材料類本科專業實踐教學探討

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摘要：隨著世界范圍內的信息技術與新型智能工業化的發展，培養兼具專業知識和倫理素養的多樣化、創新型新工科工程專業人才成為我國高校工程教育發展的新方向。文章介紹了在國家工程教育認證背景下，南京工程學院材料類專業新工科人才培養模式，以材料回收與再生綜合實驗周實踐課程的工程倫理教育為例，探討工程倫理意識、工程倫理規范及工程決策能力。

關鍵詞：工程倫理；新工科；培養模式；實踐教學

伴隨全世界范圍內的工程活動，尤其是高技術集聚的大型工程項目的蓬勃開展，使環境污染、生態破壞和自然資源枯竭等諸多問題涌現。隨著人類活動對社會、自然的影響力日趨加深，工程倫理問題越來越突出。新工科工程專業人才的培養過程必須重視工程倫理教育，增強培養工程技術人員的責任感，增強工程倫理認知，培養倫理規范的自覺性。文章將以材料回收與再生綜合實驗周為特色的實踐課程的工程倫理教育為例，探討材料科學與工程專業實踐教學中的工程倫理問題。

1工程倫理教育在材料類專業工程新工科人才培養中的意義

工程倫理就是工程技術人員在工程活動中所應恪守的人性基本道德原則和行為準則。目前我國已經邁向世界強國，國家的持續性發展急需培養創新型工程技術人才，這就催生了新工科建設。各大高校根據國家需要的新經濟和新技術，應該加強課程和教學模式的設計，充分考慮人才培養規律與技術進步和更替的匹配，建設新工科課程與實踐教學新模式的同時必須考慮工程倫理。也就是說，新工科建設必須植入人才培養新模式，即構建新工科課程體系與工程倫理教育相結合的新模式。既要高度認識到新型工程技術人才應具備跨界交叉融合的特征，注重對學生進行工科交叉專業培養，使工程技術人才具有主動學習新技術、新知識的自學能力，又要認識到工程倫理教育是大學素質教育的重要組成部分。人們的社會行為受形態意識支配，所具有的工程倫理意識決定其個人社會的價值取向和實際參與社會建設的意識。因此，在材料科學與工程專業人才培養體系設計中，加入了以材料回收與再生綜合實驗周為特色的實踐課程，圍繞材料的可持續設計、節能減排、環境污染等核心問題及社會發展需求，在教學工程中主要幫助學生塑造“社會責任、工程倫理意識、資源可持續發展”價值觀體系，培養工程倫理理念，并鼓勵學生在材料工程設計中踐行材料的可持續性和節約資源設計理念。

2實踐教學過程中工程倫理教學模式

高校工程倫理教育通常多采用在專業課程中融入工程倫理內容的形式。南京工程學院材料科學與工程學院考慮到單獨設置工程倫理課程的難度與學生的接受度的問題，專門在實踐教學環節創新性地設計了適合包括材料工程、金屬材料、高分子材料、焊接技術與工程、材料成型及控制工程等材料類各專業的材料回收與再生綜合實驗周實踐課程。這門實踐課程將工程倫理教育與材料科學與工程學院現有的各種專業結合起來，在充分掌握材料類基礎理論知識的基礎上，在培養后期進行為期一周的實踐教學，對該課程教學內容進行倫理成分的滲透，這樣不僅達到了培養新工科背景下工程倫理理念的目的，還不需要開設新的課程，不需要在原本緊張的培養系統中占用大量整塊的時間。在課程中使用置于工程情境中的工程倫理教學實際案例，例如：二十世紀六七十年代的煉鋼鋼廠和火電電廠生產中產生的大量的固體廢棄物鋼渣、粉煤灰等，在新型水泥產品的生產中得到了有效利用；泰州興化市戴南鎮的不銹鋼生產過程中產生了大量含金屬元素的廢棄溶液、污泥，造成嚴重環境污染，而后期建立了循環利用回收廠，既處理了污染物，又有效地回收了大量有用的金屬材料和污泥中含有的金屬氧化物，做成高規格耐火磚等，使廢棄資源得到回收利用。這樣貼近生活的實例，可以幫助學生理解復雜和抽象的工程倫理概念，也使工程和倫理問題更加緊密地結合在一起，學生容易接受，避免工程倫理課程與學生所學專業相分離，陷入授課內容枯燥且脫離工程實踐、教學效果不佳的尷尬境地。

