机械工程伦理范文

时间:2023-07-07 10:46:42

机械工程伦理

机械工程伦理范文第1篇

关键词:培养方案;教学计划;滑铁卢大学机械工程专业;湖南大学车辆工程专业

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)30-0001-04

一、引言

随着市场经济运行的不断深入,企业的技术基础、工作手段、专业化分工、工作方式、对产品的要求及制约企业发展的主要矛盾都发生了显著的变化,这种需求的变化导致企业对大学毕业生的能力需求发生巨大的变化。目前,国内外都非常重视学生能力的培养。中国机械工程学会2012年12月的机械工程教育峰会主题就是“聚焦学生能力的培养”,大连理工大学的李志义教授提出以学生能力为导向的培养方案和课堂教学改革,从克服培养方案的十个倾向、重构培养方案的十个方面及实现课堂教学的十个转变详细地讨论了研究型大学如何以学生能力为导向来构架专业培养方案及实现课堂教学的转变。华中科技大学吴昌林教授提出改革课程教学方法、营造学生自主探究的环境。推进了基于主动实践“机械设计”课程教学改革和机械设计与制作能力培养系列Project。重庆大学的陈兵奎教授将毕业要求细化到每门课程中,采用课堂讲授+自学环节+专题作业+项目设计+小组讨论+……的过程性评价和考试环节的终结性评价的综合评价手段对课程教学过程和方法进行评价,并且在制度上保证期末考试在总成绩比例中不超过40%。国外在十多年前就提出并持续发展和倡导了全新的CDIO(Conceiving-Designing-Implementing-Operation,即构思―设计―实现―运行)工程教育理念和以能力培养为目标的CDIO大纲。这些都说明以学生能力培养为导向的高校人才培养方案和课程教学改革已提上日程。笔者受国家留学基金委资助,在滑铁卢大学进行研究和访学,能够深入院系和课堂了解该校本科教学情况。又鉴于国外大多数综合性大学本科专业只有机械工程专业没有车辆工程专业,笔者对比研究滑铁卢大学机械工程专业和湖南大学车辆工程专业的培养方案和课程设置,为各高校人才培养方案和教学计划修订提供一定的可参考的经验。

二、滑铁卢大学机械工程专业培养方案

滑铁卢大学位于加拿大滑铁卢市,是一个以数学著名、以工科为主、以产学合作教育为办学特色的综合性大学。现有本科生30000人,研究生5100余名。工程院是滑铁卢大学最大的学院,机械工程专业是工程院14个专业之一,机械工程专业本科四年的学习是在四年零八个月内完成的,每年分为秋(9月到12月)、冬(1月到4月)、春(5月到8月)三个学期,每个学期为期4个月的时间,学生需要完成八个学期的学术学期和六个学期的工作学期,没有寒暑假。学术学期的课程由核心课程、通识选修课程和专业选修课程组成。

1.核心课程。包括学位31门学分核心课程和7门非学分核心课程。31门学分核心课程主要包括两大类:(1)自然科学基础核心课程6门(1门化学领域、3门数学领域、1门力学领域和1门电学领域的课程),分别是:CHE102工程化学、MATH115工程线性代数、MATH116工程微积分1、MATH118工程微积分2、PHYS115力学、GENE123电气工程。(2)专业核心课程25门,分别是:ME100机械工程导论1、ME101机械工程导论2、ME115材料结构和属性、ME201高等微积分、ME202工程统计学、ME203常微分方程、ME212动力学、ME219固体力学1、ME220固体力学2、ME230材料行为学、ME250热力学1、ME262微处理器和数字逻辑器导论、ME269机电设备和电加工、ME303高等工程数学、ME321机械运动学和动力学、ME322机械设计1、ME340机械制造、ME351流体力学1、ME353传热学1、ME354热力学2、ME360控制系统导论、ME362流体力学2、ME380机械工程课程设计、ME481机械工程项目设计1、ME482机械工程项目设计1。(3)7门非学分核心课程分别是研讨课(ME100B、ME200A、ME200B、ME300A、ME300B、ME400A、ME400B)。这些课程内容大致包括机械工程专业的课程结构和选课方法;学校、院系的组织架构和日常运转;学生社团;就业机会;安全教育;围绕核心课程的主题讨论;机械工程前沿研究讨论及学校已做的科学研究等。*课程后面括号内的编号为课程代码,以1开头的代码是大学一年级的课程,依此类推。

2.通识选修课程。需要在技术对社会的影响、工程经济学和人文社会科学三类课程中选修4门课程。分别为:(1)技术对社会的影响类课程选修1门;这类课程有:ANTH102社会与文化人类学导论、ECE390工程设计及经济学和对社会的影响、ENVS105环境管理与伦理、ERS215环境与可持续性评价、SOC232技术和社会变革等20门。(2)工程经济学类课程选修1门;MSCI 261机械工程专业规定选修工程财务管理。(3)人文社会科学类选修2门;这类课程有哲学、政治学、历史、人文、和平与冲突、人力资源管理、音乐、心理学、国际关系研究等。

3.专业选修课程。需要在六个专业方向流体力学、机械设计与固体力学、材料工程与工艺、焊接、自动化与控制、热工程选修7门课程。大三选修3门,大四选修4门。(1)流体力学方向:ME564涡轮机、ME564空气动力学、ME564工程设计、ME567计算流体动力学和消防安全工程、ME571空气污染。(2)机械设计与固体力学方向:ME423机械设计、ME435工业冶金、ME542先进的动力学与振动、ME526疲劳和断裂分析、ME538焊接的设计制造和质量控制、ME555计算机辅助设计、ME559有限元方法。(3)材料工程与工艺方向:ME435工业冶金、ME463焊接工艺、ME526疲劳和断裂分析、ME531物理冶金应用于制造、ME533金属及复合材料、ME535焊接冶金、ME538焊接的设计制造和质量控制。(4)焊接方向:ME435工业冶金、ME463焊接工艺、ME526疲劳和断裂分析、ME535焊接冶金、ME538焊接的设计制造和质量控制、ME547机器人运动学动力学和控制:(可选)。(5)自动化与控制方向:ME435工业冶金、ME538焊接的设计制造和质量控制、ME547机器人运动学动力学和控制、ME548数控机床1、ME555计算机辅助设计、ME559有限元方法、ME561流体动力控制系统。(6)热工程方向:ME452能量转移的建筑物、ME456传热学2、ME459能量转换、ME557燃烧学1、ME559有限元方法、ME567消防安全工程、ME571空气污染。滑铁卢大学机械工程专业的定位是培养机械工程师,机械工程师需要能处理任何运动的机器,如机器人、马达、泵和车辆等。在所有的工业技术领域中,机械工程师都需要从工艺和系统的角度参与设计、制造、研发和维护机械的几乎每一个阶段。机械工程师需要理解力学和热力学基本定律、力对固体和流体的影响、热在物质内传递的规律、工程材料的性能以及针对特定的功能设计机械系统的能力。从以上的课程设置可以看出,滑大机械工程专业正是从培养一个合格的机械工程师的角度来设置课程的。从数学、力学、动力学、热学、材料学、制造工艺、机械设计学、自动化和控制这些方向完成一个机械工程师应该具备的知识结构。

三、湖南大学产学合作教育的开展情况车辆工程培养方案

湖南大学起源于中国古代四大书院之一、创建于公元976年的岳麓书院,迄今已历时千余年,故又称“千年学府”。是一所理科基础坚实、工科实力雄厚、人文学科独具深厚文化背景、经济管理学科富有特色的综合性、开放式、研究型全国重点大学。现有本科生20400余人,研究生11000余人。车辆工程专业隶属于湖南大学机械与运载工程学院,形成了以汽车车身、汽车底盘、汽车安全等核心内容见长的专业教学特色;推进产学研结合,实现高水平的专业教学与高水平的科学研究相结合,注重能力导向,培养工程创新人才。湖南大学车辆工程专业的学位课程由通识课程、核心课程、选修课程及集中实践环节组成。

1.通识课程。包括通识必修和通识选修两大类:(1)通识必修课程(思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、形势与政策、中国近现代史纲要、马克思主义基本原理、大学英语、计算机基本能力测试、计算机导论与程序设计、心理素质与生涯发展、体育)。(2)通识选修课程(岳麓讲坛、文学艺术领域必选一门、社会科学领域必选一门)。

2.核心课程。包括三大类:学门核心课程、学类核心课程和专业核心课程。(1)工学学门核心课程(高等数学A、线性代数A、概率论与数理统计A、普通物理A、普通物理实验A、普通化学)。(2)机械学类核心课程(机械工程图学、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、流体力学、热力学基础、电工电子学、控制工程基础、工程中的数值方法)。(3)车辆专业核心课程[汽车构造(含发动机原理)、汽车理论、汽车设计、汽车电子技术(含嵌入式系统)、汽车制造工艺]。

3.专业选修课程。包括两大类:专业限选课程和专业方向选修课程。(1)专业限选课程选修6门[汽车导论与法规(必选)、新能源汽车基础(必选)、机械振动学(必选)、有限元分析、工程优化设计、汽车NVH技术、汽车结构CAE技术、汽车碰撞CAE技术、汽车试验学]。(2)专业方向选修课程:任选一个方向修课。①车身方向(车身结构与设计、车身制造工艺学、汽车空气动力学、汽车人机工程学、车身CAD技术)。②底盘方向(汽车系统动力学与控制、汽车悬架、液压气压与电传动、汽车底盘性能仿真)。③安全方向(汽车安全技术、人体损伤生物力学、汽车安全性实验技术、智能车辆、汽车安全仿真理论与方法)。④新能源汽车方向(电动车辆原理与构造、电动车辆设计、电动汽车动力电池技术、电驱动及控制技术、电动汽车性能仿真)。

四、对比分析

滑铁卢大学机械工程专业和湖南大学车辆工程专业教学计划对比见表1:

从以上的对比可以看出,滑铁卢大学机械工程专业的课程门数和学时数都大大少于湖南大学车辆专业,尤其是通识课程部分。滑铁卢大学每门课基本上都是每周只上3小时,可以一次上完,也可以分两次上,由教师决定。每门课程的课程大纲(SYLLABUS)包括以下8个部分:(1)Contact Info(任课教师的联系方式):列出任课教师的姓名、办公地点、电话和邮箱地址;(2)Lectures(课程讲授):列出上课的时间地点;(3)communication(交流):明确学生跟老师交流的平台;老师的课件、作业、实验和课程中包括的编程代码都会以邮件的形式上传到UW-Learn平台,学生通过该平台提交作业、实验报告和编程代码;(4)Labs(实验):明确实验的地点、时间安排、学生分组安排及实验的题目;(5)Assignments(作业):布置作业的题目、作业要求、提交作业的时间;有些课程还有Project的要求;(6)Tutorials(辅导):按学生的姓氏的字母排序分组安排辅导及各组辅导的具体时间和辅导的内容;(7)Final Exam(期末考试):明确考试的要求;(8)Grading(成绩构成):明确实验、作业和期末考试所占的比例;基本上每门课程的期末考试的比例不会超过50%、实验的比例会在20%左右、作业在30%左右。滑铁卢大学本科生的课程任务很重,课后作业量很多,并且要求很严,必须在规定时间提交作业的,否则零分计算。每门课程有完善的TA(助教)制度。

湖南大学车辆工程专业大一大二大类招生,整个机械类的课程一样,夯实数学力学和机械基础,大三重在专业核心课程,大四实施方向课程,与就业和研究方向接轨,整体知识结构合理,突出了本专业的特色。从2011年开始,湖南大学要求每门课程都要在教务处课程中心建立课程网站,上传与该课程相关的所有内容。课程大纲也必须包括以上八个部分,并且开设小班讨论和助教制度,一门课尤其是核心课程实施多位老师一起上的制度,课程要求趋于合理和规范,教学质量也大幅度上升。但也暴露了一些问题,譬如助教水平参差不齐、小班讨论内容不太明确、学生课时任务繁重等等。新一版的教学计划正在针对这些问题进行修订,相信随着制度的规范和借鉴国外的经验,本科教学质量一定会更上一个台阶。

参考文献:

[1]2012国际机械工程教育峰会:汕头大学执行校长顾佩华教授做了题为《汕头大学提升学生工程能力的举措与实践》的报告.

[2]2012国际机械工程教育峰会:美国卡罗尔.坎贝尔工程研究中心执行总监Imtiaz Haque教授的报告《案例研究:为汽车行业培养工程技术人才》.

[3]2012国际机械工程教育峰会:大连理工大学副校长李志义教授做了题为《以学生能力为导向的培养方案与课堂教学改革》的报告.

[4]2012国际机械工程教育峰会:华中科技大学机械学院吴昌林教授做了题为《学生能力为导向的培养体系设计》的报告.

[5]2012国际机械工程教育峰会:重庆大学机械工程学院副院长陈兵奎教授的报告《学生能力达成与综合评价方法初探》.

[6]康全礼,陆小华,熊光晶.国际创新型工程教育模式中国化的探索与实践[J].煤炭高等教育,2009,26(4):4-7.

[7]查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学,2008,(5):16-19.

