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摘要:新工科建设对当代高等工程教育的内涵、教育理念和培养模式提出了新的要求。针对当今社会经济发展对多元化、创新型工程技术人才的实际要求及《机械工程材料》的课程特点,对教学和考核中存在的问题进行了改革和实践。在教学方面充分体现“教”和“学”、“实践”与“创新”的有机结合;在考核评价方面实行多元化、多角度的考核方式,重视学生的学习过程和综合能力评价,取得了良好的效果。
关键词:新工科建设;机械工程材料;课堂教学;考核评价
1目前《机械工程材料》教学中存在的不足
1.1重“教”轻“学”、轻“实践”
目前《机械工程材料》课程普遍以教师的课堂讲授为主,学生处于被动接受状态,对课程的参与度不高。由于本课程涵盖的内容比较广泛,即包括材料的基础理论知识,也涉及材料加工工艺及工程化应用。但是,目前该课程的教学大多重“教”而轻“学”、轻“实践”,一方面导致学生对本门课程不易深入理解,学习兴趣不高且缺乏学习的主动性,另一方面导致学生缺乏实践经验,这与本门课程的教学目标背道而驰,也与目前新工科建设所提倡的培养多元化、创新型卓越工程人才的理念格格不入。
1.2考核方式生硬
当前大多数高校针对机械工程材料课程的考核以考试+作业+平时考核方式为主,忽略了对学生过程性学习和综合能力的评价。单一化的考核方式虽然能够简化教师的工作量,但引发的学生死记硬背现象严重,抑制了学生主动学习的兴趣,也不利于培养学生的创新创业的意识和工程应用能力。
【摘要】新工科建设是一项国家级工程教育改革计划,对高校人才的培养提出了德才兼备的总要求,新工科培养的人才应具有家国情怀和工程伦理等综合素质。为了达到培养本科生工程伦理素质的要求,文章探索在机械制造装备课程中融入工程伦理教育,研究工程伦理教育有机融入该课程的方法,并探讨工程伦理教育在该课程中实施的途径。通过一个教学试点班的教学实验,在工程伦理教育方面取得初步成效。将工程伦理教育融入本科生的专业教育是地方高校开展本科生工程伦理教育的一种可行途径。
【关键词】新工科建设;工程伦理教育;机械制造装备
0引言
新工科建设是我国启动的一项国家级工程教育改革的重大行动计划,是我国主动实施的面向未来发展的高等教育改革,引领我国高等教育人才培养体系改革[1]。新工科建设对高校人才培养质量提出了德才兼备的总体要求,新工科培养的人才除了具有前沿的学科知识和解决复杂问题的专业能力外,还应具有家国情怀、工程伦理、跨学科和系统思维等综合素质[2]。工科大学生是未来工程师的主要储备人才,培养工科大学生的工程伦理思维,提高他们的工程伦理决策能力,有助于他们能更好地承担未来工程师角色责任以及在未来的工程活动中履行角色责任[3,4]。地方高校的新工科建设要与其现存的教育及教学改革密切结合[5]。机械制造装备课程是高校机械类专业本科生的一门专业必修课,该课程的主要内容有金属切削机床、机床夹具及金属切削刀具的结构、设计原理和方法等。该课程的知识面较广,与机械加工制造生产实际联系紧密。高校围绕该课程及相近课程展开了大量的课程建设和教学改革研究。王利等人[6]探讨了教学中的一些不足现象,并提出了具体的改革措施。徐学林[7]拟出了在教学中实施项目教学法的新思路。杨赫然等[8]在教学内容及教学方式等方面开展教学改革工作,在课程的思政教育方面取得了初步成效。虽然机械制造装备课程的建设和教学改革取得了较为丰硕的成果,但在工程伦理教育方面的教学研究还比较少。本文从盐城工学院的实际校情出发,选取机械制造装备课程作为教研载体,尝试将工程伦理教育融入专业教育,使本科生在专业教育中接受工程伦理教育,培养本科生的社会责任感和工程伦理意识。通过机械制造装备课程中融入工程伦理教育的教学实验,探讨在新工科背景下适应地方应用型大学的本科生工程伦理教育途径。
