全民工程素质学习大纲

导语

党的十九大报告强调要坚定实施创新驱动发展战略，人才作为创新的*资源，是创新驱动发展战略的基础和关键。以创新为核心的经济竞争时代，对人才创新能力的要求越来越高。工程素质是培养人才创新能力和创新意识的基础，全社会良好的工程素质水平将促进人才创新能力的发展，加快我国到2035年跻身创新型国家前列的步伐。
世界各国政府和*门都重视工程教育的发展，美国的工程素质研究领先于其他国家，科学素质基准、技术素质基准以及科学教育、技术教育和数学教育标准中均增加了工程的内容。澳大利亚、英格兰、法国、德国、南非等也颁布了大学前工程教育标准和类似标准的文件，但各国均未形成独立的面向全民的工程素质标准。
现阶段，我国全民对工程的认识和理解还存在不足。一方面，大型工程的相关争论不断出现，引发了大众层面的广泛关注。例如三峡大坝在修建之初因移民、环保等问题引发公众热议；转基因工程在公众和科学家之间引发了激烈的争论。大型工程引发的质疑和争议，究其原因是公众对工程不理解、工程素质还普遍不高。另一方面，成年人对工程的兴趣不高，当代青少年对工程的兴趣弱化，选择工程类专业的学生逐渐减少，工程师出现严重短缺。在“中国焦点群体对工程的理解和态度”调查中，仅有48.7%的受访者表示对各类工程信息感兴趣，相较受访者对国家经济发展信息感兴趣的比例（91.9%）低了将近一半，46.6%的受访者认为“工程知识太复杂，我根本就听不懂”。关于公众理解工程的研究已经到了十分紧迫的程度。因此，为了推动大型工程建设，增加青少年对工程的兴趣，促进公众对工程的理解，必须提高全民的工程素质。
为促进全民工程素质快速提升，中国科普研究所开展了《全民工程素质学习大纲》（以下简称工程大纲）的研究和编写工作，为全民提升工程素质提供内容标准。
《全民工程素质学习大纲》的编写遵循以下原则。
科学性：概念、定义、原理和论证等内容的叙......

本书系统、全面地架构了各学科领域的工程知识框架，对各工程的定义、原理和结构、历史、现状和趋势、评估等方面进行阐述。工程大纲是提升全民工程素质的抓手，它将推动我国工程素质标准的研究，是促进我国工程教育发展、公众理解工程及参与工程决策的一项有效举措，也将为我国经济社会的发展提供不可或缺的软实力保障。

为促进我国公民工程素质快速提升，中国科普研究所开展了全民工程素质学习大纲（以下简称工程大纲）的研究和编写工作，为公民提升工程素质提供内容标准。项目组组织相关领域专家学者，对国内外工程素质内涵、维度以及工程教育标准进行了研究。
课题组组长：颜实，毕业于北京师范大学数学系。原科学普及出版社（暨中国科学技术出版社）总编辑、编审，现中国科普研究所副所长；高宏斌，博士，研究员，现任中国科普研究所科普理论研究室主任，北京市科委科普专家库入库专家，主要研究方向为科普基础理论研究、公民科学素质研究、科学教育研究、基层科普研究、科普创作研究、科普人才研究。。
成员：李秀菊、周丽娟、张天慧、鞠思婷。