[8]https://uwaterloo.ca/mechanical-mechatronics-engineering/current-undergraduate-students-mechanical-engineering

机械工程伦理范文第2篇

关键词:课程思政;机械工程测试技术;教学探索;考核方式

1前言

机械工程测试技术是一门理论与实践相结合的课程,包含多个相互紧密联系的知识点,各个知识点可以与热点时政、科学家事例等相结合。开展课程思政教育,首先要求教师能够对课程内容有深刻的把握,并有开阔的思政眼界,才能将课程思政达到润物细无声的境界。在课程思政过程中应该注重学生的价值观培养,把职业道德培育、人文素养提升、创新精神和创新技能以及专业知识讲授有机融合,充分将专业课程与思政课程相结合。

2课程的思政目标

本课程围绕机械工程专业育人目标,结合课程特点,注重知识传授、能力培养与价值塑造的统一,在思政教育上要达到以下目标。

2.1结合测试技术的发展历史、不失真测量、调制与解调等教学内容,挖掘党的领导、理想信念、文化自信、国际视野要素,培育学生为国为民,树立“文化传承”的意识。

2.2结合测量的基础知识、信号分类等教学内容,挖掘人生价值、民族精神、时代追求、社会责任要素,塑造学生自立自强、严谨科学、勇于探索和奉献的意志。

2.3结合电桥、的采样与滤波概述等教学内容,挖掘人文素养、心理修养、科学精神、工匠精神要素,激发学生创新灵感,培育学生精益求精的工匠精神。

2.4结合相关分析、测试装置的抗干扰性等教学内容,挖掘法治认同、法治思维、遵守规则、依法从业要素,培育学生崇尚法治、尊法守法、维护规则、依法设计。

2.5结合常用传感器、智能测量仪器等教学内容,挖掘社会公德、职业道德、个人品德、工程伦理要素,遵循职业道德规范,引导学生立志、修身、博学、报国。

3课程知识与思政内容

机械工程测试技术是一门理论与实践相结合的课程,知识点之间的联系密切,具备一定的理论推导难度。正因如此,该课程可以拓展丰富的思政教学内容,在教学过程中穿插故事、案例等内容可以活跃课堂氛围以及无形中进行思想政治教育,表1给出了对应知识点以及思政点。测试技术的发展历史,是让学生了解本门课程的一个途径。可结合张衡发明候风地动仪以及体温计的发展历史为案例进行讲解,这些案例中蕴含了中华民族的灿烂文明、敢为人先的民族精神,培养学生坚持家国天下,树立“文化传承”的意识,同时彰显了人类的主观能动性,发现自然规律,利用自然规律,推动人类社会的不断发展进步。测量的基础知识涵盖了很多专业名词,在讲授时容易使学生产生倦怠感。引入瓦特发明蒸汽机带动第一次技术革命,蒸汽机并不是瓦特从无到有发明出来的,而是瓦特总结和改进许多前辈科学家对蒸汽原理的基础上改造出来的,讲述基础知识的重要性,而新兴事物正是在前辈科学家的基础上经过不断的思想变革而来的,培养学生的创新思维,树立创新精神。

测试技术在机械制造业中的应用及发展趋势,介绍黄大年重点攻关国家急需的“地球深部探测仪器”,这种探测仪器能探清深层地下的矿产、海底的隐伏目标,对国土安全具有重大价值。同时介绍先进的测试装置,讲述先进测试装置所具备的特点,并引出测试装置未来的发展发现及未来所需要具备的特点,可以提高学生国际视野,培养学生勇于创新的时代追求,这样才能适应未来机械测试技术的发展。对信号进行分类有利于人们对不同信号进行分析和处理。在历史上,中国古人就使用不同信号进行信息传递,例如光信号-烽火狼烟、声信号-击鼓鸣金,无不处处彰显着中国古人的智慧,增加学生对祖国历史的了解,培养民族认同感。信号的描述主要从时域和频域两个角度对信号特性进行展开并讲解不同角度下的信号特点,可以通过两个角度的关系,并使用“横看成岭侧成峰”的讲解,让学生明白一个问题可以有多种表现形式,从不同的角度去看问题,可以得到不同的解答,培养学生的辩证思维。以心电信号的频谱分析处理为例,加深频率幅值、相位等知识的理解,教育学生珍视身体健康,保持积极乐观的心态。传感器是测试技术的重要组成部分,可以说没有传感器就没有测试技术。案例一,以上海洋山港口全自动化集装箱码头实例,通过各种角度分析集装箱上所应用的传感器及其测量的物理量,讲解传感器在自动化作业领域具有重要的作用。案例二,引入我国航空航天飞机等先进设备的教学案例,介绍传感器在航空领域中的应用及与我国的领先技术的融合,并指出特殊环境下的传感器使用需要考虑更多的不稳定因素,通过实际应用了解传感器的使用方法。加深学生专业认知的开阔,以及对我国工程技术人员的拼搏进取和工匠精神的敬佩之情。电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。讲解该传感器时,通过视频案例“2015年9·3阅兵”,军工绣娘潘玉华制备新一代预警机的事迹,向同学们展示科技人员的专注和全身心投入,培养学生精益求精、一丝不苟的新时代工匠精神。测量系统和仪器仪表。在讲解本节内容时,可以结合北斗卫星导航系统等我国科技前沿的理论应用,以及我国科技发展的进程,让学生能够明白做科研,要不忘初心,要有工匠精神。所谓独创性,只有坚持不懈,才能把一件事做到极致,让学生明白我国的科研精神也传递着中国精神。智能仪器。通过辩证小故事:人工智能对人类意识带来的挑战。人工智能的诞生不仅没有推翻辩证唯物主义的意识观,反而更加有力地证明了意识的物质性和人类意识的创造性。运用比较分析法,帮助学生正确认识社会现实,培养社会责任感。

4课程思政的评价过程

优秀的工程人才不能缺少先进的思想政治素养,还需具备较强的创新能力和国际竞争力,兼具良好的人文素养和工程伦理。更好的在课程中贯彻课程思政,需要从多方面着手,着重完善课程考核方式,图1给出了不同考核方式的占比情况。

4.1过程性评价

过程性评价中,包含四种评价形式,小组讨论、电路设计、课堂测验、课后作业。小组讨论,主要就课堂上讲述的案例开展相关知识点的讨论,主要考查学生对不同思政点的把握程度、知识的运用以及价值观取向。电路设计主要在讲述电桥相关知识点时,结合实例,给出对灵敏度要求不同的电路设计要求,使学生根据灵敏度的不同设计电桥。重点考查学生对电桥的掌握程度,培养学生的辩证思维,引导学生要用发展的眼光看待问题。课堂测验题包括专业知识测试题和开放型测试题,专业知识测试题中客观题由“学习通”自动评判,主观题和开放型试题由教师评价,考查学生的作答是否情感、思想健康,符合题意,是否有深刻、丰富的内涵,是否有创新,开放型试题旨在激发学生自我表达能力和想象力,培养学生正确的价值观。课后作业。根据考核内容分为报告式作业,主要考查学生是否能够根据要求查阅资料、内容和材料是否详实、是否能够将相关专业知识及理论联系;论文式作业主要考查学生是否能综合分析问题、条理是否清晰,解决问题的方法是否有创新性。

4.2终结性评价

本课程采取包含期中考试和期末考试两类,采取百分制计分,采取纸笔作答。试题形式和内容突出基础性、综合性、应用性和创新性,通过设计开放性、探究性试题以及非标准答案的试题。考核内容既要考查学生专业知识掌握和综合应用情况,又要考查学生坚持家国天下,文化自信,树立“文化传承”的意识,具备吃苦耐劳、团队协作的工程职业道德素养,做到“秉匠心、承匠艺、树匠品、立匠梦”,弘扬和传承“工匠”精神。

5总结

《机械工程测试技术》课程是一门基础课程,将思政元素融入其教学中十分重要。在做好基础知识讲授的同时,把社会主义核心价值观融合进课堂中去;在保证实践技能操作满足人才培养需求时,将工匠精神、家国情怀融入到实践课程中。通过不断完善思政考核机制能够更好的考查学生的思想动态。

参考文献:

[1]地球深部探测中心.家国栋梁黄大年:振兴中华乃我辈之责[EB/OL].[2022-3-30]

[2]武雪峥,李雪颖,洪腾腾,张留芳.《机械工程测试技术基础》融入课程思政教学探究[J].内蒙古煤炭经济,2020,(24):221-222.

[3]王欣威,慕丽,付晓云.《机械工程测试技术基础》课程思政教学设计[J].装备制造技术,2020,(12):219-221.

[4]央视网.[朝闻天下]大国工匠·为国铸剑:军工绣娘潘玉华[EB/OL].(2015-10-5).[2022-3-30]

[5]陈晓明,王君,焦海坤.“新工科”背景下课程思政实践教学改革研究——以吉林农业大学“农业机械学”课程为例[J].工业和信息化教育,2021,(03):55-59.

机械工程伦理范文第3篇

【关键词】西点军校 课程设置 人才培养 工程素质

【中图分类号】E251.3 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)08-0086-02

出类拔萃的教育质量使西点为世人所公认,并为在世界著名高校林立的美国赢得了巨大的声誉。西点的成功应归功于其人才培养模式的成功,而其核心在于它的课程设置所进行的不断改革与创新,最终形成了杰出的西点特色。西点军校不仅是美国建立最早的军事院校,而且是最早的工程技术院校和最好的高等教育机构。因此,西点军校的课程设置及教育模式对当今我军工程类院校具有工程素质初级指挥人才的培养具有重要的启示和借鉴意义。

一、西点军校的课程设置

课程设置服务于培养目标,是西点军校在课程设置上的一个重要特点。西点军校的培养目标十分明确,那就是“使毕业生能对不断变化的技术、社会、政治与经济等领域所出现的不确定性作出预测并有效应对。”为了实现上述目标,西点军校经过200多年的不断探索,建构起由科学文化、军事教育与训练和体育教育与训练三大模块的课程体系。

西点军校一二年级集中学习通用课程,即文学、历史(美国、世界)、信息技术、化学、数学、政治学、外语、写作、自然地理等。主要为学员打下坚实的人文学知识和科学理论知识基础。从三四年级开始,除了继续开设国际关系、高级写作、法律、军事史等较深入的素质教育基础课程外,主要针对学员的兴趣和研究方向开设了大量的核心工程课和选修课。

西点开设的工程类主修专业或学科领域有[1、2]化学工程专业、土木工程专业、计算机科学专业、电气工程专业、机械工程专业、核工程专业等13个工程专业或研究领域。以机械工程专业为例,其开设的课程涉及能量转换、材料运输、部队移动与运送控制等任务所需使用的各类装置和系统。其主要课程,见表1。

由表1可以看出,课程种类丰富,可以满足不同研究方向学员的学习需要,学员可以从中选择与自己研究领域相关的课程进行学习。

二、西点军校学员工程素质的要求

西点军校通过文化课程所涉及的学习内容和过程,使学员认识军官所具备的四种身份:战士、职业军人、国家公务人员和品学兼优的领导者。要求毕业学员能做到“对各种不确定性做出准确预见和有效回应”。而其文化课程的重心置于培养军官的下列职责:①军事历史和军事领导学的学习使学员认识战争的本质和军官在作战中的职责;②科学与工程及其军事应用的学习使学员掌握科技专业知识与技能;③领导学、从领导伦理学、宪法、美国政治和国际学习使学员了解军事这一职业、军官在国家中的作用以及军官的道德职责。

在工程技术素质方面,要求学员能做到:学会运用数学、科学、技术和工程设计方法,对问题提出适用、有效的技术解决方案。主要要求学员具有灵敏创新的头脑、发现问题和解决问题的能力,尤其是语言表达、理性分析和团结协作的能力。

三、西点军校学员工程素质的培养途径

仔细研究西点军校的课程设置发现,其工程类课程主要包括理论、设计、工程、应用等类别。以机械工程专业或研究领域的课程为例,其教学手段除了理论讲授外,还采用计算机模拟仿真、课程实验、课题设计、研讨式等。[3]见表2。

表1 西点军校机械工程专业课程开设情况

表2 计算机仿真类课程及内容

图1 课程类别比重图

在所有课程中,真正纯理论讲授的课程所占的比重很少,仅占课程总数的29%。值得关注的是,实验类课程和课题设计类课程所占比重约为50%,说明西点军校十分重视理论联系实际,让学员在实际任务中培养工程素质。这一点我国军队工科院校做得不太好,主要表现为实验条件不能完全保证和实验课时太少。课题设计类课程也大都选题随意,与实际工作相去甚远。许多人认为压缩文化课学时,增加军事课程学时,就能培养出优秀的指挥官来,其实未必。工程化的思想在很大程度上能够帮助学员建立理性的指挥理念。正如美军退役将军约翰?R?加尔文这样描述:“在战场上指挥作战力量的艺术和科学从根本上是一种科学/工程实践,它要指挥员解决复杂的物理问题。然而这也是一种在人文/社会科学方面的实践,因为我们指挥的是人,而不只是武器和机械。”[4]这样的描述已经超出狭隘的工程教育范畴,把工程方法应用于军事指挥艺术中,显然具有较深的哲理性。

工程类院校为何培养出这么多优秀的指挥官、国家首脑以及企业高管?这个问题值得深思,也是西点军校多年来为人所着迷的神秘之处之一。翻看西点军校的大量资料,许多地方都强调学员“运用基础科学和工程科学来建立模型和分析物理系统或过程;将分析结果运用到技术问题的解决中去。”由此可见,西点从未放松对学员的科学技术教育。大家所熟知的“兽营”训练仅是其一个军事训练的鲜明特色,并不代表西点只重军事训练而忽略工程素质教育。因此,在我军培养具有工程素质的指挥人才时,应该注意以下几点:①突出课程设置的系统性,深入论证课程之间的内在联系和逻辑关系,避免重开、少开、多开课程,减少课时的冗余度。②注重理论联系实际。工程技术类课程必须规定一定课时的实验,加大实践课程建设,增加开放式实验的开设量。③提高课程设计的质量,由指导教师把关进行选题,必须与军事实际问题相结合。④增加选修课程开设类别和数量。由西点的课程设置来看,其培养的学员未来要瞄准国际化,要让学员从多个角度和方面选择兴趣课程。⑤改革教学模式,增加讨论式课程的数量,为不同层次的学员开设不同的研讨班或学术沙龙活动。⑥增加客座教授或部队优秀人员讲座的课时数量,严格讲座内容的选择和人员的选拔,选择具有代表性的人物和能对学员产生深远影响的人和内容。

五、结束语

西点军校作为百年历史名校,其厚重的文化底蕴和经典的培养方式都值得学习。值此军队工科院校教育转型时期,借鉴比较教育理论知识,笔者对学员工程素质的培养提出自己粗浅的认识,旨在探索解决学员工程素质培养与军事指挥能力培养的部分冲突,提高军校学历教育的质量,不当之处请批评指正。

参考文献

1 孟祥乐.西点军校的课程设置及启示[J].高等教育研究学报,2004(4):37~39

2 中国人民理工大学.美国西点军校文化课程的实施理念[M].北京:中国人民理工大学,2005:26~27

3 冷承槐.西点军校概览[M].北京:中国人民总参谋部军训部,2003:117~124

机械工程伦理范文第4篇

[关键词]工程训练;以学生为中心;训练体系

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)12-0137-04

工程作为实际的改造世界的物质实践活动,具有建造性、人文性、生态性、整体性和协调性等本质特征。因此,高等工程教育必须克服目前存在的学术化、学科化倾向,担负起工程自己的教育使命,回归工程本身。或者说,高等工程教育要超越“科学范式”(强调工程科学与理论分析),确立“工程范式”(强调工程教育的实学性、集成性和创新性)。

