建设;面向动物生命,总结了“建设避让”“区域贯通”“支持替代”“措施弥补”和“信息提示”五类有效策略,如野生动物通道、人工鸟巢、鸟撞防护贴膜等典型案例,体现了工程技术对生态需求的积极回应;面向植物生命,强调保护原生植被、减少土地硬化,并推广垂直绿化、屋顶绿化等共生模式,促进城市生态功能提升。

尤为重要的是,工程师是实现工程生命友好的关键主体,其生命意识、生态观念与人文素养直接影响工程的价值取向与实践成效。因此,构建融合人文教育、生命教育、生态教育与工程教育的工程师生命教育体系,是培育新时代卓越工程师的必要举措。唯有通过教育引导,使工程师在专业能力之外具备对生命的敏锐感知与深切关怀,才能真正实现工程从“造物”到“育人”“护生”的价值升华。

但本文作为工程生命友好领域研究的初步探索,尚未形成完备系统的理论框架与实践方案。围绕这一主题,未来更为深入的研究工作可以包括以下方向:

(1)开展既有工程生命友好状况调研。研究各类工程与动物栖息地等的关联关系,建立指标体系,评估工程建设和运维对生命体及生态环境的短、中长期影响。收集国内外典型案例,分析技术动态,运用智能化技术构建数据库,为后续研究提供数据支持。探索AI与BIM融合下的生命友好评估。

(2)建立完善工程生命友好体系。理论上,阐释工程生命友好内涵、形式及路径,秉持相关工程实践原则;实践中,将生命友好理念融入工程建设各方面和全生命周期,形成安全、绿色等功能特质。完善配套设施体系,为人类生活提供保障,助力生物多样性保护。

(3)构建工程师生命教育体系。将工程生命友好理念纳入工程师教育培养体系,从多教育视角,构建生命教育知识结构,提升工程技术人员专业与人文素养。

(4)推动生命教育普及。面向基础教育,培养青少年关爱生命;面向高等教育,围绕主题推动高校专业学科交叉;面向工程建设领域,制定培训方案融入人员培训;面向社会公众,探讨有效传播方式,鼓励大众保护自然,促进人与自然和谐共生。

工程为文明之器,因生命而有,为生命而建,唯以生命为度,方能延续承载并助人类持续点亮文明之光。将生命友好作为工程建设与发展的核心要素,充分发挥其在推动绿色低碳生产生活方式形成、协同应对全球气候变化中的作用。通过积极倡导环保行为,让工程实践充分体现对生命的尊重和爱护,推动科学技术与人文精神深度融合,为文明文化发展注入正能量和持久活力。立足中华优秀传统文化,结合时代发展要求和未来愿景,鼓励工程师们明晰自身的社会责任,关爱生命,保护环境,造福人类,为丰富中国式现代化建设的人文内涵和实践路径作出贡献。

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基金资助

同济大学本科交叉课程建设项目(2020)

同济大学重点课程建设项目(2023)

国家自然科学基金项目(51578405)

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