1工程伦理教育现状
20世纪90年代起,国内部分专家和学者开始关注国外开展的工程伦理教育。进入21世纪,工程界、教育界和政府相关部门对工程伦理教育的关注持续增强,最终形成工程伦理教育全面进入工程教育的一致意见。国务院学位委员会于2018年5月了《关于转发<关于制定工程类硕士专业学位研究生培养方案的指导意见>及说明的通知》,要求从2018级起开设工程伦理课程作为工程类硕士研究生的公共必修课[9]。目前,国内大部分高校的工程伦理教育主要集中在研究生层面,本科生阶段的工程伦理教育还比较少。在本科生阶段推广工程伦理教育还面临一些困难:(1)教材问题。由于本科生实际接触的工程问题较少,对复杂工程问题的理解能力有限,而工程伦理问题常常隐含在工程问题中,通过对复杂工程问题的剖析方可探究工程伦理问题。因此,面向本科生的工程伦理教材不易选择或编写。(2)教师问题。部分教师对工程伦理教育认识不足,仍然停留在重视知识传授,忽略素质培养的教育理念中。部分教师缺乏对工程问题中的工程伦理问题的积极思考,缺乏对工程伦理的深度理解,不能有效开展工程伦理教育教学。(3)学生问题。工程伦理教育是一种素质教育,需要学生具备一定的工程问题理念。因此适合在高年级本科生中开展工程伦理教育。然而高年级本科生面临就业以及升学等压力,如缺乏合理引导和考核机制,就比较难吸引学生认真学习,造成教育效果较差,有可能使工程伦理教育沦为形式教育。因此,为了有效地开展本科生的工程伦理教育,可尝试将工程伦理教育融入本科生的专业教育中,以专业课程为载体,以“润物细无声”的方式传授给学生工程伦理规范和理念,培养本科生的社会责任感和工程伦理意识。该方法可作为新工科背景下,地方高校本科生工程伦理教育的一种教学方法。
2工程伦理教育与专业教育的融合
摘要:美国本科阶段工程教育的改革引领着世界工程教育的发展。通过深入考察近30年美国工程教育改革的研究与实践进展,发现美国本科阶段工程教育改革的总体趋势是“科学导向”向“工程设计导向”的转变,其原因在于商战促使工程教育界认识到工程设计是工程的核心。美国关于工程设计教育的研究大致分为宏观层面的理念构建、中观层面的课程改革和微观层面的设计学习3个阶段,其工程设计教育改革实践也在理论研究的推助下持续向前推进,美国“工程设计导向”的工程教育改革趋势充分说明工程设计及工程设计教育的重要性,为中国工程教育改革提供了思路。
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
一、中国传统文化
我国拥有众多的人口、广袤的土地、丰富的资源。儒家文化是我国文化中的主流,直到今天,中国人仍然深受儒家文化的影响。儒家思想的先驱孔子将“礼乐”作为儒家思想的基础,将“仁”作为儒家思想的核心,把血缘至亲之爱作为“仁”的根本。儒家美学“大同”“美善”的思想融合了美学与伦理学。仁心的君子所具备的德行修养是全面的,仅有高尚的品格是远远不够的,审美和文化修养同样重要。儒家美学强调的是美与善的一致性,高度重视美与艺术的结合和艺术对社会发展起到的积极作用。儒家美学与政治有很深的关系,其美学原则“和”包含了合乎常理、合乎规律。儒家美学的另一明显特征是“天人合一”,在自然界与人的情感中寻求美的真谛。
二、中国传统文化与工业设计的融合
1.饱含传统意味的外观设计从物品造型上来说,中国传统文化中有许多形态各异的器皿、纹样。如我们熟知的奥运祥云火炬运用了在中国存在了千年的祥云纹样,这是中国最具有代表性的文化符号之一;火炬以纸卷轴作为握柄,纸是我国古代四大发明之一,将祥云、纸卷轴和现代设计相结合便成了唯一的奥运祥云火炬。又如,对茶叶盒进行设计,设计师可以摆脱常规的罐装设计,运用中国传统文化中茶壶的造型进行创作。如果对酒瓶进行设计,可以借鉴古代青铜器元素或陶器元素加以改造、设计。