为此,我国参照《华盛顿协议》,按“国际实质等效”的要求,从2006年开始试点工科专业的国际认证,并于2013年成为《华盛顿协议》的预备会员。《华盛顿协议》是国际工程师互认体系6个协议中最权威、国际化程度较高、体系较为完整的协议,该协议提出的工程教育国际认证通用标准对工科专业学生毕业时的能力要求,正是对工程本质特征的反映。

工程教育专业认证的实践表明,“以学生为中心”的教育理念对于工科高校工程训练中心的建设和发展具有很好的推动作用。

一、工程训练面临的问题

工程教育的核心特征在于其实践性。我国工程教育实践教学主要包括实验教学(理论课程的实验和独立开设的实验课程)和集中实践教学(工程训练、认知实习、生产实习、课程设计、毕业设计)两大部分。然而,在我国本科工程教学体系中,存在重知识学习、轻能力培养的现象。2009年,中国工程院了一个调研报告,对国内高等工程教育的现状提出了批评:一是一些本科院校不能根据自己的实际,盲目争办“综合性、研究型”大学,导致学校建设目标趋同,人才培养目标单一;二是工科院校的实践教学被不同程度地削弱,使工程训练达不到最基本的要求;三是教师学术化倾向十分明显,学生创新能力不强,重论文、轻设计、缺实践。

由于高校与企业联系不密切,企业难以容纳大批学生实习等问题,生产实多是走马观花,学生很少有动手和提高实践能力的机会。因此,工科高校工程训练中心的建设就显得尤其重要。虽然我们在不断进步,改革的步伐从未停滞,但与国外相比,我国高校工程训练中心的建设还存在诸多不足,如:

(一)功能定位单一

以教为中心的教学功能几乎是所有高校工程训练中心存在的核心要素,忽视了学生的主体性和能动性。这种教学理念及相应的教学方法,不利于发挥学生的主动性、积极性和创造性,不利于培养学生主动实践的能力。

(二)训练目标不明确

训练目标与工科专业培养未来合格工程师的要求有差距,目标仍然以验证理论知识和掌握加工工艺为主,对培养学生的工程观、组织管理、团队协作等方面的要求比较模糊。

(三)专业课程体系设计不合理

专业课程体系设计盲目,训练目标模糊,导致训练体系层次偏低,训练内容与理论教学和其他实践环节脱节。对学生认识工程对于客观世界和社会的影响,考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素,综合运用理论和技术手段设计系统方案与思路创新等方面的训练不足。

(四)师资及硬件资源投入不足

师资队伍无法满足工程训练要求,软硬件资源投入不足。真正的工程师只有由工程经验丰富的教师,在一个充满活力的工程环境中才能培养出来。而我国工科教师学术化倾向十分明显,大部分教师热衷于申请课题、,对教学工作,特别是实践教学投入不足。

造成上述不足的原因是多方面的,“以学生为中心”的工程教育核心理念未能深入教育管理者和教师心中则是最主要的。由此,需要回答的问题有(但不限于):

1.什么是以学生为中心的目标导向?

2.如何设计训练体系?

3.训练体系如何与专业培养计划中的理论教学和其他实践环节贯通?

4.如何建设工程训练所需的师资队伍?

二、以目标为导向,进行训练体系的反向设计

以学生为中心的目标导向就是用期望全体学生获得的学习成果,反推出所需的培养过程、培养要素和培养环节,以及对应的持续改进机制。

(一)培养目标

培养目标是指教育目的在各级各类教育机构中的具体化,它是由特定社会领域和特定社会层次的需要所决定的。在工程教育国际认证语境下,培养目标可表达为学生毕业5年左右,成为所工作领域的合格工程师,即解决“能做什么”的问题。而在“科学范式”教育模式下,通常是教师(强调工程科学与理论分析)根据自身的认识,主观设定学生需掌握的知识,制订课程体系,课程体系实际上决定了学生毕业时掌握的知识,这会造成毕业生能力与培养目标脱节,更与社会需求脱节。

(二)毕业生的能力要求

毕业生的能力要求是指学生完成学业时应该取得的学习成果,即学生产出,实质上是学生毕业时“能有什么”的问题。本文对毕业生能力要求的参考体系是《华盛顿协议》的通用标准,具体为:

1.具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德;

2.具有运用工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识的能力;

3.具有运用工程基础知识和本专业基本理论知识解决问题的能力,具有系统的工程实践学习经历;了解本专业的前沿发展现状和趋势;

4.具备设计和实施工程实验的能力,并能够对实验结果进行分析;

5.掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识;具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力,设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素;

6.掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;

7.了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响;

8.具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力;

9.对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力;

10.具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。

(三)训练体系的反向设计

训练体系的反向设计是指:调研内外需求,由需求确定培养目标;然后,由培养目标决定对毕业生的能力要求,把毕业生能力要求分解、落实到培养计划的各个环节(包含工程训练),形成课程体系。这里的课程体系是广义的,即为各个教学环节。尤其要注意的是,课程体系的改革,要改变讲课、实验、实习相分离的传统做法,充分利用工程训练中心的条件,实现讲课、实习、训练一体化。这样,在新生入校后,执行该培养计划,在质量保障体系(工程教育专业认证是质量保障体系的重要组成部分)的作用下,就能保证学生在毕业被授予学位时实现各能力培养要求,体现以学生为中心的成果导向,解决“能有什么”的问题;进而有效达成培养目标,解决“能做什么”的问题。培养目标、毕业要求、能力达成、训练体系之间的关系如表1所示。

三、训练模式的重构

重构训练模式与其他实践环节的贯通,是学生能力培养的实现手段。在学生产出导向视角下,机械工程训练教学体系必须摒弃“金工实习”的传统观念,树立“大工程观”。按国际工程认证通用标准划分训练层次,即认知、基本制造技术训练、先进制造技术训练、机电综合训练。随着科学的发展与技术的进步,现代机械产品已不是传统意义上的纯机械产品,而是机电一体化产品。因此,要开发以机械、电子、控制一体为核心,以工程性、综合性为特点的训练项目。

为满足专业补充标准的要求,还要对机械类专业的训练进行特殊设计和创新训练,设置课外创新训练课程。创新训练分为初级、中级、高级三个层次。对初级训练阶段的学生开展机械创新设计基础知识、机械运动方案创新设计、电路板设计等基础性的专题培训,夯实其基本理论与基本技能。对中级训练阶段的学生开展原理方案创新设计、机械系统创新案例、DSP系统设计、传感器应用技术等提高型专题培训,增强学生的综合应用能力。对高级训练阶段的学生开展大团队创新项目训练,引导学生自主研究,充分挖掘学生的创新潜能。

这样,就纵向形成了“认知、基本制造技术训练、先进制造技术训练、机电综合训练和创新训练”为主线的递进式、五层次训练体系。

机械工程训练中心的训练还覆盖能源动力工程、电气工程及其自动化、土木工程、水利水电工程、环境工程、轻化工程等工科专业,训练中心还要按专业模块划分训练环节,以满足不同专业的需要,横向形成多模块训练体系。

训练时间的安排要灵活,可实施分段训练。如,对安排4周工程训练(金工实习)的机类专业学生,可令其先进行一周的认知实习,再用2周时间与工程材料及热成型工艺、机械制造技术基础等课程结合,在完成图纸设计、教师审核后,分组、分批在一个学期内完成,最后一周则可与现代制造技术实习结合,完成工程实战。

根据以上思路,训练资源必须重新配置。要淘汰老旧落后设备,大量增加先进制造技术训练、机电综合训练、创新训练所需设备。

四、师资队伍的建设

“以学生为中心”的工程教育理念对工程训练中心的师资队伍建设提出了更高的要求。由于我国博士研究生的培养机制基本上属于研究导向型,缺乏工程实践经验方面的培养,很难胜任“工程范式”下的教学模式。因此,为了培养具有工程创新能力的工程人才,必须完善工科教师的培养机制。一要大力推动对工程博士的培养;二是利用省部共建引入的先进设备和技术支持,组织教师参加新技术培训;三是大力推进产学研合作模式,引导教师校企联合开展工程应用研究,提高他们的工程能力。唯有如此,才能将高质量的研究成果和研究方法传授给学生。

当前,重科研、轻教学的倾向在高校中是十分严重的。口里重视教学,实则以论文、科研项目为教师评价体系权重的最大指标,广大教师怎么会安心教学?所谓“教学出题目,科研做文章,成果进课堂”,讲的是教学以科研为基础,科研为教学服务。科研不为教学服务,以“学生为中心”就是一句空话。要以教师爱岗敬业、安心教学为前提,改革对教师的评价体系与职称晋升机制,能很好地调节教师在教学、科研和其他方面的投入。

工程训练中心需要教授、博士,更需要工程师和高级工程师,现场操作技师也是必不可少的。目前高校工程训练中心指导教师普遍存在职称、学历低,年龄老化,人员严重不足的现象。必须解放思想,打破事业编制的限制,大力实行人事制,从企业招聘全职工程师、技师;也需要从学校相关院系聘请机械、电子、材料、管理、自动化等专业的教授、博士,兼职帮助工程训练中心开展教学设计与建设工作。

五、典型训练环节的实例与推广

为探讨校外实习的部分环节在校内训练中心完成的可行性以及工程训练与理论教学贯通的可行性,2013年,我们对长沙理工大学机制专业2010级学生现代制造技术实习进行了改革试点。该级学生第四学年秋季学期开设数控技术、现代制造技术实习(时间为2周)。数控技术任课教师在课程教学过程中指导学生完成零件的编程,并通过数控仿真系统的虚拟制造考核(到工程训练中心)。实习环节在训练中心进行了1周,每个学生完成了3个零件的加工(线切割1件,数控机加工1件,快速成型1件),取得了非常好的效果。剩下一周时间再到大型先进制造企业参观,整体实习效果好,解决了到企业不能动手的问题。

在试点成功的基础上,我们对机制专业安排在机械工程训练中心的为期4周的实习进行了调整,实施过程及主要时间节点如下:

1.第一学年夏季学期机械工程导论与认知实习同时进行,时间1周。也为第二学年春季学期工程材料及热成型工艺课程教学做准备。

2.第二学年夏季学期进行2周的基本制造技术训练和先进制造技术训练。

3.第三学年秋季学期开设机械制造技术基础A、机械设计课程;随后进行机械设计课程设计,由课程任课教师与专业教师联合指导,完成正确的CAD图纸。在此过程中,数控技术任课教师介入,选择适合线切割、数控车、数控铣和加工中心加工的零部件重点指导。

4.第四学年秋季学期开设数控技术,在课程教学过程中完成零部件的编程,并通过数控仿真系统的虚拟制造考核(到训练中心),要求理论教师先期熟悉训练中心的虚拟制造系统;在现代制造技术实习环节(2周)时到训练中心完成零件的加工,时间1周。以上分段完成了4周的训练。现代制造技术实习的另一周时间要到大型先进制造企业进行参观实习。

该实例的流程及与学生能力培养的关系如图1所示。

对2015级学生,可全面实施图1所示的计划,学生将得到系统的工程实践经历。这使学生从2013年试点时只能完成3个零件的加工,发展到现在能完成机械部件乃至系统的设计制造,并得到综合运用理论和技术手段实施工程的能力训练,上升到一个新的高度――认识专业责任和专业伦理。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 袁广林.高等工程教育的理性回归――基于工程本质属性的思考[J].辽宁教育研究,2008(9):18-21.

[2] 李晓强.工程教育再造的机理与路径[D].杭州:浙江大学,2008.

[3] 李培根,许晓东,陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究,2012(3):1-6.

机械工程伦理范文第5篇

关键词:工程哲学 工程伦理 机械工程

科学的发展、技术的进步、工程的创新,工业文明在全世界的普及推广,对环境带来了巨大的压力,使地球资源趋于枯竭,触发了人们对人类未来的前途和命运的思考,对自然环境本身价值的深入思考,笔者在给学生的专业课程教学以及实验实践教学中以多种方式进行了伦理学的教育,获得了较好的效果。

1 科学-技术-工程三元论

1.1 科学

科学是工程的理论基础和原则,科学是真理,不管人们是否注意到它了,它总是在那里存在着。科学活动以发现为核心,其主要表现形式是科学概念、科学理论、科学论著。

1.2 技术

技术是人类在利用自然和改造自然的过程中积累起来并在生产劳动中体现出来的经验和知识。表现为经验和知识的结合、技巧。技术活动以发明为核心,其活动成果的主要表现形式是发明、技术诀窍。各种实用新型发明多为此类。

1.3 工程

工程利用科学理论为依托,借助专业技术实现的生产活动。表现为人类具体的造物活动,如电力工程、南京长江大桥工程、三峡工程。工程是技术的优化集成。工程活动以建造为核心,其成果的主要表现形式是物质产品、物质设施[1]。

2 科学伦理

2.1 科学伦理的概念

科学伦理是科学人员普遍要遵守的评价与判断善恶的最基本标准,是约束科研人员科研行为的具体原则,是从事研究活动的主体在学术研究活动中的行为规范的总和,也是科学共同体成员为保障学术研究、实现知识创新的目标而约定俗成的基本道德律令。

2.2 科学伦理问题表现及教育的必要性

现代科学研究活动带来的伦理问题。科学研究是探索自然界、人类的奥秘。科学研究要做实验,而实验活动会对自然界和人类社会产生正面或负面的影响。由于科学的特殊性,科学探索对人类和自然界的影响有时是未知的。有的科学研究对人类的影响是没有先例的。要求科学研究人员至少要考虑这方面的问题,因为很有可能一项科学研究的风险会转变成社会风险,给社会带来巨大损失。预先考虑,谨慎行事,避免科学实验活动可能带来的负面影响。

科学工作者的职业是科学研究。其成果是学术论文、专著和实验报告。科学伦理早期的科学研究几乎纯粹是个人兴趣,由自己出钱或贵族资助,很少会有直接的大的收益,科学家不存在利益关系。自从科学职业化后,随之带来荣耀、权利、经济等,使科学家们也涉及到了道德与利益的冲突中来。科学研究中由于尖端性,有时甚至出现了一个课题只有极少数的人能完全看明白,甚至博士生的导师都不清楚自己学生课题的数据是如何获得的、结论是如何得出的,这给造假提供了空间。

