工程認識實訓平臺建設促進工程倫理教學

宋以國 聶志強 韓永杰

（哈爾濱工程大學工程訓練中心，黑龍江哈爾濱 150001）

《工程倫理與工程認識》課程是面向全校各專業(yè)本科一年級學生的通識教育必修課程，根據(jù)中國工程教育認證通用標準（2015版）的要求，在普及基本工程知識，初步建立工程概念的基礎上，了解工程、工程技術和工程倫理的基本內涵，形成工程倫理意識，引導大一新生從科學理論學習轉向工程實踐。面向來自不同專業(yè)，對工程實際缺乏了解的大一學生開展工程與工程倫理教育，必須將工程基本知識的普及與工程倫理意識的培養(yǎng)有機結合，帶領學生走進工程、認識工程、了解工程，在此基礎上形成工程倫理意識，并激發(fā)起學生進一步學習科學技術和自主探索工程領域奧秘的好奇心和興趣。為了更好地完成教學任務，使學生能夠將理論知識與工程實際結合起來，培養(yǎng)學生工程素質，進行《工程倫理與工程認識》課程的實踐教學平臺建設是十分必要的。

1 工程認知類課程的地位及現(xiàn)狀

1.1 工程認知類課程的地位

全國各大高校都非常重視工程訓練課程的建設和發(fā)展，工程訓練內容已經實現(xiàn)了質的飛躍，根據(jù)不同的專業(yè)內容和自身發(fā)展狀態(tài)，工程訓練內容既有共性又有特色。大多數(shù)學校都采用三個層次的工程訓練課程體系：認識或認知訓練——技術和工藝訓練——綜合和創(chuàng)新訓練。多層次的工程訓練可使學生在知識學習、技能訓練和能力培養(yǎng)等方面得到協(xié)同發(fā)展。《工程倫理與工程認識》屬于其中的第一個層次，針對本科一年級新生的一門理論與實踐相結合的通識教育課程，以培養(yǎng)工程意識和工程素質為主的工程感性認識教育。開設這門課程的目的，是針對沒有工程實踐經歷的大學一年級學生，使其能初步接受工程的啟蒙教育，建立工程基本概念，形成工程倫理意識，并為后續(xù)工程訓練、工程綜合與工程創(chuàng)新課程打下堅實基礎。[1]

1.2 工程認知類課程的現(xiàn)狀

根據(jù)各高校的特色與優(yōu)勢，工程認知類課程的教學內容差異較大。大連理工大學的認識性工程訓練教學簡單、時間短，操作簡單或者不操作，主要通過多媒體、展板、展柜等演示（展示），初步的學習、認識和了解設備、工藝過程及其他工程實踐。北京航空航天大學的工程認識課程主要通過工業(yè)現(xiàn)場參觀、典型機械拆裝（自行車、鼠標、U盤）、RE（反求工程）&RP（快速原型技術）先進制造技術演示、生物醫(yī)用材料實驗演示、計算機原理與拆裝、氣動控制技術與電器控制技術、可編程控制器和工業(yè)機器人等教學內容，提供了一個機、電、控綜合的學習平臺，緊密結合現(xiàn)代制造技術的發(fā)展方向,使學生得到綜合的訓練。

武漢大學堅持大工程、大系統(tǒng)、全過程的工程認知教學理念，憑借在水利、電力行業(yè)領域優(yōu)勢，創(chuàng)建綠色能源為主體、融機械、材料于一體的能源工程認知平臺，展板、實物、模型演示講解、多媒體視頻相結合，運用先進的多媒體技術手段解說發(fā)電原理及設備結構。同時讓學生了解安全、環(huán)保、質量等大工程背景知識，建立學生的基本工程素養(yǎng)。合肥工業(yè)大學的工程認知博物館，利用各類實物、照片、圖表、模型、繪畫、雕塑、景觀等以及運用聲、光、電等現(xiàn)代科技手段，提高了工程認知博物館的展品層次與效果，為開展工程教育提供了平臺，有助于凸顯高校工程文化、豐富教育教學內涵、提升大學生的工程實踐能力，對培養(yǎng)創(chuàng)新型工程科技人才具有積極的作用。[2]

