机械领域 “工程伦理” 教学改革研究与混合教学模式实践

赵啦啦，刘新华，韩 静

（中国矿业大学机电工程学院 江苏 徐州 221116）

工程活动在社会发展过程中始终发挥着重要作用，对人们的生产生活产生越来越广泛的影响。工程实践引发的各种伦理问题，直接关系到人类社会的进步和可持续发展[1]。在国际上，工程伦理教育受到广泛的关注[2-3]。

我国是工程大国，但与国际上的工程伦理教育相比，我国的工程伦理研究和教育均相对滞后。因此，迫切需要加强工程伦理教育[4-5]。目前，国内的工程伦理教育受到工程界、教育界和政府相关部门的高度关注。在工程教育中全面推进工程伦理教育成为各界共识，在2015 年全国工程专业学位研究生教育指导委员组织清华大学、浙江大学等多所院校的十几位专家合作编写了 “工程伦理” 教材并录制相关的MOOC 课程。工程伦理教育已成为国内高校工科专业本科生及专业学位硕士研究生培养方案中的重要环节之一。

目前，机械领域 “工程伦理” 课程常规教材中的教学案例主要涉及电子信息、材料与化工、资源与环境、能源动力、土木水利、生物与医药、交通运输7 个专业学位类别，而唯独缺少机械专业相关的教学案例，不利于机械类本科生和专业学位硕士研究生学习、应用有关工程伦理的基本理论和基本知识[6]。

基于上述国内外工程伦理教育的发展背景概况，并结合中国矿业大学机电工程学院机械领域 “工程伦理” 课程的教学实践，可以总结出目前机械领域工程伦理研究和教育的现状与趋势如下[7-8]：

①工程伦理教育的重视程度显著增加，课程学时得到了明显提高，但目前缺少机械领域工程伦理的教学案例资源，不利于培养机械类本科生和专业学位硕士研究生的伦理意识和伦理规范。因此，亟须建立机械领域工程伦理教学案例库。

②教学模式以线下的课堂教学为主，但由于工程伦理课程具有显著的人文学科特性，理论教学不利于提升学生对工程伦理问题的辨识能力和案例分析能力。因此，亟须探索案例教学与翻转课堂相结合的混合教学模式。

1 工程伦理教学改革的主要内容和实践意义

1.1 主要内容

本教学改革研究的主要内容包括机械领域 “工程伦理” 典型教学案例研究及工程伦理解析和案例式与翻转课堂相结合的混合教学模式研究及实践策略两方面的内容。研发适用于机械类专业学生的工程伦理教学案例，分析机械工程领域面对的特殊伦理问题，以及工程实践中共性的伦理问题在机械工程领域中的特殊表现，并研究工程伦理相关的基本理论注入教学案例的方式及呈现方法。研究案例式教学在课堂教学过程中对讲解工程伦理基本规范以及培养学生工程伦理意识和责任感的作用机制，开展案例式与翻转课堂相结合的混合教学模式实践，探索工程伦理思维的高效注入以及启发式与探索式相融合的实践策略。

1.2 实践意义

开展本教学改革的研究和实践，建立机械类本科以及工程专业学位硕士研究生 “工程伦理” 课程的典型教学案例库，将有助于进一步提升机械领域 “工程伦理” 课程教学质量，有助于培养机械类本科以及工程专业学位硕士研究生的社会责任感与职业素养，提高未来机械工程师的职业规范意识、道德判断力等工程伦理意识，增强其遵循伦理规范的自觉性，提升应对工程伦理问题的能力，让工程更好地造福社会和人类。

2 工程伦理教学改革的实施路线和实践案例

2.1 实施路线

图1 所示为本教学改革的总体研究思路和实施方案，主要由典型教学案例研究和混合教学模式实践两部分组成。通过将工程伦理基本理论注入矿山机械等机械工程领域的典型案例，建立适用于机械类专业学生的工程伦理教学案例库。此外，通过采用案例式和翻转课堂的混合教学模式，以及采用启发式和探索式教学策略开展工程伦理教学实践。本文的研究成果有助于提升机械类专业学位硕士研究生对工程伦理问题的敏感性，增强学生认知工程实践中各种伦理问题的自觉性和能动性，提高学生应用工程伦理基本规范的水平和工程伦理决策能力。