2.3 科学工作者的伦理问题

早期的科学家们已经认识到了伦理责任,如希波克拉底誓言。

2.3.1 抄袭案例:重庆大学连环抄袭案、西南交通大学副校长博士论文抄袭、东北财经大学硕士论文抄袭、匈牙利总统博士论文抄袭、16单位25人连环抄袭医学论文等。

2.3.2 伪造包装:上海交大陈进汉芯造假案、韩国“最高科学家”黄禹锡干细胞研究造假案;日本“上帝之手”藤村新一;前苏联李森科(科学在强权下)。

2.3.3 其他还有:伪造教育经历或工作经历。浮夸虚报将一篇论文拆开、虚构被搜索情况。乱拉关系互相署名、互相吹捧、人情风。重复研究故意隐瞒他人的研究前沿、重复自身研究。学术垄断学霸、近亲扶持。

要求学生搜集关于中国《夏商周断代工程》的争论,讨论其中的科学伦理问题。对学生进行警示:在职称晋升时要求,一定不能抄袭、伪造数据,不要一稿两投。

3 技术伦理

3.1 技术伦理的来由

3.1.1 由于人类认识水平的局限,在开发和应用某项技术时并未预见到其后果。

3.1.2 已经知道危害,但为了其他因素(如维护国家民族利益,刺激经济增长、追求短期的经济效益或满足公众的消费需求等)仍然继续实施的。

3.1.3 由于疏忽大意,对技术运用不当带来的。

3.1.4 工程负责人或设计者缺少社会责任感,道德意识,为了经济利益或其他个人动机不负责任地主动实施的行为造成的。

3.2 技术伦理教学案例

3.2.1 常规技术活动带来的伦理问题

虚假广告――胡师傅不粘锅、假冒伪劣;广告伦理学:的广告批判(孩子说长大了娶妈妈做老婆)。广告法中关于不得有“妨碍社会公共秩序和违背社会良好风尚”的禁止性规定。激光治疗近视眼手术。

3.2.2 高技术引发的伦理问题

空间技术:太空垃圾和星球大战。网络黑客和红客。我不是黑客,我是红客:我利用掌握的技术,进入了别人的系统,但是并没有窃取数据甚至都不浏览数据,只是验证某些系统或者软件是否安全,我违背了伦理吗?我推动了网络安全技术的发展!红客守则。

4 工程伦理

工程技术人员生产的产品面向消费者,如果不遵守工程伦理,产生的后果通常比不遵守科学伦理、技术伦理的后果更严重、更直接。

4.1 工程的特征

①目的性。工程必须严格按照社会设定的目标。

②综合性。科学知识、经验技能、人财物、社会环境。

③经济型时效性强。

④方案择优性。技术先进、经济合理、环境适宜。

⑤有限性(科学真理性不是所有社会需求都可以得到满足,如永动机)。

4.2 工程技术人员

工程技术人员是工程活动中的主体,是工程事业的主要承担者。

①必须在国家承认的学校的工程专业学习、毕业,获得资格证书、经过国家机关注册才能称为工程技术人员,保持继续学习的能力。

②工程技术人员的工作:研究、设计、监督、管理、实验。

③必须遵守职业的道德。道德败坏的人不能称为工程技术人员

4.3 对工程技术人员进行工程伦理的必要性,紧迫性

①工程技术人员关心的是物质世界或物质系统,通常习惯于关注自然世界而不善于与人打交道、忽视人类和社会事务。

②工程技术人员的宗旨是改造世界、创造物质财富,容易产生控制自然、征服自然的倾向。

③工程技术人员基础知识是数学和自然科学,所以倾向于量化、可以被经验和实验验证的因素和现象、善于逻辑思维,而倾向于忽视不能定量化的不能实证的性质模糊的因素和现象。

4.4 工程伦理教学案例

工程伦理责任内容:质量和安全;诚信、正直和公正。

4.4.1 工程伦理责任1――质量和安全

只有良好的工程质量才能保证工程带给人类的安全、健康和福祉。工程技术人员分别参与了工程的每个环节,具备比普通民众更多的知识,理应承担更大的安全责任。由于不断的创新,风险也在增长,风险来自:不完全的科学研究和未经充分验证的技术发明。工程技术人员必须要研究“可接受的工程风险”。保证民众对风险有充分的知情权和选择权。

4.4.2 工程伦理责任2――诚信、正直和公正

诚信是为人之本,学生时代不能抄作业、编造实验数据、作弊。诚信是分工日益精细的社会对特定职业的工程技术人员的基本信任,比如,工程活动时购买原材料;修房子的不必担心进医院遭遇蹩脚医生,医生不必时刻担心自己住的房子会坍塌,出门旅游放心司机技术过关、餐饮卫生、风景区域安全。

正直和公正处于各种利益冲突之中时,不能只为了小集体、个人的利益,忘记自己作为工程技术人员承担的社会责任。比如,作为评标专家、论文外审专家、指定利益关联公司供货。

4.4.3 工程伦理责任3――工程技术人员和管理者

挑战者号爆炸――一场本可以避免的悲剧。副总工程师已经意识到了低温可能带来的危险,但遭到了上司的拒绝,上司迫切需要一场成功的发射。总裁对他说,“摘掉你工程师的帽子,戴上你的管理者帽子”。

4.4.4 中国的三峡工程:工程决策、技术因素、人员、经济、政治等。

4.4.5 阅读资料:青藏公路的藏羚羊通道、厦门PX项目(利益相关者)、日本历史上的四大工业公害事件、跨国公司的工程伦理问题等。

5 结语

工程技术人员集技术人员、经济人、社会人于一体。工程自身的技术复杂性和社会联系性,必然要求工程技术人员不仅精通技术业务,能够创造性地解决有关专业的技术难题,还要善于管理和协调,处理好与工程活动相关联的各种关系。

工程伦理要求工程师除具备技术能力外,还必须具备在利益冲突时作出道德选择的能力,除对工程进行经济价值和技术价值判断外,还必须对工程进行道德价值判断; 除具备专业技术素养外,还应具备道德素养;除了对雇主负责外,还要对社会公众、对环境以及人类未来负责。

通过专业课课程教学、实验实践和毕业设计指导等教学过程中穿插讲授与讨论等方式,笔者对成都大学工业制造学院机械专业的学生进行了工程伦理的教育探索,提升了学生的工程伦理素养,为将来学生走上社会打下了良好的工程伦理基础。

参考文献:

[1]李曼丽.工程师与工程教育新论[M].北京:商务印书馆,2010,9.

[2]李世新.工程伦理学概论[M].北京:中国社会科学出版社,2008,11.

[3]罗肖泉.专业伦理教育论纲[M].北京:知识产权出版社,2011,1.

[4]殷瑞钰,汪应洛,李伯聪.工程哲学[M].北京:高等教育出版社,2007,07.

机械工程伦理范文第6篇

随着高等教育的国际化,为了使我国工程专业教育体系与国际接轨,国家层面开启了工程教育专业认证。目前,已进入第二阶段,为了保证高等工程专业教育的质量,构建符合国际化的专业认证体系,通过资源整合,实现高等工程教育资源的优化配置,提高教育资源的使用效率,提高办学效益,提高人才培养质量,意义重大深远。

关键词:

高等工程教育;资源整合;整合机制;配置模式、专业认证

20世纪50年代开始,全球发达国家的高等教育在“大众教育化”浪潮的推动下,高等教育规模迅速扩大;各国政府、跨国公司、学生家庭都从不同角度对高等学校的教育质量提出质疑,迫使高等学校建立质量保证体系,推进质量保证活动。由于工程类专业的国际通用性和可比性强,工程教育国际化步伐较其他学科领域更快,以及我国已经加入WTO等原因,我国的工程教育必须尽快适应国际工程教育发展趋势,建立具有国际可比性的中国工程教育标准和认证制度,保持我国工业和工程教育在世界上的应有国际地位和声誉。随着高等教育的国际化,为了使我国工程教育专业体系与国际接轨,国家层面开启了工程教育专业认证,全国工程教育专业认证试点第一阶段已经结束,第二阶段已经开始,第一阶段五年间内完成了300多个,第二阶段计划再用5年时间开展180个专业认证试点。工程专业认证是保证理工科教育体系与国际化接轨,培养具有国际化视角的工程技术人才。高等工程教育的资源整合是保证工程教育专业认证专业建设、整合办学资源,为高等工程教育专业提供良好的硬件基础和支撑。我国的高等教育从精英化到大众化,高等院校实现了规模性的扩张,我国的高等工程教育资源,由于地域经济发展的不平衡加之扩招,2015年高等教育在校生达到4400万,出现了高等教育资源的不足与分布不均衡特征。加之政府投入不足,高校的资金筹措能力有限,如何有效的整合高等工程教育资源及配置模式,最大限度的发挥现有资源的使用效益、效率是摆在我们面前的一个重要的任务。

1国内外研究现状

20世纪60年代,美国的知名专家、学者舒尔茨从人力资本论的角度,全面系统的研究了教育经济效益。提出人力资本投资是高等教育的重要组成部分。80年代,英国的阿特金教授在《教育经济学引论》一书中,阐述了教育效率问题,认为“分析教育效率时,最困难的莫过于度量和估计教育的产出”。90年代,国外的教育经济学得到了快速发展,在教育资源的利用、教育成本分担、教育的收益以及教育的产学研经济面进行了大量的研究,取得了丰硕的成果。目前,国外在高等教育国际化、区域化、经营化等方面进行了深入的研究,哥伦比亚大学校长李•C•伯林格,斯坦福大学教授马丁•卡诺依在教育的国际化方面进行了深入的研究;美国得州大学奥斯汀分校校长拉里•R•福克纳教授,日本早稻田大学校长白井克彦教授,对高等教育区域化进行了深入研究,认为高等教育区域化是动态的过程,大学传统是其发展的源泉。我国的高等教育资源的研究起步较晚,20世纪90年代初期,从政府层面出台了《关于加快发展第三产业的决定》明确提出教育是社会生产力,教育属于第三产业。90年代后期,由于受到经济和资源、经费的限制,提出“高等教育产业化”意在引入市场机制,推动高等教育的资源整合和使用效益。2001年,学者赵利,提出利用市场资源的有效配置模式,进行教育“产学研”一体化经营模式,推动知识资本市场化,拓展办学资源和规模。2004年,李钢等人提出在校企合作的基础上尝试办“校中校”也就是现在的独立学院模式。高等教育市场化、产业化,弥补了高等教育办学资源的不足,高等院校的合并与重组,在一定程度上实现了资源共享、盘活资源,促进了资源的合理配置,提高了教育资源的使用效率,提高办学效益,提高了人才培养质量,有助于推动当地的经济发展。2006年,杨占江提出,利用网络平台,通过网络技术,实现高等工程教育资源共享。2009年,刘华等人提出全面整合实验教学资源,推动工程教育中心建设,以专业认证为载体,提高人才培养质量。2011年,陈文松提出以专业认证为契机,以提高人才培养质量为宗旨,全面整合课程体系、师资队伍以及产学研合作整合高等工程教育资源。2015年,赵旭丽构建了工程教育认证背景下的人才培养体系。

2高等工程教育资源的整合机制与配置模式

随着高等教育的快速发展,高等教育经历了深刻的变革,由计划体制向市场机制的转变,引入市场机制,拓宽了高校的办学自,但由于种种原因,高等教育整合的机制还有待进一步改革与探索。厉以宁讲高等教育资源分为两个层次:宏观、微观。宏观上,政府和各级智能部门将教育资源配置给效益好、最需求的高校;微观上在高等学校现有的条件下,如何发挥资源的最大效益。

2.1完善政府主导的资源配置模式

我国的高等学校办学的主体为政府,政府层面通过顶层设计,实现高等教育资源的优化配置,在一定程度上由于高校所处地域以及经济发展因素,导致了资源配置的不平衡,高等学校是人才培养的阵地,完善政府主导的资源配置模式,按照国家经济的对口资源模式,高校与高校间开展协作,强势学校在学科、人才、课程、专业等建设上为地方普通高等学校提供支持。政府作为高等教育资源配置的主体,在政策、资金等方面,统筹安排,给予高校办学自,拓展资金来源途径,确保高校经费充足。同时,建立健全各种评价机制与措施,尝试通过第三方对学校现有资源进行评估,找准差距。力求在政府层面为大学提供更多的优质教育资源。

2.2完善大学教育资源配置模式

1998年,《高等教育法》颁布实施,确立了高校以党委领导下的校长负责制,赋予校长法人地位以及行政管理权力,高等工程院校,逐步完善大学制度,建立完善的大学治理结构,发挥教授治学的作用。在学科、专业、课程体系建设上,发挥学科平台的优势,集中优势资源打造特色学科、特色专业、以及特色实验室,课程体系着力打造精品课程,发挥教师的主观能动性,平衡学校利益相关者。同时,高等工程院校找准自己的定位,发展目标借鉴同类院校,并加强特色和区域辐射作用。在基础设施方面,整合教学科研仪器设备,教育用房、实验室用房、图书资料建设。教学仪器设备尤其是大型仪器设备通过国家、省市的资源共享平台,对外开放。教学仪器设备整合的重点是以学科为单元建立学科群平台,整合现有的房产资源、为教学、实验室提供优质的教学资源,丰富图书资料建设,为科研做好知识储备。

2.3引入市场机制丰富大学资源配置模式

引入市场机制,建立高校、科研院所、企业的合作模式,实现产学研一体化。通过校际、校企、科研院所的耦合联动效应,打破传统的资源整合模式,通过市场资源的有效配置,如校企联合,高校借助企业的硬件资源,通过校企共建,低价购买或企业赠送的形式建立校企联合实验室,高校为企业提供人才和技术支持,企业为高校提供硬件资源平台。同时,企业引入高校大学生到企业工程实习实践,促进高校人才培养的工程实践能力,也为企业做好相应人力资源储备。校际、科研院所可通过共同解决某一领域科学、技术问题,进行联合,实现优势资源的互补。