工程認知類課程在學生工程素質培養(yǎng)方面發(fā)揮了重要作用，但是也存在以下問題：

（1）教學內容側重理論知識，沒有與工程實際緊密聯(lián)系。學生對理論知識的認知停留在表面，不能很好地利用課上學到的新知識來解決實際問題。

（2）教學過程中教師過于強調工程知識的傳授，而忽略了知識的綜合運用，大工程意識的養(yǎng)成，忽略了讓學生了解工程活動中除了技術問題還有倫理問題。

2 《工程倫理與工程認識》課程實踐教學平臺建設理念

2.1 突出工程素質培養(yǎng)的教育理念

在教學中向學生傳授工程知識比較容易，但要切實培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，提高他們的綜合素質，卻比較困難。實踐教學平臺的建設必須以工程化和實踐性為根本依據(jù)，以培養(yǎng)學生的動手操作能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力為基本原則。從產品生產的實際出發(fā)，不僅要向學生傳授工程知識，更要注重學生理論知識與工程實踐相結合，尤其是工程倫理意識的形成，培養(yǎng)學生的工程素質，支撐工程教育專業(yè)認證。

2.2 堅持以學生為中心，強調學生的主動學習

堅持以學生為中心的教育理念，改變以教師講授為主的滿堂灌的教學方式。根據(jù)課程定位和教學目標、任務，設計教學內容，選擇教學載體，開發(fā)實踐訓練項目，進行相應的教學設備與教學環(huán)境建設，通過工程案例式教學、啟發(fā)式教學激發(fā)學生學習的主動性。

3 《工程倫理與工程認識》課程實踐教學平臺建設

3.1 《工程倫理與工程認識》課程教學對象分析

《工程倫理與工程認識》課程是三個層次的工程訓練課程體系中的第一個層次，教學對象是大學一年級學生，教學目標是建立工程基本概念，形成工程倫理意識，激發(fā)起學生進一步學習科學技術和自主探索工程領域奧秘的好奇心和興趣，為后續(xù)工程實踐和專業(yè)課程的學習奠定基礎。在充分理解課程教學大綱和教學目標的基礎上，只有對我校大學一年級學生的特點進行具體的分析和總結，在實踐教學平臺建設和教學設計上才能夠做到有的放矢，有針對性地解決相應的問題。[3]根據(jù)多年的教學經驗和學生的課后反饋，認為：

（1）對工程的了解程度上，大一學生缺乏工程知識，沒有工程實踐經歷，對工程實際缺乏了解。

（2）在學習態(tài)度上，對于少數(shù)非機電類專業(yè)，尤其是非工科專業(yè)的學生，學習態(tài)度不認真，認為課程的教學內容與他們的專業(yè)差距較大，學了也沒什么用。

（3）動手實踐能力和參與動手的主觀性和積極性上，學生之間的差距比較大。有的學生動手能力較弱，完成實踐訓練項目存在困難。當然，少數(shù)學生參與動手實踐的主動性較差。

（4）對未來的職業(yè)規(guī)劃沒有相對清晰的認識，得過且過。

3.2 畢業(yè)要求指標點分析

通過對工程教育認證標準進行分析、研究，得出《工程倫理與工程認識》課程能夠支撐的畢業(yè)要求指標點，主要涉及工程知識、問題分析、工程與社會、個人與團隊、溝通、職業(yè)規(guī)范、終身學習等。為了支撐學校本科生專業(yè)認證工作，應根據(jù)學校的人才培養(yǎng)目標，建設特色分明的實踐教學平臺。

3.3 教學載體選擇及課程設計

根據(jù)學校人才培養(yǎng)方案，基于工程教育認證標準和專業(yè)認證工作的需求，在大學本科一年級各專業(yè)學生中開展工程和工程倫理教育。分析《工程倫理與工程認識》課程與本科生人才培養(yǎng)的實際需求之間的內在聯(lián)系。根據(jù)課程定位、教學目標和教學內容以及大一學生具備的知識、能力和技能，開發(fā)適應大一學生特點的教學載體。構建工程基本概念的建立與工程倫理意識的形成有機融合、相互促進的課程體系。[4]

選擇學生相對比較熟悉的機電產品為教學載體，通過對機電產品及其工程動力、機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的基本認識與實踐，了解工程和工程技術。在普及基本工程知識，初步建立工程概念的基礎上，培養(yǎng)學生形成工程倫理意識，初步具備辯識工程實踐中典型倫理問題的能力，理解工程師的工程倫理責任。例如，在初步認識和了解動力設備的主要種類和應用、船用柴油機基本組成的基礎上，以發(fā)動機主要零部件的加工工藝為案例，了解工程活動中人與環(huán)境的關系，進一步認識到工程師應承擔的環(huán)境倫理責任；在初步認識和了解齒輪傳動和船用齒輪箱基本組成的基礎上，以齒輪箱主要零件的加工過程為案例，具體了解安全生產相關知識并進一步建立起安全意識；以電氣控制柜設計的基本原則引出工程師在設計中必須遵守工程標準和規(guī)范，認識到工程活動中工程師應承擔的倫理責任；以不同的電梯標準為例了解工程活動中成本、質量、安全的矛盾，各方利益的沖突與平衡。

