工程认识实训平台建设促进工程伦理教学

宋以国 聂志强 韩永杰

（哈尔滨工程大学工程训练中心，黑龙江哈尔滨 150001）

《工程伦理与工程认识》课程是面向全校各专业本科一年级学生的通识教育必修课程，根据中国工程教育认证通用标准（2015版）的要求，在普及基本工程知识，初步建立工程概念的基础上，了解工程、工程技术和工程伦理的基本内涵，形成工程伦理意识，引导大一新生从科学理论学习转向工程实践。面向来自不同专业，对工程实际缺乏了解的大一学生开展工程与工程伦理教育，必须将工程基本知识的普及与工程伦理意识的培养有机结合，带领学生走进工程、认识工程、了解工程，在此基础上形成工程伦理意识，并激发起学生进一步学习科学技术和自主探索工程领域奥秘的好奇心和兴趣。为了更好地完成教学任务，使学生能够将理论知识与工程实际结合起来，培养学生工程素质，进行《工程伦理与工程认识》课程的实践教学平台建设是十分必要的。

1 工程认知类课程的地位及现状

1.1 工程认知类课程的地位

全国各大高校都非常重视工程训练课程的建设和发展，工程训练内容已经实现了质的飞跃，根据不同的专业内容和自身发展状态，工程训练内容既有共性又有特色。大多数学校都采用三个层次的工程训练课程体系：认识或认知训练——技术和工艺训练——综合和创新训练。多层次的工程训练可使学生在知识学习、技能训练和能力培养等方面得到协同发展。《工程伦理与工程认识》属于其中的第一个层次，针对本科一年级新生的一门理论与实践相结合的通识教育课程，以培养工程意识和工程素质为主的工程感性认识教育。开设这门课程的目的，是针对没有工程实践经历的大学一年级学生，使其能初步接受工程的启蒙教育，建立工程基本概念，形成工程伦理意识，并为后续工程训练、工程综合与工程创新课程打下坚实基础。[1]

1.2 工程认知类课程的现状

根据各高校的特色与优势，工程认知类课程的教学内容差异较大。大连理工大学的认识性工程训练教学简单、时间短，操作简单或者不操作，主要通过多媒体、展板、展柜等演示（展示），初步的学习、认识和了解设备、工艺过程及其他工程实践。北京航空航天大学的工程认识课程主要通过工业现场参观、典型机械拆装（自行车、鼠标、U盘）、RE（反求工程）&RP（快速原型技术）先进制造技术演示、生物医用材料实验演示、计算机原理与拆装、气动控制技术与电器控制技术、可编程控制器和工业机器人等教学内容，提供了一个机、电、控综合的学习平台，紧密结合现代制造技术的发展方向,使学生得到综合的训练。

武汉大学坚持大工程、大系统、全过程的工程认知教学理念，凭借在水利、电力行业领域优势，创建绿色能源为主体、融机械、材料于一体的能源工程认知平台，展板、实物、模型演示讲解、多媒体视频相结合，运用先进的多媒体技术手段解说发电原理及设备结构。同时让学生了解安全、环保、质量等大工程背景知识，建立学生的基本工程素养。合肥工业大学的工程认知博物馆，利用各类实物、照片、图表、模型、绘画、雕塑、景观等以及运用声、光、电等现代科技手段，提高了工程认知博物馆的展品层次与效果，为开展工程教育提供了平台，有助于凸显高校工程文化、丰富教育教学内涵、提升大学生的工程实践能力，对培养创新型工程科技人才具有积极的作用。[2]

工程认知类课程在学生工程素质培养方面发挥了重要作用，但是也存在以下问题：

（1）教学内容侧重理论知识，没有与工程实际紧密联系。学生对理论知识的认知停留在表面，不能很好地利用课上学到的新知识来解决实际问题。

（2）教学过程中教师过于强调工程知识的传授，而忽略了知识的综合运用，大工程意识的养成，忽略了让学生了解工程活动中除了技术问题还有伦理问题。

2 《工程伦理与工程认识》课程实践教学平台建设理念

2.1 突出工程素质培养的教育理念

在教学中向学生传授工程知识比较容易，但要切实培养学生的工程实践能力和创新能力，提高他们的综合素质，却比较困难。实践教学平台的建设必须以工程化和实践性为根本依据，以培养学生的动手操作能力、工程实践能力和创新能力为基本原则。从产品生产的实际出发，不仅要向学生传授工程知识，更要注重学生理论知识与工程实践相结合，尤其是工程伦理意识的形成，培养学生的工程素质，支撑工程教育专业认证。

2.2 坚持以学生为中心，强调学生的主动学习

坚持以学生为中心的教育理念，改变以教师讲授为主的满堂灌的教学方式。根据课程定位和教学目标、任务，设计教学内容，选择教学载体，开发实践训练项目，进行相应的教学设备与教学环境建设，通过工程案例式教学、启发式教学激发学生学习的主动性。

3 《工程伦理与工程认识》课程实践教学平台建设

3.1 《工程伦理与工程认识》课程教学对象分析

《工程伦理与工程认识》课程是三个层次的工程训练课程体系中的第一个层次，教学对象是大学一年级学生，教学目标是建立工程基本概念，形成工程伦理意识，激发起学生进一步学习科学技术和自主探索工程领域奥秘的好奇心和兴趣，为后续工程实践和专业课程的学习奠定基础。在充分理解课程教学大纲和教学目标的基础上，只有对我校大学一年级学生的特点进行具体的分析和总结，在实践教学平台建设和教学设计上才能够做到有的放矢，有针对性地解决相应的问题。[3]根据多年的教学经验和学生的课后反馈，认为：