3以工程专业认证为目标,构建课程资源体系案例

机械工程学院是佳木斯大学设立本科专业较早、办学规模较大、专业数量最多的学院。学院设有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业电气化、车辆工程、交通工程、能源与动力工程、工业设计、农业机械化及自动化、包装工程9个本科专业,一个卓越工程师教育本科专业———机械设计制造及其自动化。其中,机械设计制造及其自动化与农业机械化及自动化两个专业均为省级重点专业。学院拥有一个现代加工技术实训中心、一个农业工程省级实验教学示范中心,一个机械工程校级实验教学示范中心,一个农业工程博士后工作站。机械工程学院整合课程资源增设和加强实践教学环节、职业技能培训、通用技术课程和工学综合性、创新性实验等课程,使学生掌握科学方法、获得终身学习能力;精减学时,合理设置选修课程,周学时保持在24学时,给学生更大的学习空间和更多的学习时间;每学期开设约30个科技文化讲座,开拓学生的视野,扩大知识面,为继续学习和深造奠定基础。横向课程整合:各门课程逐渐融合成为工程教育系统模块,以工程案例为引导进行教学纵向课程整合。机械工学院建立现代加工技能实训中心,购置现代化、智能化的设备,设立技能训练模块。培养学生的实践能力。改革考试模式,建立标准化考试模式,通过虚拟仿真、工程教育资料阅读等列入考站,增强学生分析与解决工程问题能力、工程思维能力、工程实践能力、沟通交流能力、科学伦理等方面的内容。总之,高等工程教育课程资源体系,要与时俱进,适应工业发展的需要;以工程教育资源定规模,实现可持续发展;完善制度,规范管理,保证质量;顺应高等工程教育趋势,整合高等教育资源,建立现代高等工程教育课程体系。

作者:马晓君 张则 单位:佳木斯大学

参考文献

1马晓君,苏贵章,李春江,等.基于专业认证体系的高等工程教育资源整合[J].中国科技信息,2015(8)

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4陈文松.工程教育专业认证及其对高等工程教育的影响[J].高教论坛,2011(7)

5刘华,吴波,隋金玲,等.全面整合实践教学资源,创建工程教育中心[J].实验技术与管理,2009(6)

6赵旭丽.工程教育认证背景下的人才培养体系[J].教书育人(高教论坛),2015

7王强,李雷鹏,朱立明.高等工程教育资源整合依据及模式构建研究[J].黑龙江高教研究,2014(2)

8陈茜.我国高等工程教育课程资源配置及开发模式研究[D].长少:中南大学,2009

机械工程伦理范文第7篇

【关键词】卓越人才 实验班 教学改革 实践

【中图分类号】G424.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)7-0064-03

一、“卓越计划”与卓越人才培养

高等工程教育是高等教育的重要部分,为国家培养各类工程技术人才。随着社会的不断发展,经济结构的转变,走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家等一系列战略部署对高等工程教育改革发展提出了迫切的要求。2010年6月,教育部在天津召开了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)启动会。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》的重大计划,旨在培养和造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型的工程技术人才,通过工程教育改革和创新提高工程人才培养质量,促进我国从工程教育大国走向工程教育强国。

“卓越计划”启动后,全国高校纷纷响应,目前已有三百多所高校分批次加入到“卓越计划”中。许多高校根据自身定位与特色,以实施“卓越计划”为契机,开展形式多样的卓越人才培养工作。清华大学确立了建设“研究型、管理型、创新型、国际型”卓越工程人才的培养体系。同济大学开展了“卓越生源行动计划”、“卓越课程行动计划”和“卓越实践行动计划”等卓越系列计划。天津科技大学是教育部第二批“卓越计划”高校,包装工程、食品科学与工程、生物工程三个专业为卓越计划实施专业。2010年,学校提出实施“行业卓越人才培养计划”,遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则,将卓越工程师培养纳入卓越人才培养体系之中。“行业卓越人才培养计划”分为三个层次,第一层次便是组建“行业卓越人才实验班”。

二、卓越人才实验班

在教育部“卓越计划”和天津科技大学“行业卓越人才培养计划”背景下,我校于2011年9月实施了《天津科技大学行业卓越人才实验班计划》,组建了“机械电子工程实验班”、“材料科学与化学工程实验班”、“食品与生物工程实验班”、“工商管理实验班”四个卓越人才实验班。

学校成立“卓越人才培养管理中心”专门负责实验班学生的统筹管理工作,各相关学院成立卓越人才培养工作领导小组,实行校院两级管理。实验班实行导师制,各相关学院制定导师制方案,导师主要负责学生专业选择、学习进程规划,并对学生研究内容和方法等进行指导。

实验班采取2+2的培养模式,学生在一、二年级不分专业,按照大类培养,进入三年级由学生自主确定专业。学生选拨由最初的新生报道后申请报名、经初试和面试合格后录取拓展为在部分省份采用高考直招方式按大类录取一定比例选拔与新生入校后选拔相结合的方式。为激励学生,保障人才培养质量,实验班实行滚动机制,根据平均学分绩点对学生进行预警、分流与增补。

为加强建设卓越人才实验班,学校给予了政策上的多方面支持。学校集中优秀师资,进行了多方面的教学改革,实行资源优化配置,为卓越人才实验班提供优越条件,通过因材施教地制定培养方案、组建优秀的基础教学团队和专业导师团队、建设专业核心课与双语课等方式提高人才培养质量。

三、卓越人才实验班的教学改革实践

(一)因材施教制定培养方案

培养方案是培养学生的一套计划,学生依据培养方案中所要求的内容逐步完成学业从而达到培养目标。培养方案是否科学合理直接影响人才培养质量。依据“宽口径、厚基础、强实践”的要求,确定“卓越”的培养目标和要求,建构合理课程体系,因材施教地制定培养方案是卓越人才培养的前提,也是卓越人才实验班追求卓越的基础。下面就以天津科技大学2013级机械电子工程卓越人才实验班培养方案为例进行分析。

机械电子工程卓越人才实验班依托机械工程学院和电子信息与自动化学院按照大类招生,学生在大一、大二年级主要学习校通识课程和学科基础课程,大三开始学生自主选择学习方向,分为“机械电子工程”方向和“自动化”方向,分别在机械工程学院和电子信息与自动化学院学习专业领域课程。机械电子工程卓越人才实验班的培养方案由机械工程学院和电子信息与自动化学院联合制定,培养方案不是机械电子工程专业与自动化专业培养方案的简单叠加,而是根据对卓越人才的要求,因材施教地制定培养目标、培养要求和课程体系。

1.培养目标

实验班以培养卓越人才为目标,其培养方案对学生需要掌握的知识技能以及需要具备的能力都做出了详细的说明。通过表一的对比可以发现,非实验班学生的培养目标是培养高素质的应用型人才,而实验班无论是在知识学习的范围上还是在能力培养的广度和深度上,其目标都区别于非实验班的学生,更强调扎实的基础,创新能力、工程实践能力的培养以及人文素养的提升。

2.培养要求

为了实现培养目标,实验班的培养方案对学生提出了明确具体的要求。要求学生在毕业时能获得9个方面的知识能力:①具有较扎实的数学、自然科学基础和机械工程、电气工程等科学知识的应用能力,以及独立试验并进行数据分析的能力。②系统地掌握专业领域的理论知识,具有设计机电系统、部件的能力。③具有对机械及电气工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力。④具有新工艺、新设备、新技术研发的初步能力。⑤具有较强的动手能力、创新能力和独立工作的能力。⑥较好地掌握生产过程控制、自动化仪表、信息处理及计算机控制技术等方面的专业知识,了解运动控制等方面的专业知识及学科前沿和发展趋势。⑦获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练。⑧具备一定的科研和组织管理能力,具有较强的工作适应能力。⑨知识面宽广,具有终身教育的意识和继续学习的能力。

3.课程体系

根据卓越人才的培养目标和要求,实验班的课程体系强调厚基础、强实践。 ①基础课程围绕机械电子工程和自动化两个方向开设,无论必修课还是选修课都旨在夯实学生基础,为专业课程的学习做好铺垫。部分课程是专门为实验班学生开设的,其他专业不开设,例如大一第一学期开设的《机械导论》是实验班两个方向学生的必修课,这在2013级机械电子工程专业的培养方案中是没有的。②实验班培养方案中选修课数量较多,是为了给学生多一些选择,让他们能根据自己的实际需要选择课程,为他们提供了更加优良的条件。《工程伦理学》是实验班培养方案中的一门选修课,在夯实学生基础知识的同时,还注重对学生健康人格的塑造。③理论环节与实践环节紧密结合,每学期都有实践环节,各种实习、实验、课程设计、毕业设计与理论课相得益彰,大大加强了学生的创新能力和工程实践能力。

(二)组建优秀的教学团队

1.基础教学团队

优秀的师资是培养卓越人才的重要条件。为了实现资源的优化配置,学校为卓越人才实验班优先选派有丰富教学经验的教学名师授课,并组建了《高等数学》 和《大学英语》两门课的教学团队,以团队建设促进教学质量的提高。教学团队进行教学改革,教学方法研究,提高学生学习兴趣和学习水平。

两个教学团队为实验班专门开设了《数学分析》、《数学建模与实验》和《英语口语》等通识选修课,并引导实验班学生优先选择专设的这些课程。在日常授课时,教学团队的老师们不仅注重知识的传授,还十分注重能力的培养,实验班学生在优秀教学团队的带领下,还积极参加全国或天津市的数学、英语竞赛并取得了较好的成绩。

2.专业导师团队

为了加强实验班学生专业实践能力和创新能力的培养,学校在基础教学团队的基础上要求各相关学院组建导师团队。导师团队由1名负责人和6-8名成员组成,帮助学生进行学业规划、指导学生参与科研实践,引导学生开展创新性活动,开拓学生视野。其主要职责有:指导专业核心课任课教师进行教学内容的改革与优化;指导学生进行学业规划和职业规划;帮助学生提早进入实验室参与科研实践,指导学生撰写科技论文、申报各类创新性的科研项目,鼓励学生参与各类学科竞赛,培养学生创新能力;对有研究潜质并准备攻读研究生的学生进行指导,帮助学生提早开展科学研究活动。

(三)专业核心课与双语课建设

为推动实验班课程教学改革,学校在《天津科技大学关于加强行业卓越人才实验班工作的若干措施》中提出了建设专业核心课与双语课。各相关学院已经开始有计划、有重点、逐步地展开对专业核心课和双语课的建设。

目前已有理论力学、机械设计、机电一体化系统设计、自动机械设计、机械制造技术基础(一)、自动控制原理、电路(一)、高分子化学、高分子物理、化工热力学、化学反应工程、生物反应工程、食品工艺学、食品技术原理、管理学等几十门核心课程,其中自动控制原理、化学反应工程、食品工艺学等多门课程既是专业核心课程又是双语课程。

核心课是整个课程体系中的精髓与重点,核心课程建设的重要性不言而喻。各相关学院发动优秀教师对核心课程进行教学内容、教学方法上的改革,选用权威教材,采用多种教学方式,改进教学效果、提高教学质量。

在双语课建设方面,鼓励教师选用国外高质量原版教材开展教学。这对实验班学生外语水平提出了较高的要求,也在潜移默化地推动实验班学生努力学习外语。利于让学生养成翻阅外文文献资料的习惯,及时掌握学术前沿动态,也为以后深入地学习打下良好的基础。

结语

卓越人才实验班的教学改革涉及方方面面,本文仅结合天津科技大学的实际情况对目前主要实施的改革实践进行了梳理,如何进一步加强卓越人才实验班学生的工程实践能力与创新能力、提升学生的科研能力等诸多方面还有待研究。总之,根据学校的定位与专业的特色,不断推进教学改革探索,逐步地完善政策制度,将有利于卓越人才实验班的建设,提升工程人才的培养质量。

参考文献:

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机械工程伦理范文第8篇

[关键词]卓越工程师农业机械化人才培养

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2014)02-0109-02

一、引言

2010年6月13日,教育部开始实施“卓越计划”,揭开了我国工程教育历史新的一页。“卓越工程师教育培养计划” (简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,是教育部着力实施的高等工程教育改革措施,为未来工程领域培养优秀的工程技术人才,是我国工程教育改革的切入点和突破口,是培养适应社会需求的高质量工程人才的必然选择。

二、农业机械专业卓越工程师应具备的品质特征

农业机械工程师在农业生产中的活动是在一个开放系统中进行的,它与自然、环境、精神等方面有着密不可分的联系,因此,农业机械项目在实施过程中会出现许多工程问题与人文精神相冲突的矛盾。丰富的人文情怀是人们社会责任和伦理规范的情感基础,也是优秀工程人员素养的重要组成部分。然而,目前各大高校学生中都出现了享乐主义的社会现象,工程教育中人文精神缺失是其主要原因之一。例如:目前大学生大多过惯了养尊处优的生活,农业机械等专业根本不是他们想考取的专业,同时受享受、浮躁、功利心理的影响,他们丧失了拼搏奋斗的勇气,不愿付出艰苦努力等。因此,一个卓越的农业工程师除了应具备很强的专业分析能力、深刻洞察力及借鉴力、实践才能、创新能力、良好的沟通与协调能力等,更重要的是还应有强烈的人文精神和情怀,能够从人文精神的视角来对待农业机械,坚持正确的理念,具有敢于挑战的勇气,具有强烈的社会责任心、高尚的伦理道德和职业素养。

三、农业机械化人才的培养

(一)农业机械化人才培养目标的确立

农业机械化工程教育应结合本校的实际情况,选择培养农业机械化工程师的类型,发挥本校的办学优势,避免办学目标趋同的现象。同时,应该清楚地认识到,高等农机化教育所造就的是农机化卓越工程师的后备军。大学阶段的工程教育仅为农机化卓越工程师提供系统的工程基础教育和基本的工程训练,只有通过大量的农机化工程实践才能培养出卓越的农机化工程师。

农机化工程师的培养在本科阶段要重视与农业机械企业的密切合作;培养学生的农业机械实践能力、创新能力。另外,重视学生综合素质和社会责任感的培养,深入了解大学生的心理特点和价值取向,充分尊重他们的个性,引领他们自觉提升道德修养,从而确立以德为先、能力为重、全面发展的农业机械化人才培养观念。

