绝大多数的工程师都非常好学，都在认真努力的学习。
至少关注“降本设计”公众号的工程师一定是好学的。
然而，我们经常碰到的一个情况是：我们学了很多知识，但是总感觉自己的产品设计水平依然在低水平徘徊，上不了一个新的台阶。或者积极努力的学了一段时间之后，技术水平遇到瓶颈，再也无法提高。
根本原因是我们没有进行分类学习，即我们过于专注于去学习知识维度较低的事实类知识，而忽略更高维度的概念类知识、程序类知识，甚至元认知类知识。
（这段文字看上去很拗口，不用慌，后面有案例说明）
事实类知识掌握得再多，也仅仅是有助于我们解决熟悉问题。而一旦事物和环境发生变化，我们就无能为力。
本文以四位工程师的四个总结反思作为引子，分享我对四个知识维度的认识，以及如何利用四个知识维度的理论来指导产品设计知识的学习。
读完本文，希望工程师能够明白：为什么有的人可以成为大师，而有的人工作多年依然是小白！
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四位工程师的故事
四位工程师，分别叫小白、资深、专家和大师，共同参与了一个项目，该项目涉及到如何减小注塑成型熔接痕缺陷。
当项目完成之后，每位工程师对参与过程进行总结与反思。
1.1 工程师（小白）
工程师（小白）认为，他应该记录项目发生过程中的所有细节和重要知识点，这样下次再发生相同的熔接痕问题时，他就可以直接依据经验解决。
工程师（小白）总结的内容包括：
- 熔接痕处的强度是塑胶件本体强度的10%~90%
- 壁厚不均匀是产生熔接痕的一个原因之一；
- 通过修改浇口位置可以调整熔接痕的位置；
- 使用溢料井可以避免熔接痕的产生；
- 增加模温可以改善熔接痕；
- 。。。。。。。
可以看出，工程师（小白）把注意力集中在熔接痕的具体细节和要素上，即事实类知识。
1.2 工程师（资深）
工程师（资深）认为，熔接痕的每一个细节和要素固然非常重要，但更需要关注每个细节和要素之间的逻辑性和结构性关系，这样才能够更深层次的理解熔接痕问题发生的根本原因、继而提出针对性的解决方案。
下次发生熔接痕缺陷问题时，他就可以系统化、逻辑化的去解决；而不是依靠一个一个的知识点，去试错、去验证。
工程师（资深）在整理事实类知识的基础上，从熔接痕的机理、危害和解决方法三个角度进行了分类总结，找出三者之间的逻辑关系；在解决方法上，又分为塑胶材料、塑胶件设计、注塑模具和注塑成型。
1）熔接痕产生的机理
注塑成型充填时，熔料在模腔中的流动，一般模腔壁面的温度都比塑料的熔点低，所以熔料从进入模腔的时刻起便开始冷却，在与模壁接触的一层熔体构成了不移动的外壳（冷凝层），而其内部则仍然是较热的熔体（流动层）。
▲红色代表熔料，蓝色代表冷凝层，红色箭头代表热传方向
当两股以上熔料流汇时，熔料流动前锋包裹着的这层张力较大的冷凝层起到了阻止对方与自身融为一体的作用，影响了两熔流的彻底均匀混合，由此导致了两熔体相接触段的局部微观结构不同，宏观上就会出现一条平直或弯曲的若隐若现的痕迹，类似一道较明显的接缝，严重时会呈现一个凹槽。
熔接痕是两股流动的塑料熔体相接触而形成的形态结构和力学性能都完全不同于塑料其它部分的三维区域。
▲熔接痕的形成
2）熔接痕的危害
熔接痕会验证影响塑胶件的外观质量，减少表面光洁度，使塑胶件后续涂装、电镀工序产生色差。
熔接痕对塑胶件的力学性能影响也很大，降低塑胶件机械强度，给塑胶件的正常使用带来漏水、漏气或受载后断裂等安全隐患。
在熔接痕区域的两股熔流交汇处会产生V型缺口，此种近似裂纹结构容易产生应力集中，使此部分力学性质与强度较差，同时也是裂纹潜伏区。
3）熔接痕的解决方法
在熔接痕的解决方法上，包括四大类：
从塑胶材料选择上，流动性较佳、容易维持料温的塑料熔接痕强度较强；熔接痕对于增强塑料如玻纤、碳纤以及填料等较为敏感，减少玻纤等的含量可以使得熔接痕强度增加；等等。