（1）对工程的了解程度上，大一学生缺乏工程知识，没有工程实践经历，对工程实际缺乏了解。

（2）在学习态度上，对于少数非机电类专业，尤其是非工科专业的学生，学习态度不认真，认为课程的教学内容与他们的专业差距较大，学了也没什么用。

（3）动手实践能力和参与动手的主观性和积极性上，学生之间的差距比较大。有的学生动手能力较弱，完成实践训练项目存在困难。当然，少数学生参与动手实践的主动性较差。

（4）对未来的职业规划没有相对清晰的认识，得过且过。

3.2 毕业要求指标点分析

通过对工程教育认证标准进行分析、研究，得出《工程伦理与工程认识》课程能够支撑的毕业要求指标点，主要涉及工程知识、问题分析、工程与社会、个人与团队、沟通、职业规范、终身学习等。为了支撑学校本科生专业认证工作，应根据学校的人才培养目标，建设特色分明的实践教学平台。

3.3 教学载体选择及课程设计

根据学校人才培养方案，基于工程教育认证标准和专业认证工作的需求，在大学本科一年级各专业学生中开展工程和工程伦理教育。分析《工程伦理与工程认识》课程与本科生人才培养的实际需求之间的内在联系。根据课程定位、教学目标和教学内容以及大一学生具备的知识、能力和技能，开发适应大一学生特点的教学载体。构建工程基本概念的建立与工程伦理意识的形成有机融合、相互促进的课程体系。[4]

选择学生相对比较熟悉的机电产品为教学载体，通过对机电产品及其工程动力、机械系统和控制系统的基本认识与实践，了解工程和工程技术。在普及基本工程知识，初步建立工程概念的基础上，培养学生形成工程伦理意识，初步具备辩识工程实践中典型伦理问题的能力，理解工程师的工程伦理责任。例如，在初步认识和了解动力设备的主要种类和应用、船用柴油机基本组成的基础上，以发动机主要零部件的加工工艺为案例，了解工程活动中人与环境的关系，进一步认识到工程师应承担的环境伦理责任；在初步认识和了解齿轮传动和船用齿轮箱基本组成的基础上，以齿轮箱主要零件的加工过程为案例，具体了解安全生产相关知识并进一步建立起安全意识；以电气控制柜设计的基本原则引出工程师在设计中必须遵守工程标准和规范，认识到工程活动中工程师应承担的伦理责任；以不同的电梯标准为例了解工程活动中成本、质量、安全的矛盾，各方利益的冲突与平衡。

围绕工程活动在产品全生命周期，尤其是在设计、制造阶段可能存在的技术问题和伦理问题组织教学内容，在具体的工程实践活动中建立工程伦理意识，实现课程内容与教学载体的紧密结合，使学生能够更好地理解工程伦理概念和工程活动中出现的伦理问题。同时在理解工程伦理原则和规范的基础上分析工程实践中的典型伦理问题，有助于学生对复杂工程问题解决方案对社会、安全、环境、质量、成本等产生影响的认识和理解。提升学生学习兴趣，培养学生工程素质，提高教学效果，实现对工程教育专业认证的支撑。

3.4 教学资源建设

3.4.1 实践训练项目的开发、设计与教学设备建设

根据机电产品的组成进行模块化教学，分别开发设计了发动机模型的装拆、简单机械系统（包括原动力+传动机构+工作机构）的装配、流水灯控制系统的实现以及机电一体化综合体验等四个相互联系而又独立的教学模块和实践训练项目。学生在实际操作中研究、讨论、实践、探索，提出解决问题的办法。通过实践动手操作能够使学生更具体、深入地认识和理解相关理论知识，培养学生团队合作和沟通交流的能力。而在成绩评定方面，作为实践类课程，与理论课程相比，要更加强调学生的学习过程，注重对学生动手实践能力、工程职业素养和安全等方面的考评，体现学生在毕业要求指标点的学习成果。[5]

3.4.2 教学环境建设

大一学生对工程实际接触较少，多数学生没有实践经验，将所学的理论知识与实际相结合时可能存在一定的困难。因此教学中不能完全依靠多媒体课件，而应该通过产品实物、模型演示等进行直观教学，使学生产生一种具体的形象思维，在感性认识的基础上掌握知识要点，增强学生对工程知识的理解，同时让学生带着好奇心进入到教学中，提高学生的学习兴趣。另外，教师理论讲授的时间有限，要在很短的时间内让学生了解相关知识，从而运用到实践操作和案例研讨中，并起到一定的指导作用，这也需要对理论讲授内容进行扩展。

通过教学场地建设和布置，利用产品实物、典型零件加工过程件、展柜、模型、展板等大量的教学资源，构建丰富的学习情境，促进学生自主学习，解决学时有限，影响教学效果的问题，有效提高学生在动手操作与案例研讨中的参与度。展柜、模型展示机械系统中常用机构和常用零件；齿轮减速器中典型零件，包括轴、齿轮和箱体的加工过程件，并配有零件加工方法和工艺过程的详细说明；还有汽车模型、床头箱模型、发动机实物等教学资源，营造一个仿真度较高的工程环境，拓宽学生获取知识信息的渠道，扩大了学生的知识面。教学环境的建设还展现了工程特色，创造了良好的工程文化氛围，激发了学生主动学习的积极性。[6]

4 结论

根据课程目标和教学内容的要求，设计实践教学项目，并进行相应的教学设备建设。根据教学设计，进行教学资源、环境建设。学习其他高校工程认知和工程文化博物馆的先进经验，通过实物、模型、展板等的演示讲解，多媒体视频等手段拓宽学生获取信息的途径，扩大学生知识面，充分展现工程特色，创造良好的工程文化氛围，充分激发学生的学习兴趣和主动学习的积极性。实践教学平台充分体现出安全、环保、质量、成本、管理、经济等工程基本概念，实现课程目标教学和任务。