(二)农业机械化工程实践培养机制的构建

农业机械化工程师应具有发现问题、解决问题的敏感意识,在农业生产实践中善于思考、总结和创新,熟练运用农业机械专业知识和技能解决实际现场问题,要具备这些能力和素质,无疑实践是最好的途径。

校外实习基地是农机化工程训练最好的实践场所。目前我系与多家四川省农机化企业建立了校外实习基地,如:川龙拖拉机制造有限公司、成都市刚毅机械制造有限公司等,每年我系农业机械化专业都在这些企业完成实习实践。在企业实践中,学生参加到农业机器的生产中,如:今年暑假,卓越班的部分学生到绵阳一家收割机厂进行暑期实践,参加收割机的流水线生产,不光巩固了书本所学知识,还进一步了解了收割机的制造工艺过程和各零部件功用及其拆装,收获颇丰。通过学生参与企业实践活动,学生得到了基本农机专业训练,培养了在生产中运用理论知识发现问题,集体分析、讨论问题及解决问题的能力,从而提高了学生表达沟通与团队协作能力,增强了团队合作意识。

尽可能让更多的农机化学生参与到课外科技实践活动中,主动探索、寻求新的知识和解决问题的思路,养成良好的科研素养,为将来的工作奠定基础。如:四川农业大学积极鼓励学生参加各种科技实践活动。(1)开展了提升学生实践能力的活动,重在学生专业技能培养。我系农机化专业每年组织发动机拆装比赛,为了比赛取得好名次,学生在课余时间反复拆装发动机,不但提高本科生专业兴趣、调动学习积极性、巩固专业理论知识和提升专业技能,而且锻炼了学生的动手能力,使学生对发动机的组成和功用有了进一步的认识。(2)创新性实验计划,每年我系农机化专业的许多学生都组成团队,自主选题、自主设计、自主实验、自主管理,在导师引导下开展科学实验、创新设计或调查研究的项目,极大激发了学生创新兴趣。(3)科研兴趣培养计划,是学校和有科研经费的教师联合资助学有余力的本科生进行科学研究的项目,使有潜质的学生提前进入到科学研究中。将这些课外科技活动的功效真切地发挥在卓越工程师的培养中,才真正领会到“卓越计划”的精髓。

(三)教师农业机械化工程素质的培养

如何提高教师的农业机械化工程素质,是农机化卓越工程师教育首先要解决的问题。首先,通过互联网宣传、开会宣讲、学科相互交流学习等多种形式,帮助教师明确本院农机化人才培养需求与卓越工程师培养要求,引导教师强化工程教育理念,通过不断的学习增强工程设计和研发能力;其次,制定并及时调整各项激励政策,充分激发农机化专业教师从事工程实践教学的热情;再次,引进具备丰富工程背景的高级人才加入到农机化教师队伍中,科研与教学平台的搭建注重工程能力训练与创新能力培养,强化教师工程能力;另外,要从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理人员担任兼职教师,担任本科生、研究生的联合导师,承担培养学生、指导毕业设计等任务。通过上述途径提高教师的农机化工程素质,建立一支具有工程背景的高素质教师队伍,有效培育出卓越的农机化工程人才。

(四)农业机械化教学内容和教学方法的革新

农业机械工程教育改革围绕农业机械化就业市场的需求、农机化企业人才需求等因素注重加强课程体系革新。深化课程教学革新,摒弃灌输式教学,按工程问题、案例和项目组织教学内容,带着问题进行学习。加强实践教学环节,在实践教学过程中推行问题教学模式。使学生通过协作发现隐含于问题背后的科学知识,培养分析问题、解决问题的技能和自主学习的能力。

农机化教师授课绝不是简单的知识传递,而是重视学生的认知和探究的首创性;理论授课中,不过分依赖教材,强化认知探究和学习经验的养成,在探究中理解知识、获取经验。每个教师都应该明白教学的中心任务是让学生学会提出问题,学会研究方法,学会主动探究、独立思考和解决问题;大学教学实现多主体交流与协作,课堂讲授贯彻少而精的原则,在民主平等氛围中进行,学生拥有充分表达权;大学教学建立学习共同体,加强实践教学,注重创新意识的培养。课程实践中,改进实践教学设计,培养学生动手能力、创新意识,让学生结合课题提出实验方案、搭建实验系统、分析处理实验数据;在课堂之外让学习活动更加精彩:主动合作学习、师生互动、社会实践及知识、能力与自我发展。

(五)农机化卓越工程师考核体系的创新

要培养出未来的农机化卓越工程师,必须超越目前以掌握知识点为本的评价体系,形成以农机化素质提升为本、适应新时期社会需求的考核评价体系。一是考核强调农机化学生的整体素质的全面和谐发展,不仅要考核学生对农机化知识的掌握程度,更要考核学生的综合能力和综合素质。二是改革农机化等课程考核内容和方式,确立以检测能力、素质和创新因素为主体的考试内容与评价标准。考核内容要能充分激发学生的创新意识、创新欲望、创新激情,把创新因素作为最主要的评判指标。应提高平时考核成绩所占的比重,核心骨干课程的平时考核成绩可占60%以上,倡导全方位综合性教学评价,建立反映学生学习志趣和特点综合考评体系。三是改进学生实践环节的考核办法,将动手能力、解决实际问题能力、创新创业精神纳入考核指标。

四、结束语

为了培养出优秀的农业机械化卓越工程师,必须让农业机械化专业的培养任务落实到我们农机化教育与教学的各个环节中,我们应牢牢抓住“卓越计划”的契机,转变传统的农业机械化教学模式,激发学生对农业机械的热爱,有效提高学生的动手能力,以期待为我国培养出创新能力强、适应经济社会发展的高质量农业机械化工程技术人才作出贡献。

[参考文献]

[1]陈娜,邸书灵,段淑凤.探索计算机专业卓越工程师人才培养[J].教育与职业,2012,(9):128-129.

[2]王涛,刘美.卓越工程师培养计划中实践教学体系建设的几点建议[J].中国电力教育,2011,(30):159-160.

机械工程伦理范文第9篇

文章以重庆大学机械设计制造及其自动化专业为例,分析本科毕业生基本要求,提出了符合中国工程教育专业认证标准,满足学生发展及社会需求的本科人才培养目标及毕业生必须具备的知识、能力和素质。最后以用人单位及校友、大四学生和教师为调查对象,对毕业生基本要求的科学合理性进行了评估。

关键词:培养目标;毕业生基本要求;专业认证;工程教育

中图分类号:G40-059.3 文献标志码:A 文章编号:

10052909(2013)04002707

近年来,中国高等工程教育有了长足发展,基本适应国内经济社会发展的需要,其规模已经达到世界最大[1]。提高教育质量已成为今后高等工程教育的首要任务。专业认证是高等教育评估体系的重要组成部分,是保障和提高教育质量的重要方法和途径。通过专业认证,对达到或超过既定教育质量标准的高校或专业给予认可,既可以协助院校改进工作,进一步提高教育质量,也可以使公众、学校和学生的利益得到基本保障。工程教育专业认证在国际上得到了越来越多国家的重视。

工程教育专业认证的核心是认证标准,认证标准既是专业认证思想和理念的体现,又是专业认证制度实施的根本。国内的工程教育专业认证通用标准包含学生、培养目标、毕业要求、持续改进能力、课程体系、师资队伍和支持条件7个方面的认证指标,其中人才培养目标和毕业生基本要求(培养规格)是社会需求的集中反映,是整个高等教育工作的核心,是制定教育计划和实施教育活动的依据。

一、毕业生必须具备的基本要求分析

(一)人才培养理念

人才培养目标和毕业生基本要求是教育者在观念上预先建立的关于未来人才的主观形象,体现的是教育者的高等教育思想和理念[2]。现阶段对制定本

科人才培养目标产生重要影响的高等教育理念主要有以人为本教育理念、全人教育理念和终身教育理念等[3-4]。

1.以人为本教育理念

以人为本,是科学发展观的核心,也是高等教育的基本理念。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》就指出教育要坚持以人为本。“以人为本”和“全面实施素质教育”是教育改革发展的战略主题,是贯彻党的教育方针的时代要求,其核心是解决好培养什么人,怎样培养人的重大问题,重点是面向全体学生,促进学生全面发展,着力提高学生服务国家服务人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。

2.全人教育理念

教学时了解学生的心理需求、能力、经验、性格、意愿等主观条件,并配合之来进行教学活动,从而激发学生的求知欲和学习动机,快乐学习。全人教育的核心观念是推动学生知识与能力的共同增长,综合素质、思想道德、心理素质的共同提高,最终促进学生知识、兴趣、能力等方面的全面发展。

3.终身教育理念

1996年,国际21世纪教育委员会在其向联合国教科文组织(UNESCO)提交的《Learning: the Treasure Within》(教育:财富蕴藏其中)报告指出,终身教育是与生命有共同外延并已扩展到社会各个方面的连续性教育。终身教育除重视工作和职业需求外,还重视铸造人格、发展个性,使个人潜在才干和能力得到充分发展。

报告同时还提出了终身学习的四大支柱:学会认知(Learning to know)、学会做事(Learning to do)、学会共同生活(Learning to live together)和学会生存(Learning to be)。学会认知,即获得理解的手段,其途径是将掌握足够广泛的普通知识与深入研究少数学科结合起来。这也就是说要学会学习,以便从终身教育提供的种种机会中受益。学会做事,即能对自己所处的环境产生影响,以便不仅获得专业资格,而且从更广泛的意义上说,获得能够应付许多情况和集体工作的能力。学会共同生活,即要学会与他人一道参加活动并在活动中进行合作。其途径是通过尊重多元性、相互了解及平等价值观的精神,在开展共同项目和学习管理冲突的过程中,增进对他人的了解和对相互依存问题的认识。学会生存,即充分发展自己的人格,并能以不断增强的自主性、判断力和个人责任感来指导行动。显然,终身教育强调终身学习能力的培养。

总之,这些教育理念强调培养学生服务国家、服务人民的社会责任感,强调学生知识与能力的共同增长,强调学生综合素质和终身学习意识的共同提高。大学教育是人生中的重要阶段,这些理念应反映在本科人才培养目标及毕业生必须具备的知识、能力和素质基本要求中。

(二)欧美国家的本科毕业生基本要求分析

国际上影响广泛的华盛顿协议的毕业生属性概要、美国工程技术认证委员会(ABET)的EC2000认证标准和欧洲工程教育认证联盟(ENAEE)的EUR-ACE认证标准都有关于本科毕业生基本要求的描述。

1.华盛顿协议的毕业生属性概要

华盛顿协议中的毕业生属性概要[5]是由一组独立的、可评估的毕业生基本要求组成,每项要求表示的是接受教育人员必须具备的素质和潜在技能。对毕业后期望成为工程师的学生来讲,毕业生属性概要共涉及如下12个方面:(1)工程知识。具有解决复杂工程问题的数学、科学、工程基础和工程专业知识;(2)问题分析。能发现、阐明、分析复杂工程问题和研究相关文献,能运用数学、自然科学和工程科学基本原理得出重要结论;(3)解决方案的设计、开发。能提出解决复杂工程问题的设计方案,能设计系统、系统组成或过程以满足特殊需要,并适当考虑公共健康、安全、文化、社会和环境等因素;(4)调查研究。能应用合适的研究方法对复杂工程问题进行研究并得到有效结论,研究方法包括实验设计、数据分析与解释、信息综合等;(5)现代工具的应用。能在复杂工程活动中创建、选择并应用合适的技术、资源、现代工程与IT工具,包括预测和建模,同时还要了解这些工具的局限性;(6)工程师与社会。能应用广博的知识对社会、健康、安全、法律和文化等问题以及对与工程实践相关的社会责任作出分析评价;(7)环境与可持续性。理解工程方案对社会环境的影响,并证明工程方案能促进可持续发展;(8)职业道德。理解并遵守职业道德、伦理责任以及工程实践的规范;(9)独立工作与团队工作。作为个人、团队成员或领导能在不同团队或多学科环境中有效地发挥作用;(10)沟通与交流。在复杂工程活动中,能与工程界和社会有效地沟通,比如能理解并起草可实施的报告和设计文件,进行有效陈述并能给予和接受指导;(11)项目管理与财务。证明具有工程管理知识并能应用于工作中,作为团队成员或领导在多学科环境下进行项目管理;(12)终身学习。认识终身学习的必要性,并有准备、有能力在广泛的技术领域里不断学习。

2.ABET的EC 2000认证标准

美国工程教育专业认证现行认证标准是2001年开始全面推行的EC 2000认证标准[6],标准中第三项准则指出申请认证的工程专业必须证明其学生毕业时应具备以下11个方面的基本要求:(1)数学、自然科学和工程学知识的应用能力;(2)设计和进行实验操作,以及分析和处理数据的能力;(3)在实际约束条件下,设计一个系统、组件或过程以满足预期要求的能力;(4)在多学科团队中发挥作用的能力;(5)发现问题和解决工程问题的能力;(6)对职业道德和伦理责任的认知;(7)有效的交流能力;(8)知识面宽广,能够认识到工程问题对经济、环境、社会乃至世界的影响;(9)认识到终身教育的必要性,以及终身学习能力;(10)对当今社会问题具有一定的认识;(11)工程实践中运用各种技术、技能和现代工程工具的能力。

3. ENAEE的EUR-ACE认证标准

EUR-ACE认证标准[7]中规定的本科毕业生应具备的基本要求有6个方面内容:(1)数学、科学和工程基础知识方面,要求学生了解和掌握一定的数学、科学和工程基础知识;(2)工程分析方面,要求学生能够解决与其知识水平相当的工程问题以及专业领域之外的一些问题;(3)工程设计方面,要求学生能够与他人一起从事工程设计;(4)调查研究方面,要求学生能够采用适当的方法从事研究,或对相应技术问题进行详细调查;(5)工程实践方面,要求学生能够应用所学知识不断提高解决工程问题的实践能力;(6)可迁移技能方面,主要包括独立工作能力、团队工作能力,沟通交流的能力、社会责任感、职业道德、项目管理能力和商业意识,认识到工程方案对社会环境和可持续发展的影响,认识到终身教育的必要性,并具备终身学习的能力。