从塑胶件设计上，保证壁厚均匀，避免壁厚急剧变化；减少嵌件、孔和洞等特征；等等。
从模具结构上，合理设置浇口位置；合理设计浇口数量；避免浇口尺寸过小；等等。
从注塑成型过程控制上，提高溶体温度和模具温度；提高注塑压力和保压压力；提高注塑速度或缩短注射时间；等等。
可以看出，工程师（资深）关注的是各个细节和要素的逻辑性和结构性关系，即概念类知识。
1.3 工程师（专家）
工程师（专家）认为，熔接痕缺陷仅仅是塑胶件注塑成型过程中的众多缺陷之一。
他希望从当前的熔接痕缺陷解决过程中总结出一套行之有效的产品结构设计的问题解决方法和流程。
后续在解决其它塑胶件缺陷问题时、甚至其它任何产品结构设计相关问题时，就可以遵循相同的流程和思路。
在基于“99%的发明、创新和解决方案都已经存在的”前提下，他提出解决问题的思路和流程是：
第1步：把当前所在产品的问题，上升到所有行业所有产品的问题；
第2步：通过百度文库、Google、微信公众号、知网、道客巴巴、以及京东当当购买相关书籍等，查找所有行业所有产品的问题解决方案；
第3步：把所有解决方案，应用在当前具体产品上，选择出最合适的解决方案。
▲问题解决的程序化思路
如果是熔接痕问题，那么解决的程序化思路是：
▲熔接痕问题解决的程序化思路
可以看出，工程师（专家）关注的是程序化的思路和流程，即程序类知识。
1.4 工程师（大师）
工程师（大师）同工程师（专家）一样，他把熔接痕问题看作产品结构设计中碰到的许多问题之一。
他已经总结出一套通用的程序或工具，用于理解、分析和解决其它各种各样的产品设计问题。
然而，他关注的不仅仅是生搬硬套或者机械式的使用或应用这些程序和工具，他还关注的是“边使用边思考”，对自己使用这些程序或工具的方式进行反省或进行元认知活动。
例如，他把在熔接痕解决过程中所有的“问题解决的程序化思路”所碰到的问题列举下来，发现可以在搜索的过程中可以加入“头脑风暴”的形式，通过与公司或者供应商的资深专家，获取更多的解决方案的路径。
另外，他还关注在整个问题解决过程中发现自己，找到自己擅长的领域或者自己长处和短处。
可以看出，工程师（大师）关注的是元认知知识，即元认知类知识。
正在阅读本文的您？您属于哪一种工程师？
千万不要告诉我，您哪一种都不属于，因为您从来上就不总结反思。
注：以上故事改编至书籍《布鲁姆教育目标分类学》
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什么是知识的内容维度
美国教育心理学家布鲁姆在《布鲁姆教育目标分类学》一书中，将知识在内容这个维度上分成了四类：
事实类知识（Factual Knowledge）
概念类知识（Conceptual Knowledge）
程序类知识（Procedural Knowledge）
元认知类知识（Metacognition）
2.1 事实类知识
事实类知识是通晓一门学科或解决其中的问题所必须了解的基本要素。
概念类知识是相互分离的、零散的、孤立的、和“信息片段”形式的知识，包括术语知识、具体细节和要素的知识。
例如：对于工程师来说，熔接痕的定义就是一个事实类知识。
熔接痕（Weld line）是熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件孔洞、流速不连贯区域、充模料流中断区域而以多股形式汇合时，因不能完全熔合而产生的接缝 。
另外，熔接痕处的强度是塑胶件本体强度的10%~90%，通过修改浇口位置可以调整熔接痕的位置等等，都可以看成事实类知识。
事实类知识又被称为“惰性”知识，如果仅仅知道大量事实类知识，我们看上去似乎很资深，但是我们并没有从更深层次去理解，不能够融会贯通、或者不能够将这些知识按照学科或者以有用的方式系统地组织在一起。