3材料回收與再生綜合實驗周課程教學內容與工程倫理元素

3.1課程教學內容

按照新工科培養人才方案中的實踐教學環節的內容設計，材料回收與再生綜合實驗周這門實踐課程從教學大綱、教學任務書、教學進度表和自編實驗方案指導書等各方面入手，將工程倫理的思想與理論講解、實驗內容和分組設計材料回收方案有機結合在一起，其框架如圖1所示。在材料回收與再生綜合實驗周教學大綱的課程目標、實驗內容和方案設計中強調工程倫理元素。規定材料回收與再生綜合實驗是材料類專業綜合性和實踐性較強的教學環節，學生通過幾個代表性的材料回收實驗，能夠達到以下教學目標：（1）了解回收不同材料的方法和工藝過程，加深其對常用金屬和高分子廢棄材料各項性能及回收原理的理解。對應的新工科畢業要求內容為科學研究：能夠基于科學原理并采用實驗、分析與解釋數據等方法，對解決材料成型工藝、模具設計制造等領域的復雜工程問題進行研究，并通過信息綜合得到合理有效的結論。（2）強化學生的環保意識，提高當代大學生材料回收及資源綜合利用的理念和創新意識。對應的新工科畢業要求內容為工程與社會：能夠結合材料加工工程背景，綜合分析和評價工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律及文化的影響，并理解應承擔的責任。（3）培養學生的工程實踐動手能力和運用理論知識分析解決實際問題的能力。對應的新工科畢業要求內容為環境和可持續發展：能夠理解和評價針對材料加工領域復雜工程問題的工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。（4）培養學生撰寫項目說明書、制作項目介紹PPT的能力。強化學生的團隊協作能力和語言表達能力。對應的新工科畢業要求內容為個人和團隊、項目管理：能夠正確處理個人和團隊的關系，在所從事專業領域或社會工作中能承擔個體、團隊成員及負責人的角色，了解工程方面的管理和經濟決策的基本知識，并能在相關工程實踐中應用。

3.2工程倫理元素

在課程目標與教學內容和方法（環節）中，做了工程倫理元素與課程目標的深度融合。首先，在材料回收意義與背景知識講解中強調工程倫理與資源節約型社會的關系、自然資源合理利用的重要性、可持續發展與工程全壽命設計理念和通用性設計關鍵等。其次，在廢舊金屬試樣/材料的回收與再利用實驗中，收集各類廢舊金相試樣，將金屬與鑲嵌材料分離，對分離出的金屬材料及鑲嵌材料分別進行簡單鑒別及回收或再利用；收集廢舊金屬零件、報廢金屬樣品等，將金屬材料進行簡單鑒別、分類及重新再利用。在金屬氧化物/金屬鹽廢液回收與再利用實驗中，要求從收集的實驗室廢液（電鍍、化學鍍等廢液）中提取回收有用金屬材料，剩余部分進行無害化處理。在廢舊高分子材料的回收與再利用實驗中，收集廢舊PET塑料瓶，完成廢舊PET塑料瓶的造粒、回收工作。在分組討論并設計材料回收方案中，能夠就自己和團隊感興趣的方向，發現廢棄物，要求學生通過幾個代表性的材料回收實驗以了解回收不同材料的方法和工藝過程，并組隊設計一個材料回收的方案，加深其對廢棄材料各項性能及回收原理的理解。要求實驗積極，服從任務安排，格式規范，準確記錄實驗現象，撰寫態度認真，結果分析合理?；厥辗桨冈O計項目書要求選題新穎，綜述全面，理論有依據，分析透徹，工藝可行等，格式規范，答辯回答問題正確。在課程考核與成績評定中規定：該課程的考核應以考核學生對課程目標的達成情況為主要目的，以檢查學生對相關知識的理解、掌握程度及應用知識解決實際問題能力為重要內容。學生應依照指導書給出的規范要求，認真完成所規定的相關內容并提交規定的成果。在課程結束時，應提交的成果有綜合實驗周報告和材料回收方案設計項目書。課程成績建議包括平時成績20%、3項實驗項目成績60%、回收方案設計成績20%，最終成績按優、良、中、及格和不及格五級計分。具體要求及成績評定方法如下：（1）平時成績。主要從學生平時聽課出勤、實驗操作過程的熟練程度、對待工作的認真程度、完成相關部分任務的獨立性和主動性、團隊工作中的表現五個方面考核評定。（2）實驗及報告成績。主要從學生上交實驗報告內容的完整性、工藝參數的準確情況、設備操作的規范性、思考題答案的正確性四個方面進行考核評定。（3）答辯成績。主要從學生對自己團隊任務及個人任務的了解程度、對設計項目書的敘述清晰情況、回答教師提問的情況三個方面進行考核評定。