工程教育专业认证呈国际化趋势发展,且采取的标准和实施的制度也越来越相近,已形成了许多共识,认证标准所陈述的知识、能力和素质需求反映了当前全球、国家和社会发展对工程教育的需求,内容程序规范和可操作性强。华盛顿协议、ABET、ENAEE的本科毕业生属性要求规定毕业生必须掌握一定的数学、科学、工程基础和工程专业知识,强调具备解决复杂工程问题以及设计复杂工程系统的潜在能力。同时还要求毕业生必须富有社会责任感,意识到工程与环境及可持续性之间的重要性,具有良好的职业道德,具有团队工作能力、沟通交流能力、项目管理能力和商业意识、自主学习能力和终身学习意识等,体现了社会发展对人才知识、能力和素质的普遍要求,是与当前社会需求及学生发展相适应,可为制定工科人才培养方案和本科培养标准提供借鉴和启示。

以制定工程类专业目标为例,主要的借鉴和启示有以下4个方面:(1)按学科要求而提出的本科人才培养目标和毕业生基本要求更侧重于专业知识和一系列相对独立的技术单元,还没有真正上升到工程的高度。以学生发展与社会需求制定专业目标符合当前的工程教育发展趋势。(2)习惯采用综合方式来描述专业人才培养目标与培养规格要求,独立性、可评估性较差,难以将各项规格要求细化到每一门课程及其教学环节中,不易衡量各门课程对专业目标的贡献率。规格要求务必细化,独立性、可评估性好。(3)教师对工程教育与通识教育相融性认识不足。工程不仅仅是各种专门技术的综合应用,而且与自然科学、社会科学、人文科学及艺术密切关联,学生通过通识教育课程的学习可以更好地促进专业能力养成。工程教育与通识教育融合,培养具备扎实的专业基础知识和过硬的工程实践能力,同时又具有博雅精神和优美情感的高素质专门人才。(4)社会责任意识、职业道德、终身学习意识等素质要求不是一门或两门课程就能实现的,且有些短时间内还难以评估。素质要求的实现过程隐含在学生接受高等教育的全过程里,体现在师生之间、学生之间的互动过程中,教师的一言一行都会对学生潜移默化地产生影响。

二、本科人才培养目标与毕业生基本要求

(一)重庆大学的本科人才培养目标

全面贯彻党的教育方针,深入贯彻和实践科学发展观,坚持育人为本、改革创新、提高质量、分类培养、打造特色的思路,促进有重庆大学特色的研究型大学本科教育教学体系建设。学校着力构建通识教育模式下宽口径专业教育人才培养模式,探索“因材施教,分类培养”的多元化人才培养。通过优化人才培养方案,加强文、理与工程技术的交叉融合,进一步提高人才培养质量,打造各类精英人才,实现“厚基础、宽口径、强能力、高素质、国际化”的人才培养目标,培养“科学理论的探索者,工程技术的创新者,社会文明的传播者,建设事业的管理者”,即能够驾驭和应对未来的人。

(二)机械类专业本科人才培养目标

专业的本科人才培养目标应与学校的人才培养目标保持一致,是学校人才培养目标的细化和延伸。此外,人才培养目标还应和专业的办学历史、师资力量、实验条件、教学设施等办学条件相适应,与学生发展和社会需求相适应。基于此,重庆大学机械设计制造及其自动化专业制定的本科人才培养目标如下。

(1)具有健全人格、高尚情操、健康体魄和良好科学素质,具有终身学习能力和团队精神的复合型、创新型优秀人才。

(2)熟悉机械科学技术,扎实掌握机械工程及自动化技术的基础理论和专业知识,具有国际视野和出色的工程实践能力,具有一定的创新能力和科学研究能力。

(3)能在国内外的机械工程领域从事设计制造、研究开发、生产组织与管理等工作或进入研究生阶段继续深造。

(三)机械类专业本科毕业生基本要求

根据专业本科人才培养目标、社会需求以及重庆大学机械工程学科近80年的人才培养经验,考虑中国当前社会政治、经济、科技、文化等因素,提出了现阶段机械类专业毕业生必须具备的独立、可评估的知识、能力和素质基本要求(表1~表3)。知识是学生将来从事机械及其相关领域工作所必备的基础,能力是学生运用所学知识完成科学研究、工程设计、企业管理等工作所需的要素,素质是影响学生未来发展,使学生成为具有远大理想和抱负并对社会有所担当的栋梁之材所应当具备的潜质。这三方面基本要求是实现机械类专业本科人才培养目标的三大支柱。高素质专门人才和拔尖创新人才尤其要在沟通与交流能力、独立思考和判断能力、分析问题与解决问题能力、终身学习能力方面具备很高的水平。

三、毕业生基本要求的衡量

(一)毕业生基本要求与认证通用标准要求之间的覆盖关系

将机械类专业提出的毕业生必须具备的知识、能力和素质基本要求与中国工程教育专业认证标准对照表明该要求覆盖了专业认证通用标准和机械类专业补充标准规定的基本要求。此外,基本要求还强调了健康体魄是学生未来发展的基础,明确了沟通与交流能力、独立思考和判断能力、分析问题与解决问题能力、终身学习能力是高素质专门人才和拔尖创新人才应当具备的重要属性。

(二)毕业生基本要求调查评估

为了进一步分析机械类专业毕业生必须具备的基本要求是否科学合理,是否满足学生发展及社会需求,还需要通过调查研究,才能给出比较确切的答案。调查对象是用人单位、校友、大四学生和教师。

在2011年,采用李克特量表,调查用人单位、校友(毕业3~10年的骨干)、大四学生和教师对本科人才培养目标的态度和看法。该表由18条毕业生基本要求组成,采用5级量表形式,5种备选评语答案是“低”“比较低”“中”“比较高”“高”,分别表示各项基本要求的重要程度等级,并用1~5分别为5种答案计分,调查表总分最高分为90分,最低分为18分。重要程度是指各项基本要求对毕业生今后的生存和发展的重要性。

向中国第二重型机械集团公司、重庆长安汽车股份有限公司、重庆机床(集团)有限责任公司、中冶赛迪工程技术股份有限公司等十多家单位的青年骨干发放问卷,共收回有效问卷74份,调查统计结果如图1所示。用人单位及校友的调查统计结果显示平均分为74.75分,标准偏差为7.31分,可信度和有效度都非常高,其他具体分项数据如表4所示。收回的有效学生问卷141份和有效教师问卷32份,调查统计结果与用人单位及校友很相似。用人单位及校友、大四学生和教师的调查统计结果比较如图2所示。

从统计结果可以看出:用人单位及校友对知识、能力和素质评价指标总体是很认同的。其中,“独立思考和判断”“终身学习”“沟通与交流”和“分析问题与解决问题”这4项要求被认可程度高,“分析问题与解决问题”“沟通与交流”这2项的偏差最小,认识更趋一致。而“经济管理与法律法规”“人文社会科学”“国际视野和跨文化交流”和“数学与自然科学”这4项要求认可度低些,但也高于平均水平。“国际视野和跨文化交流”“人文社会科学”这2项的偏差最大,说明人们对这2项的意见比较分散。总之,说明已制定的机械类专业本科人才培养目标及毕业生基本要求总体满足了毕业生发展和用人单位的需求。

四、结语

将人才培养目标细化成本科毕业生必须具备的基本要求后,即可根据这些基本要求制定培养方案和教学计划。然后,将每一项基本要求分解到每一门课程及其教学环节中,制定每门课程的教学大纲和课程目标。最后,各门课程通过精心设计教学环节、教学活动和课外环节,辅之以完善的教学质量监控体系和保障体系,保证课程目标的实现。但这并不说明培养方案完美无缺,笔者从上述调查中也发现一些问题。

(1)如图2所示,用人单位及校友和教师所对应的趋势线大部分非常接近,但在起始段却有比较大的差异,体现了用人单位及校友与教师之间对数学、自然科学和工程知识的重要性看法不一:用人单位及校友认为这些知识相比之下不是最重要的,而教师则认为很重要。这也是长期以来高校教师“重知识、轻能力”的一个体现。

(2)调查显示这3个群体认为数学与自然科学、人文社会科学、经济管理与法律法规、国际视野和跨文化交流的重要程度最低,而这些要求主要涉及一些通识课程。因此,说明人们对通识教育的重要性认识不足,体现了师生的意识形态或价值观与学校的教育思想、定位存在差异。

(3)对大四学生,除了调查毕业生基本要求的重要程度外,还调查了这些基本要求的实现程度,实现程度是指通过大学4年学习后学生对各项指标掌握或提高的程度。结果显示基本要求的重要程度与实现程度差距较大。这固然有调查的可信度问题,但也说明各项工作还不够好,与学生的期望值还有差距,还要继续努力不断完善各项工作,提高教师综合素质和能力。

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Analysis and assessment of basic standard for graduates based on professional accreditation of engineering education: learning from basic standard for graduates in Occident

LI Liangjuna, YAN Xingchuna, YI Shupingb, CHEN Bingkuia

(a. College of Mechanical Engineering; b. Office of Academic Affairs, Chongqing University, Chongqing 400030, P. R. China)

Abstract:

Taking mechanical design, manufacturing and automation specialty in Chongqing University as an example, the paper analyzed the basic standard for graduate, put forward the talent training objective based on engineering education accreditation criterion, meet the students’ development and social needs, point out the knowledge, abilities and qualities that the graduates must have. In the last, the paper assessed the scientificity of basic standard for graduate, with the surveys of employer, alumni, senior student and teachers.

机械工程伦理范文第10篇

关键词:美国;工程教育;改革趋势;“科学导向”;“工程设计导向”

工程教育的发展离不开科学的推动。美国以及西方许多国家本科阶段的工程教育自20世纪50年代起日益形成“科学导向”的模式,强调科学基础,忽视工程实际问题的解决。20世纪80年代,美国工程教育领域发起了“回归工程运动”(ReturntoEngineeringMovement),开始对“科学导向”的工程教育模式进行改革。纵观近30年美国本科阶段工程教育的研究与实践,“工程设计导向”的改革趋势日趋明显,工程设计成为本科阶段工程教育的核心要素。

一、“工程设计导向”的原因分析

(一)商战引发工程教育界对工程设计的关注

20世纪70年代,在愈演愈烈的商战中美国三大支柱产业收益连年下跌,在国际竞争中逐步处于劣势,如图1所示。[1]为提高产业竞争力,维护世界经济霸主地位,美国经过大量研究论证,发现产品成本的70%由设计阶段决定,有效的设计能够提高质量、减少成本、缩短生产周期,更好地满足顾客的需求。美国认真审视自己的工程设计状况,指出政府、企业界、教育界存在的九大问题。其中,教育界存在的问题主要是:(1)高校名义上承担责任,实际上并没有做好工程设计教育。设计教育没有受到应有的重视,工科教师普遍认为设计难教,仅有的设计教师没有工程设计背景,高校不能培养企业需要的工程设计人才。(2)高校关于工程设计的研究正在复兴,但还远远不够。(3)目前的工科课程不关注整个产品实现过程,大部分课程只强调小部分传统的、技术性的设计过程。课程从整体来看缺乏现代设计活动学科交叉的特点,而且课程也没有教授目前多数有竞争性的企业正在进行的设计活动。结果导致工科毕业生在实际设计活动中缺乏团队精神,不能很好地应用他们的科学、数学和分析知识,不能真正理解制造过程、成本和产品生命周期等概念。[2]这些问题归因于20世纪50年代美国工程教育界发生的重大转折:极其强调数学和自然科学在工程教育中的地位,在工科课程计划中大幅度增加科学教育的比重,削减了设计类科目及学时。商战凸显出工程设计的重要性,工程教育界开始重新关注工程设计。

(二)工程设计是工程的核心

工程设计和工程有着同样漫长的历史。工程设计的涵义及其与工程的关系也在不断发展变化。现代工程与社会建立了密切的联系,受到系统工程学和社会建构论的影响,过程主义的工程本质观出现。取得职业身份的工程师们更倾向于把工程定义为一种设计的过程,认为设计是工程的核心,真正的工程师是设计师,强调工程的创造性本质。[3]120—121美国工程师普遍认为专业工程师的特质在于“设计”。工程教育家Smith把工程定义为建筑、装置或系统地满足特定条件的最优化设计方式,并进一步指出,在宽泛的意义上,工程的本质就是在观念中设计装置、程序、系统,有效地解决问题,满足需要。[3]120—121美国许多著名的学者都对工程设计的定义进行了阐述。比较有代表意义的如Simon指出“凡是以将现存情形改变成想望情形为目标而构想行动方案的人都在搞设计”[4];Dym在Simon的基础上提出自己对设计的理解:“设计是对物品规范系统化的、智能的生产和评估,使物品外形和功能达到规定目标并且满足一定的约束条件”[5];Bucciarelli认为,工程设计是处于真实情境中,涉及社会过程,持有不同观点、来自工程或非工程的不同学科的人,一起工作解决复杂的技术问题,来满足社会和消费者的需要[6]。可以看出,美国学者对于工程设计的定义都较为笼统,这也反映出工程设计的复杂性。在现代工程活动中,设计工作绝不是一个“局域性”或“局部性”的环节,而是一个影响到工程活动的“全过程”和“全局”的起始性、渗透性、贯穿性环节,具有特殊的重要性。[7]

二、“工程设计导向”的研究与实践

(一)“工程设计导向”研究进展

美国关于工程设计教育的研究大致可以分为3个阶段:宏观层面的理念构建研究阶段、中观层面的课程改革研究阶段和微观层面的设计学习研究阶段。

1.宏观层面的理念构建研究阶段(20世纪七八十年代)此阶段研究的重点是论证工程设计在工程中的重要性,以及本科阶段开展工程设计教育的必要性与可行性。持否定态度的学者主要认为工程设计不能算是一门真正的学科,因为它缺乏数学的支撑,更像是一门艺术而非科学;工程设计往往是依靠直觉,工程设计教育没有充分的理论基础,师资队伍也没有保证。[8—9]持肯定态度的学者认为工程设计理论更关注设计过程而非产品,而设计过程是可教授的。[10]随着计算机科学特别是人工智能的发展,可以用符号表述出许多传统算法不能表达的东西,实现并展示工程设计,这证明了工程设计并不是凭借看不见摸不着的直觉。20世纪70年代以来涌现了一批有重要影响的设计学家和著作,促进了工程设计科学的发展,使工程设计成为一门学科而不再仅是费时难教的技能。Henderson于1980年发表《当然,设计可以教授》一文,该文通过对学生修完工程设计课程后的收获进行实证研究,得出设计可以教授的结论。[11]