*章工程的本质1
一、工程及其特征2
（一）工程的定义3
（二）工程的特征5
二、工程的起源与发展8
（一）工程的起源9
（二）工程的发展10
三、工程的基本要素与分类12
（一）工程的基本要素12
（二）工程的基本分类14
四、工程的过程17
（一）工程规划17
（二）工程决策20
（三）工程设计23
（四）工程实施25
（五）工程运行28
（六）工程退役30
（七）工程评价33
五、工程理念、思维与方法35
（一）工程理念36
（二）工程思维38
（三）工程方法41
六、工程与科学、技术、产业44
（一）工程与科学的关系44
（二）工程与技术的关系46
（三）工程与产业的关系48
第二章信息与电子工程53
一、信息与通信工程55
（一）无线通信工程56
（二）空天地一体化网络工程57
（三）近场通信59
（四）车联网工程61
（五）工业互联网工程63
（六）绿色通信工程64
（七）智能安防工程66
（八）虚拟现实工程67
二、控制科学与工程69
（一）无人驾驶汽车70
（二）智能视频监控73
（三）无人仓储75
（四）能源互联网工程78
（五）智能建筑79
（六）智能家居81
（七）网络化协同制造工程83
（八）智能工厂85
（九）数字供应链86
（十）卫星／惯性多模组合导航88
（十一）红外光电多模复合制导89
（十二）机械故障智能诊断仪91
三、计算机与软件工程93
（一）群智感知网络工程94
（二）工业互联网工程96
（三）大数据工程98
（四）知识工程100
（五）软件工程102
（六）物联网工程104
四、电子科学与技术106
（一）集成电路设计与制造工程107
（二）绿色照明工程109
（三）平板显示工程110
（四）柔性电子工程112
（五）微波通信工程114
（六）光电信息工程115
五、网络空间安全工程117
（一）电子对抗工程118
（二）信息安全工程120
（三）人工智能安全122
（四）信息物理系统安全工程123
（五）智能侧信道攻击125
（六）大数据安全工程127
（七）行为异常挖掘128
（八）智能信息隐藏130
第三章能源与材料工程137
一、能源工程138
（一）化石能源开采工程139
（二）火电工程140
（三）水电工程142
（四）风电工程144
（五）太阳能工程146
（六）海洋能工程148
（七）生物能工程150
（八）核能工程152
（九）地热能工程154
二、能源储存与输送156
（一）储能工程156
（二）送变电工程158
（三）特高压电网工程160
三、能源转化与应用161
（一）动力机械工程161
（二）热能与动力工程164
（三）制冷低温工程166
（四）节能工程168
四、材料生产与制备170
（一）矿业工程170
（二）粉末冶金材料工程172
（三）无机非金属材料工程174
（四）高分子材料工程176
（五）复合材料工程177
（六）信息功能材料工程180
（七）生物材料工程181
五、材料的加工与成型183
（一）材料铸造成形工程184
（二）材料塑性成形工程185
（三）材料特种加工成形工程187
（四）材料的回收再利用工程188
第四章医药与卫生工程192
一、生物医学工程193
（一）生物医学工程194
（二）临床医学工程203
二、制药工程212
（一）生物制药工程213
（二）化学合成制药工程220
（三）中药与天然药物制药工程222
（四）药物制剂工程224
（五）新药研发工程226
三、卫生工程228
（一）医疗卫生工程228
（二）公共卫生工程233
（三）职业卫生工程241
第五章农业与食品工程248
一、农业工程249
（一）农田基础设施工程249
（二）农业机械化工程254
（三）设施园艺工程259
（四）农业信息化工程260
（五）农产品产地初加工与储藏工程264
二、食品工程267
（一）粮食工程267
（二）油脂工程273
（三）水产品加工与保藏工程276
（四）畜禽产品加工工程279
（五）果蔬加工工程284
第六章环境与建筑工程294
一、环境工程295
（一）水环境工程296
（二）大气控制工程300
（三）固体废物处理处置工程303
（四）噪声控制工程309
二、建筑与土木工程314
（一）建筑环境与设备工程314
（二）房屋建筑工程319
三、水利工程323
（一）防洪工程323
（二）调水工程326
第七章机械与运载工程335
一、机械与动力工程336
（一）机械制造工程337
（二）机械自动化工程339
（三）机械电子工程341
（四）过程装备与控制工程343
（五）特种设备工程345
（六）动力机械工程347
（七）热能与动力工程350
二、交通运输工程352
（一）车辆工程352
（二）桥梁隧道工程354
（三）道路与铁道工程356
（四）交通信息工程357
（五）物流工程359
三、船舶与海洋工程361
（一）造船工程361
（二）海洋运载工程363
（三）海岸与岛礁工程365
（四）海洋勘探工程367
（五）船舶与海洋平台工程369
四、航空航天工程371
（一）飞机设计与制造工程371
（二）航空航天系统工程373
（三）运载火箭工程375
（四）卫星工程377
（五）深空探测工程379
第八章化工与轻纺工程384
一、化学工程386
（一）热力学与传递工程386
（二）催化与反应工程388
（三）化学安全工程391
（四）化学系统工程393
（五）石油气化学工程395
（六）煤化学工程398
（七）生物化学工程400
（八）精细化学品工程402
（九）核化工与核燃料工程404
（十）生物质化学工程407
（十一）绿色化学工程410
二、轻化工程414
（一）造纸工程415
（二）皮革工程417
（三）制糖工程419
（四）发酵工程422
（五）粮食工程425
（六）包装工程428
（七）印刷工程431
三、纺织工程434
（一）纤维工程435
（二）染整工程441
（三）服装工程445
（四）纳米纺织工程447
（五）生态纺织工程450
第九章工程与社会456
一、工程的社会属性458
（一）工程的社会特征458
（二）工程的社会功能461
二、工程的社会运行463
（一）工程活动的主体：工程共同体464
（二）工程的社会运行468
（三）工程的社会评估470
三、工程的社会影响473
（一）工程的经济、社会、生态影响473
（二）工程风险475
（三）工程的价值冲突和权衡477
四、工程的社会责任480
（一）邻避效应481
（二）行善与不作恶原则482
（三）环境可持续原则483
（四）权利与公正原则485
（五）负责任的工程创新488
五、工程的社会参与490
（一）公众理解工程491
（二）从“公众理解工程”走向工程的社会参与494
（三）社会参与的原则与途径495