图1 教学改革的总体研究思路和实施方案

2.2 典型教学案例研究

机械类专业除了机械工程等传统专业方向外，还包括了智能制造工程等新工科专业方向。机械类专业所涉及的知识面宽广，同时，各领域中的工程问题基本上都与机械类专业相关，因此，机械领域蕴含着丰富的工程伦理问题。

以 “制造业自动化和智能化引发的工程伦理问题讨论” 的机械领域工程伦理案例分析过程为例。首先，对制造业技术变革历程及现状进行了介绍，分析了制造业自动化和智能化在提升生产效率、降低劳动强度以及改善劳动环境等方面的积极作用。其次，分别针对制造业自动化和智能化所引发的工程伦理问题进行了分析和讨论。例如，自动化技术的应用降低了对员工的技术要求，进而导致工匠精神的缺失，需要通过健全工匠精神的培育机制和丰富培育形式载体等方法改善此问题。随着人工智能、大数据等新技术的应用，制造业进入了智能化阶段，同时制造业智能化也引发了新的工程伦理问题。例如，数字化制造等技术存在数据泄露风险，需要通过推动人工智能技术的风险共识，推动各国完善人工智能立法以及推进全球合作立法、建立共同监督机制等措施来避免该问题。

研究机械领域工程伦理案例，建立典型教学案例库并应用于工程伦理的理论教学过程中，有助于学生理解有关工程伦理的基本理论，提升学生应用有关理论进行案例分析的能力，最终提高学生的工程伦理意识和决策能力。

2.3 混合教学模式实践

在理论教学和案例教学的基础上，进一步开展学生专题汇报形式的翻转课堂，并将翻转课堂的成绩作为学生平时成绩的重要组成部分。课程的各个教学环节共同形成了混合式的教学模式，有效提升了学生在教学过程中的参与度，并提高了学生的学习主动性以及应用工程伦理基本规范的水平和工程伦理决策能力。

以2022 级机械工程专业学生所开展的部分翻转课堂报告示例。如，报告 “故障诊断中的工程伦理问题” ，在论述工程特征、工程风险的来源等工程伦理基础概念的基础上，重点分析了故障诊断与工程伦理的联系，并引发了工程师的伦理责任在防范工程风险上的重要作用的思考和讨论。报告 “虚拟现实技术中的伦理问题” ，介绍了虚拟现实技术在机械工程领域中用于虚拟设计、工业仿真等案例，同时分析了虚拟现实技术所引发虚拟世界对真实世界的过度替代、隐私泄露与数据滥用、虚拟沉迷与成瘾、人类主体的自主性被削弱等社会伦理问题的思考和讨论，并提出了确立虚拟现实技术的动态伦理构建策略的设想。除了机械领域通用的案例分析外，部分报告还涉及了矿山工程领域的实际案例。如，报告 “钢丝绳在线断丝检测中的伦理问题” 主要通过实际案例分析了钢丝绳断丝的风险来源及原因，进而引出了工程的价值以及工程师要始终把公众的安全、环境的保护及社会影响置于首位的工程伦理基本准则。与上述报告不同，在 “煤矿开采中的顶板支护伦理问题” 的报告中，不仅通过典型的顶板安全事故进行案例分析和伦理慎思，而且通过正面案例（神东煤炭首套沿空留巷门式支架）引入了机械工程师的职业和社会责任伦理，从而引导学生努力成长为勇于创新、努力实现工程价值和利益的工程师。

3 总结

本文开展了机械领域 “工程伦理” 教学改革研究与混合教学模式实践，建立了适用于机械领域 “工程伦理” 的教学资源库，开发了具有矿山机械行业特色的典型工程伦理教学案例，建立了案例式教学与翻转课堂教学相结合的混合教学模式，实现了机械类专业学生工程伦理思维的高效注入。所得研究成果有助于提升机械类本科生和专业学位硕士研究生对工程伦理问题的敏感性，增强学生理解、重视工程实践中各种伦理问题的自觉性和能动性，从而提升学生对工程伦理基本规范的掌握程度，有效提高机械类专业学生的工程伦理决策能力。