2.中观层面的课程改革研究阶段(20世纪八九十年代)在确立了工程设计教育的可行性和重要地位后,各个高校通过多样化的方式进行“工程设计导向”的改革,相关研究主要是基于现有的工程设计学理论如工程设计过程模型等,结合研究者自身的教学经验,尝试提出有效的设计教学方法,改革工程设计课程。此阶段涌现了大量的研究成果,对“工程设计导向”的改革实践起到了积极的推动作用。Turns等选取1994—2001年10种工程教育期刊和2种重要的工程教育会议论文集,筛选出题目中包含“工程设计”的文章共273篇,从设计教学的对象、设计教学方法、设计教学目标及要求、课程评价和设计的定义五方面对选出的文章进行了文本分析。[12]具体来看,此阶段的研究内容主要包括以下方面:(1)论证工程设计教学的有效性。例如:Atman和Bursic选取10位大一年级学生作为研究对象,一半学生在阅读工程设计过程内容之前解决三项开放性的工程设计问题,另一半读完之后完成同样的问题。然后分析实验组和对照组,发现工程设计过程的相关知识对于学生定义问题、分析问题和解决问题确实有一定的帮助。[13](2)探讨工程设计教学方法。学者们普遍认为以项目为中心的学习(project-centeredlearning)是比较有效的设计教学方法。可以通过设计项目训练学生的设计思维,了解设计过程并提高学生的工程设计能力。[14—15](3)大一年级贯穿设计体验。研究者意识到本科低年级教学环节与工程实际脱节,开始探讨与大四年级的顶层设计(“capstonedesign”)相对应的大一年级底层设计(“cornerstonedesign”)。一些学者提出大一年级学生应该面对真实的工程问题,理解工程师究竟在做些什么。[16]同时,大一年级开设工程设计课程有助于缓解工科学生的流失,对今后学生的学习也有很大帮助。[17]一些高校尝试在大一年级让学生以团队合作的形式通过真实的工程设计项目体验产品设计的完整过程,深刻理解工程设计的开放性与复杂性。[18]这一阶段的研究在理论方面主要依托工程设计科学研究取得的一些成果,包括设计过程的发现与描述、基于企业最优的设计实践建立规范的设计活动模型、设计过程的自动化模型开发、开发设计语言及陈述、开发设计分析工具、发展用于工业和民生的设计。[19]工程设计的相关理论为设计教育研究提供了方法和视角,但是并不能很好地解释工程设计学习,即工程设计者如何习得知识和技能并将其转化为生产力和创新。此外,此阶段关于课程评价的研究较少,不能很好地评价某种工程设计课程对于学生的设计学习所起到的作用。建议使用的教学方法多是作者的自身经验总结,并没有认知科学和教育心理学的相关理论作为支撑。设计教育研究出现瓶颈,在指导实践方面存在一定的局限性。

3.微观层面的设计学习研究阶段(2000年至今)随着工程教育从知识导向到能力导向的转变,工程设计教育进入了重视学生设计能力培养的新阶段。工程设计教育研究开始关注学生做设计的心智过程,即学生如何处理工程设计问题并具备设计能力。鉴于工程设计科学与工程设计教育之间存在的距离,Eastman于2001年所著的《设计知识与学习:设计教育中的认知》提到了设计教育中的认知概念框架,试图从四方面建立认知科学为基础的设计教育理论。从此工程设计教育研究开始对工程设计认知密切关注。[19]这一阶段比较有代表性的是华盛顿大学工程学习教学中心关于设计教育的实证研究和斯坦福大学设计研究中心关于设计教育的理论研究。华盛顿大学工程学习教学中心的研究者们利用“发声思考”方法,考察工程本科生和专家如何解决工程设计问题。主要通过录下学生和专家“出声”的思想,基于设计中最基本的操作单元对音像带进行分析,取得数据,从而对比大一学生、大四学生以及经验丰富的设计者之间设计行为的差异及变化。该团队在3套数据的基础上完成了6项相关研究。该团队对设计学习的研究成果如何运用于实际的设计教学中也做了系列研究。斯坦福大学设计研究中心主要致力于工程设计教育的理论研究,将设计科学与认知科学结合起来,为工程设计教育实践提供更好的指导。例如:NeeleyJr.鉴于以往工程设计教育领域对设计的一些本质属性如设计过程中人的特性、动力、适应性等特征关注不够,在仔细分析已有设计模型的基础上,提出自适应设计理论。[20]该理论并非对已有的设计过程、阶段进行详细解释,而是强调对设计者和设计本身的关注,将设计者的思考过程整合到设计活动过程中,从设计思维与认知的角度更加深刻地阐述设计及其过程。2010年斯坦福大学研究团队出版《设计思维:理解—拓展—应用》一书,对工程设计思维进行深入剖析并建立了相关模型。此阶段的研究成果主要包括:(1)工程设计课程评价。传统的、单一的评价方法对于设计课程已经不再适用,为了评价教学方法和课程内容的有效性,应综合采用多种方法,如封闭性调查法、开放式问卷法、概念地图法、观察访谈法等。[21]Safoutin等在布鲁姆的目标分类法基础上,按照设计活动包含的各个要素及其子要素建构课程目标,提出了基于设计的课程分析框架,用于评估课程计划和学习效果,他们还对大一年级的4个设计项目进行了实证研究,按照提出的框架构建目标,在课程结束后通过问卷调查检测学生每一项教学目标完成的程度,并将学生调查的结果与教师相比较。[22](2)建立工程设计课程体系。“工程设计导向”的改革需要改变原有的以科学为中心的课程体系设置,突出工程设计课程的重要性。这就需要建立工程设计课程体系,将设计体验作为主线贯穿本科各个阶段。一些学者采用比较研究、案例研究的方法探讨如何在本科阶段建立一体化的工程设计课程,实现工科课程计划的转型。[23—24](3)有效培养工程设计能力。2004年在日本召开的国际工程设计教育研讨会上,经过专家学者的讨论,对以下几种工程设计能力达成共识,即识别并明确地表达问题;创造力;不同的科学技术知识的整合及应用;用制图、命题、方程式、编制程序等方式表达和描述问题;从经济、安全、伦理、环境影响等角度思考问题;在以上约束条件下对问题求解;规划并追随规划;交流;团队合作。如何有效培养工程设计能力的研究也日益增多。学者们运用实证研究方法深入分析教学对于培养设计能力的作用。

(二)“工程设计导向”改革实践

在理论研究的推动下,工程设计教育改革实践持续向前推进。1990年9月美国科学基金会(NSF)资助了ECSEL和SYNTHESIS两个工程教育改革联合体,通过校际协作和联合攻关,前者意在将工程设计教育通盘考虑并贯穿于本科教育全过程,后者旨在开发一种创新的综合课程结构模型。美国工程和技术鉴定委员会(ABET)从1996—1997年度鉴定周期起,将原来一年的工程科学和半年的工程设计,融合为一年半的工程主题,按照工程主题标准对教学计划中的设计成分进行评价,从而引导工科院校在本科阶段全面贯穿工程设计的体验。从美国近期的报告中可以看出,“工程设计导向”已经成为工程教育改革的趋势。2007年美国科学理事会(NSB)的研究报告《大力推进工程教育改革》(MovingForwardtoImproveEngineeringEduca-tion)提出进行以设计为核心、以学生为本的课程结构及内容改革。[25]2008年《杜德斯达特报告》第4章中提到工程师应具备工程设计的能力,并指出一些工科教育计划已经建立或者转型,使得工科课程计划在所有层面上都贯穿设计的体验,通过课题或基于工作室的活动来完成它。①大学层面的工程教育改革也体现出“工程设计导向”的趋势。素有“世界理工大学之最”的麻省理工学院,非常注重本科阶段的工程设计教育,以机械工程系为例,其本科阶段的教育目标强调“学生能够运用所学知识进行建模、测量、设计机械部件及系统”“学生能够有效地构思、执行工程设计任务,并且做好团队合作与沟通工作”。麻省理工学院机械工程系从大一年级到大四年级都开设不同类型的工程设计课程,其内容主要有:(1)为社区顾客设计玩具。其中包括了解社区顾客需求、头脑风暴进行初始设计、绘制草图制作模型、细节设计、建模、为社区顾客展示设计产品、交流沟通等过程。(2)设计机器人并参加比赛。比赛的内容每年都不相同,要求学生在预定时间和预算内完成机器人的设计,强调坚固耐用和工艺性。(3)以15~19人的大团队形式完成一项产品设计,课程结束后学生要向近1000人包括设计师、企业家、学术人员和校友等展示自己的设计成果。(4)设计一款高质量低成本的产品。课程将工程与管理整合在一起,决定制造的速度、成本、质量和灵活性。课程的主要内容是设计一款对消费者负责任的产品。学生在上完本门课之后应该有能力和信心去制造企业用不熟悉的过程制作他从未见过的产品,并作出明智决策。建于1997年的富兰克林•W•欧林工学院(FranklinWOlinCollegeofEngineering,以下简称“欧林工学院”)以推动美国传统高等工程教育彻底、系统地改革为目标,确立了“欧林三角”这一别具一格的课程理念,尤为关注学生工程设计能力的培养。

欧林工学院课程类别对应于欧林三角,包括四类课程:艺术、人文社会科学、创业类;科学类;工程类和数学类。在工程类课程中,设计流(designstream)是非常重要的一部分,在修读要求中单独列出并做出明确规定:第一学年开设“设计本质”(De-signNature,课程代码ENGR1200),强调工程设计的原理和方法,把学生带到工作室环境中并鼓励他们尝试将想法转化为模型。第二学年开设“用户导向的协同设计”(User-OrientedCollaborativeDesign,课程代码ENGR2250),强调通过与用户的互动及合作,开发真实产品的概念与模型。第三学年,学生必须从六门深度设计课程(DesignDepthCourse)中选择一门修读。学生在深度设计课程中接触的是学科跨度较宽、项目主题较大的设计,包括系统、部件或流程的再造。第四学年的高级毕业设计(SeniorCap-stonePrograminEngineering,简称SCOPE,课程代码4190)是设计流的终点,也是人才培养的最后环节。位于美国中西部印第安纳州的普渡大学以其雄厚的工科实力所著称。该校机械工程系本科阶段重点突出四大类专业课程:系统、测量和控制类课程;机械科学类课程;热力、流体科学类课程和工程设计类课程。这样的分类是基于机械工程领域专家学者对于机械工程本科阶段教学内容理解和课程安排的共识,即系统、测量和控制,机械科学,热力、流体科学作为机械工程本科阶段课程的三大基础,而设计则更为综合,是上述三类课程的有机结合。

普渡大学机械工程系工程设计类课程主要包括两个方面:(1)半开放的设计项目的完成。学生从备选项目中根据自身兴趣挑选一项完成。包含问题表述、用户与市场调研、信息搜集、初步设计、头脑风暴、初步评估、设计挑选、材料清单、性能分析、最终设计评审等要素,基本涵盖了工程设计的全过程。(2)典型设计项目的完成。包括典型的运动学项目、典型的动力学项目、典型的应力项目、疲劳失效项目、机械零件设计项目。这些典型项目并不是简单的验证型设计实践,而是与生活非常贴近的如棒球投掷装置、公交车挡风玻璃雨刮装置、食品搅拌器轴等的设计。在访谈时该系的副系主任Jones做了这样的比喻:“如果把机械工程系的课程体系看作是一个三脚椅,那么三大类基础课程可以看作是三条腿,缺少一个则三角椅不能平稳支撑,而设计类课程则是三条腿上面的平台,有了它,椅子的功能才得以实现。”美国“工程设计导向”的改革实践不止体现在对工程设计类课程的重视与改革,还包括其他课程或培养环节的配合。例如:麻省理工学院在本科阶段为学生提供许多参与课外工程设计项目的机会;欧林工学院除设计流之外的其他许多工程类课程中都贯穿有设计的体验;普渡大学的社区服务工程项目(EngineeringProjectsinCommunityService,EP-ICS)包含许多工程设计的成分,此外,大一年级的工程导论课程和大二年级的国际化工程讨论班课程的主要目标就是让学生了解工程师是如何工作、思考、交流,并尝试培养学生像工程师一样思考问题。需要说明的是,美国在“工程设计导向”的工程教育改革中并没有削弱基础科学知识的分量,依旧认为基础知识决定了学生未来的发展潜力与创造能力。“工程设计导向”的工程教育改革并非是对科学的否定,而是强化工程教育的工程属性,提高学生解决实际工程问题的能力。

三、启示与思考

20世纪90年代初浙江大学的研究团队意识到英美国家工程设计教育的复兴运动将成为工程教育革命的前奏曲,对工程设计教育作了系列研究。王沛民在1989年《工程教育的目标、模式、核心:问题与思考》一文中就鲜明地提出:工程教育的核心不是科学教育,不是普通文科教育,不是技术技能教育,也不是三者简单的加和;工程教育的核心是设计教育。[26]进入21世纪后,美国的回归工程运动、大工程观、CDIO工程教育模式成为中国工程教育研究领域关注的热点。虽然中国近十几年的研究没有对工程设计教育再做专门的讨论,但回归工程、大工程观、CDIO教育模式,都与“工程设计导向”密切相关。回归工程就是要纠正工程教育过分科学化的倾向,突出工程自身的特点,实际上就是向“工程设计导向”转变。大工程观强调工程的系统性、复杂性、综合性,这些特性集中体现在现代工程设计的内涵中。CDIO模式中的“D”正是指工程设计,“设计-实现”经验是CDIO专业计划的一个重要特征,也是CDIO教育理念的核心部分。中国工程院在《走向创新———创新型工程科技人才培养研究》的研究报告中指出:工程设计能力是创新型工程科技人才应该具备的重要能力,中国的工程科技水平要进一步赶超世界先进水平,必须大力提高工程设计水平。拥有高水平的设计和开发(D&D)人才,特别是培养和重用创造性设计人才,是产业与工程创新取得成功的根本所在。[27]应该关注美国“工程设计导向”的工程教育改革进展与趋势,深刻认识工程设计及工程设计教育的重要性,以推动中国工程教育向前发展。

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