4材料回收與再生綜合實驗周實踐課程的工程倫理教育成效

南京工程學院材料類本科生，經過大一至大三年級的基礎理論課學習及課外實踐活動，具有了材料工程師的專業知識，但是工程倫理意識有待加強，需要協助他們形成強烈的責任感與環境保護意識，為他們邁向社會或進一步深造做好準備。經過材料回收與再生綜合實驗周一周的訓練，不僅將材料科學、材料熱力學、高分子材料性能等基礎中的合金合成、鋁熱反應、高分子材料的加工與成型等知識進一步鞏固，還能夠學習到將自然環境融入資源節約與環境友好理念、綠色加工與制造及國家生態文明建設的總戰略，這樣學生在材料回收與再生綜合實驗周課程的學習中，就可以從不同角度接受工程倫理規范的熏陶，由此激發學生環境保護的責任感和使命感，增強工程倫理的意識。不僅如此，南京工程學院已經連續組織了十一屆“南京工程學院材料回收及資源綜合利用方案設計競賽”，為了響應國家發展生態文明建設與循環經濟的號召，增強當代大學生材料回收及資源綜合利用的理念、科技創新與工程倫理意識和工程實踐能力，借助材料回收再生實驗室的平臺，面向全校各相關專業學生，針對行業生產和日常生活中使用過的各種廢舊材料，在了解各種材料性能的基礎上，設計材料回收工藝路線，評估回收效果，以開展材料回收及資源綜合利用領域的方案設計競賽。通過精心組織和輔導，為學校參加全國性的該類賽事培養高水平的團隊。競賽內容是對行業生產和日常生活中使用過的各種廢舊材料，如廢舊電池、橡膠、塑料、建材、廢液等，進行材料回收工藝路線設計及回收效果評估。也可以設計資源再生方案，如設計CO2氣體再利用、廢液凈化后再生方案等?；厥辗桨笐椖康囊饬x、材料回收的基本原理、材料回收的具體工藝路線、經濟效益評估等幾個方面。材料回收是節約資源、保護環境、保證實現資源再生綜合利用的重要途徑。

5結束語

材料工程專業的大學生走上社會工作崗位后，所從事的工程活動將對生產生活產生廣泛影響。工程倫理教育與專業基礎課相結合，就是通過專業教育與工程倫理教育的結合來增強學生自身倫理素養，使其形成以倫理道德的行為和原則進行工程活動的自覺意識。工程倫理意識需要通過工程實踐教育來培養。在材料專業教育中，學生通過系統學習和實踐來提高工程倫理素養，而教育工作者應該不斷完善課程內容，將工程倫理教育作為永恒的課題，在科學和社會發展中不斷探索與實踐。落實材料回收與再生綜合實驗周實踐課程和相關配套競賽等具體措施，對于培養高素質工程人才的工程倫理意識具有重要意義。

參考文獻：

[1]楊斌,張滿,沈巖.推動面向未來發展的中國工程倫理教育[J].清華大學教育研究,2017,38(4):1-8.

[2]鄒曉東,李恒,姚威.國內工程倫理實踐研究述評[J].高等工程教育研究,2017(3):66-72.

[3]李正風,叢杭青,王前,等.工程倫理[M].北京:清華大學出版社,2019.

[4]袁承志.社會責任與生命關懷:工程倫理教育的終極意義[J].南京航空航天大學學報(社會科學版),2020,22(4):91-96.

[5]盧沛刁.基于CDIO工程教育理念的高職課程思政教學改革研究:以計算機應用專業為例[J].工程技術研究,2021,6(11):220-221+227.

作者：楊少鋒 完俊 王紅雨 張寧 宋曜彤 涂云軒 祁翰林 單位：南京工程學院材料科學與工程學院 南京師范大學新城初中黃山路分校