事实类知识很难迁移。
2.2 概念类知识
概念类知识是在一个更大体系内共同产生作用的基本要素直接的关系。
相对事实类知识，概念类知识更为复杂、更为结构化、相互关联，每个知识点以某种形式组织在一起，反应了我们对此类知识的深刻理解。
例如，下图就是就是熔接痕的概念类知识表示。
概念类知识的重点在知识关联，关联的知识点越多，结构越符合逻辑，越容易理解并应用。
在我们拥有大量事实类知识的基础之上，把这些知识有机的组织和结合起来，形成概念类知识，这反映了我们对该类知识的深刻理解，并能够帮助我们把所学知识迁移到新的情景中，从一定程度上克服“惰性”知识问题。
例如，熔接痕是一种塑胶产品缺陷，那么我们可以把关于熔接痕的概念类知识，迁移到所有的塑胶产品缺陷上，包括塑胶件缩水、塑胶件内应力、塑胶件翘曲变形等，我们都可以使用类似的结构和角度去分析和解决。
2.3 程序类知识
事实类知识和概念类知识是关于WHAT的知识，即知识是什么。
程序类知识是关于HOW的知识，即如何做某事的知识。这里，“某事”是完成相当程式化的练习，可能是解决新问题难题，也可能是它们之间的任何事情。
通常，程序类知识需要遵循一系列或序列步骤的形式出现，包括技能、算法、技术和方法等。
例如，注塑成型冷却时间的计算公式就是程序类知识。
▲注塑成型冷却时间的计算公式
上一节中，产品结构设计类问题的解决思路和流程也是程序类知识。
▲问题解决的程序化思路
程序类知识是方法，与具体学科、具体领域存在密切关系，可以在本学科、本领域进行迁移。
如果我们掌握的程序类知识越多，那么我们就能轻易的从从一个行业跳槽到另外一个行业，因为即使产品不一样，但是产品结构设计的方法和理论都是一样，可以从一种产品迁移到另一种产品。
从另外一个角度来说，为什么很多工程师觉得跳槽到另一行业非常有挑战？或者在面试时被拒？
那就是因为工程师没有掌握产品结构设计的程序类知识，仅仅是学习了事实类知识和概念类知识。
2.4 元认知类知识
元认知类知识是关于一般认知的知识以及关于自我认知的意识和知识。
我们对自己学习中感知、记忆、思维、想象等认知活动的再认识、再思考及进行积极的监控，就属于元认知的范围。
简单的说，元认知类知识就是关于认知的知识。
元认知的实质是人的自我监控，元认知的作用是从深层次提高学习能力和从根本上提高学习效果。
以下这些就属于元认知类知识：
- 我擅长记忆知识；
- 我不擅长写作；我需要有意识的去补强写作能力，制定计划（例如每周写一篇文章或PPT）、并监测自己是否按照计划进行。
- 我对塑胶材料很精通，但是我对注塑模具知之甚少；
- 上一节所说的“问题解决的程序化思路”是一个非常有效的问题解决方法，适用于解决产品结构设计过程中碰到的问题和挑战；当然，这种思路存在着优化的空间；
元认知类知识，与具体学科、具体领域不存在密切关系，可以跨学科、跨领域进行迁移。
很多高手，做产品设计工程师很成功，转行去做项目管理、做销售等也很成功，根本原因就是他们学习和掌握了元认知类知识。
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知识内容维度的等级、关系和价值
3.1 知识内容维度的等级
四类知识，从价值和迁移性来说，等级如下所示：
事实类知识的价值最低、可迁移性最差；
元认知类知识的价值最高、可迁移性最高；
当然，并不是说低维度的知识我们就不去学。
每一个低维度知识，都是高一层维度知识的基石。
如果没有下一层低维度知识的支撑，我们就无法掌握上一层维度知识。
3.2 四类知识的相互关系
如果把知识比喻成一棵树的话，那么：
事实上类知识就是树叶；
概念类知识就是树枝；
程序类知识就是树干；
元认知类知识就是树根；
3.3 利用知识维度指导学习方向
当我们清楚四类知识的维度等级之后，我们就可以使用维度等级来指明我们学习的方向：即我们应当去学习更高知识维度的知识。