2.采用各类材料展示工业设计在中国制造历史上,大部分材料都是随地而取的,充满智慧的先辈们充分利用自然资源,早期用泥烧成陶器,后来运用不同的材料和烧成温度创造了美观实用的瓷器。还有蚕丝、木材、毛皮、金属这些都是常见的材料,我们的先辈通过想象和改造将这些平平无奇的东西变成丝绸、纸、漆器、发饰等。现代工业设计师取材应大胆,不要拘泥于现有的创作材料,要养成运用各种材料表现设计风格的习惯,使被设计的工业产品更完整地展示其韵味美。
3.我国丰富的民间传统工艺中国民间有许多工艺和文化元素,工业设计可以从这些民间工艺中吸取精髓。如皮影,其既代表了中国的戏曲艺术,又承载着中国传统美学,设计师可以将皮影元素加入灯具设计,使灯具富有浓厚的中国传统艺术感,在具有实用价值的同时具备收藏价值。还有民间剪纸艺术,将剪纸元素融入现代工业设计,其艺术碰撞效果可想而知。北京奥运会会徽也借鉴了中国传统民间艺术——印章,这种形式极具中国传统韵味,令人眼前一亮。中国民间有太多的工艺可以被挖掘、创作。结语目前,中国的工业设计还不够完善,中国由制造大国向创造大国迈进需要从工业设计上入手,寻求突破,完善工业设计体系,培养优秀的设计人才。中国是一个历史悠久和文化底蕴深厚的国家,我国的传统文化本身就具有强大的吸引力,配合画龙点睛的工业创意加以创新,将现代文明与传统文化发挥到极致,定能成就世界上独有的中国式现代工业设计。
作者:王小云 单位:太原理工大学机械工程学院
1后现代生态学世界观与设计的关系
(1)后现代生态学世界观对设计的指导作用。列宁说过“没有革命的理论就没有革命的实践”,对于设计的这场没有硝烟的革命也是如此。后现代生态学世界观作为一种科学的世界观,对当今设计有着重要的指导意义。有了此理论的指导,今后的设计才能少走弯路。
(2)后现代生态学世界观对设计的检验作用。经过了长时间的发展,生态学渐渐被人们所重视,生态学已涉及了生活的方方面面,对生态学的研究也广泛起来,生态学知识也丰富起来。这些生态学的知识成为检测设计是否优良的重要法宝。例如,美国军队的工程师在佛罗里达州的湿地国家动物保护区的北部建造的一系列小型水坝,其目的是为了这个区的灌溉,并提供一块适合放牛的湿地,以满足养牛者们的需求。结果:湿地被放干了,动物灭绝了,土地盐碱化,还出现了沙漠化的特征。此结果与生态学的世界观背道而驰,实为不良设计。
(3)优良设计证明后现代生态世界观的正确性。为特殊的需要设计不能让人感觉特别,相反,要尽可能地和更多的东西协调一致,这一点很重要,一件把一个人(或一个群体)隔离开或边缘化的设计物品一般是不能被接受的。[1]对于一个活动不方便的群体,有的坐着轮椅,有的推着婴儿车或购物车,有的正在矫正视力,有的走路需要拐杖。为了使这个群体感到舒服与关爱,设计不应该显得特别,而应该尽可能地具有包容性。这种充满人文关怀的优良设计,再一次证明了后现代生态世界观的重要性。
2为什么要让后现代生态学的世界观改变设计
随着生产力的发展,人类渐渐有了与自然抗争的能力,人类的活动能力和范围也渐渐超出了自然的承受能力,从而产生了极其严重的后果,我们生存的地球成为受伤的地球。酸雨问题、温室效应、土地沙漠化、热带雨林退化、土壤污染等,这些问题已严重影响到了每个地球人的生活,我们的地球因为这些问题而伤痕累累。从历史的角度我们能够明确,在近百年来,地球生态变化是多么惊人。由于森林资源的减少,动物栖息地的破坏,中国的物种正在前所未有地加速灭亡。海南黑冠长臂猿和海南黑熊等大大减少,稀有植物如望天树、龙脑香等也处于濒于灭绝的境地。时间不等人,想改变我们生活的地球就要从现在做起,每天做一点,每人做一点。
3后现代生态世界观下的设计方法