圍繞工程活動在產品全生命周期，尤其是在設計、制造階段可能存在的技術問題和倫理問題組織教學內容，在具體的工程實踐活動中建立工程倫理意識，實現(xiàn)課程內容與教學載體的緊密結合，使學生能夠更好地理解工程倫理概念和工程活動中出現(xiàn)的倫理問題。同時在理解工程倫理原則和規(guī)范的基礎上分析工程實踐中的典型倫理問題，有助于學生對復雜工程問題解決方案對社會、安全、環(huán)境、質量、成本等產生影響的認識和理解。提升學生學習興趣，培養(yǎng)學生工程素質，提高教學效果，實現(xiàn)對工程教育專業(yè)認證的支撐。

3.4 教學資源建設

3.4.1 實踐訓練項目的開發(fā)、設計與教學設備建設

根據(jù)機電產品的組成進行模塊化教學，分別開發(fā)設計了發(fā)動機模型的裝拆、簡單機械系統(tǒng)（包括原動力+傳動機構+工作機構）的裝配、流水燈控制系統(tǒng)的實現(xiàn)以及機電一體化綜合體驗等四個相互聯(lián)系而又獨立的教學模塊和實踐訓練項目。學生在實際操作中研究、討論、實踐、探索，提出解決問題的辦法。通過實踐動手操作能夠使學生更具體、深入地認識和理解相關理論知識，培養(yǎng)學生團隊合作和溝通交流的能力。而在成績評定方面，作為實踐類課程，與理論課程相比，要更加強調學生的學習過程，注重對學生動手實踐能力、工程職業(yè)素養(yǎng)和安全等方面的考評，體現(xiàn)學生在畢業(yè)要求指標點的學習成果。[5]

3.4.2 教學環(huán)境建設

大一學生對工程實際接觸較少，多數(shù)學生沒有實踐經驗，將所學的理論知識與實際相結合時可能存在一定的困難。因此教學中不能完全依靠多媒體課件，而應該通過產品實物、模型演示等進行直觀教學，使學生產生一種具體的形象思維，在感性認識的基礎上掌握知識要點，增強學生對工程知識的理解，同時讓學生帶著好奇心進入到教學中，提高學生的學習興趣。另外，教師理論講授的時間有限，要在很短的時間內讓學生了解相關知識，從而運用到實踐操作和案例研討中，并起到一定的指導作用，這也需要對理論講授內容進行擴展。

通過教學場地建設和布置，利用產品實物、典型零件加工過程件、展柜、模型、展板等大量的教學資源，構建豐富的學習情境，促進學生自主學習，解決學時有限，影響教學效果的問題，有效提高學生在動手操作與案例研討中的參與度。展柜、模型展示機械系統(tǒng)中常用機構和常用零件；齒輪減速器中典型零件，包括軸、齒輪和箱體的加工過程件，并配有零件加工方法和工藝過程的詳細說明；還有汽車模型、床頭箱模型、發(fā)動機實物等教學資源，營造一個仿真度較高的工程環(huán)境，拓寬學生獲取知識信息的渠道，擴大了學生的知識面。教學環(huán)境的建設還展現(xiàn)了工程特色，創(chuàng)造了良好的工程文化氛圍，激發(fā)了學生主動學習的積極性。[6]

4 結論

根據(jù)課程目標和教學內容的要求，設計實踐教學項目，并進行相應的教學設備建設。根據(jù)教學設計，進行教學資源、環(huán)境建設。學習其他高校工程認知和工程文化博物館的先進經驗，通過實物、模型、展板等的演示講解，多媒體視頻等手段拓寬學生獲取信息的途徑，擴大學生知識面，充分展現(xiàn)工程特色，創(chuàng)造良好的工程文化氛圍，充分激發(fā)學生的學習興趣和主動學習的積極性。實踐教學平臺充分體現(xiàn)出安全、環(huán)保、質量、成本、管理、經濟等工程基本概念，實現(xiàn)課程目標教學和任務。