当然，这并不是说较低知识维度的知识没有价值。
如果我们在一个行业内呆的足够久，记住足够多的低纬度知识，我们也非常有机会成为该行业领域里面的资深工程师。
但是，如果我们想成为专家、成为大师，仅仅依靠低纬度知识是无法进行的。
这有三个原因：
1）低维度知识的迁移性比较差
换一个产品，或者换一个使用场合，只要知识依托的环境发生变化，低维度知识就无法迁移。如果我们傻乎乎的照搬或迁移，那么错误就有可能发生。
2）人的大脑无法记住太多的低维度知识
低维度知识就是一个个的知识点，没有连接。而低维度的知识又很多，要想记住众多的低维度知识，难度非常大。
而相反，如果我们掌握高维度的知识，那么很容易通过自上而下、从整体到局部的方式，去学习和掌握低维度知识。
这就是我们常说的降维打击。
3) 低维度知识普遍存在
低纬度知识是普遍存在、发展成熟的知识，在网络上、在书籍上，在手册上，应有尽有，需要的时候我们可以直接去搜索读取即可。
而且低维度知识，每个工程师都有机会去获取，你会他（她）也会，这就让工程师很难形成独特的竞争力。
如果我们的脑子里全部存储是低维度知识，特别是事实类知识，那么我们就需要去反思自己的学习方向是否存在偏差。
我们应当具备更高维度的知识，只有这样我们才能成为大师。
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如何去提升知识维度
1）有意去提升知识维度
我们做完每一个项目之后，就会总结出各方面的经验教训知识，绝大多数的经验教训都是低维度的知识例如事实类知识；我们通过看书、看资料，也经常学习到很多低维度的知识。
当我们总结出或者学习到低维度知识时，我们需要有意的去寻找这些知识与我们固有知识的连接，尽可能的把知识维度向上提升和扩展。
2）反思和总结
孔子讲：每日三省吾身，就是要不断的反思自己，调整自己。
工程师应养成反思的习惯，善于总结自己的成功经验，特别要注意总结自己成功的学习方法和思维方法，借鉴他人在这方面的经验，不断养成最适合自己的学习方法和思维方法。
可以采用以下方法
方法１、反思录：每天记学习反思录是一种很好的总结方法。记的内容可包括当天学习的主要内容、知识点及其之间的联系，容易混淆的概念和容易出现的错误，自己在学习上的进步及不足等。
方法２、打坐冥想：放空自己，思考自己一天的收获和问题，思考自己如何改进自己的学习和思维过程，进行认知重建。
3）刻意练习
很多工程师看了本文，觉得非常有道理。
但是仅仅是看了本文，没有去刻意练习，以致于最后“一看就会，一用就废”。
要想成为高手，必须进行刻意练习。
欢迎加入【工程师学院】知识星球，与500多位工程师一起，刻意练习。
4）读书
读书是提升知识维度的最好办法。
对于产品结构设计来说，我们不但要读本专业的书籍，我们还要读其它学科的书籍，例如关于认知的书籍、哲学书籍、心理学书籍等等。
书看得越多，认知能力就越高，也越容易学习和掌握高维度的知识。
最后的话
工作多年，我们依然是小白？
还是逐渐成长为资深、专家或者大师？
这与我们努力与否、勤奋与否没有必然的关系。
而是与我们学习知识的内容维度具有直接关系。
那些最终成为大师的工程师，善于利用四种知识维度，在积累掌握低维度知识的基础上，不断向上升维、不断向上进化，最终成为为专家和大师。
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作者简介：钟元，著有书籍《面向制造和装配的产品设计指南》和《面向成本的产品设计：降本设计之道》
只顾埋头画图、不抬头看路的工程师，
和一边画图、一边思考的工程师，
注定是截然不同的职场命运。
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