工程教育认证视角下材料类本科专业工程伦理教育探讨——以南京工程学院材料科学与工程专业为例.pdf
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1、西部素质教育2023 年 11 月第 9 卷第 21 期工程教育认证视角下材料类本科专业工程伦理教育探讨以南京工程学院材料科学与工程专业为例王珏,巴志新,陈舒恬,谈淑咏(南京工程学院材料科学与工程学院,江苏 南京,211167)近年来,随着我国成为 华盛顿协议 正式成员,以“学生中心、产出导向、持续改进”为核心理念的工程教育认证在国内迅速开展1-2。工程教育认证的通用标准中,毕业要求的非技术类指标对学生的工程伦理能力提出了明确的要求,如设计/开发解决方案学生在设计复杂工程问题的解决方案时,能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化、环境和可持续发展等因素;工程与社会能够评价专业工程实践和复杂工程
2、问题解决方案对上述因素的影响,并理解应承担的责任;环境和可持续发展能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响;职业规范能够理解并遵守工程师职业道德,具备社会责任感。由此可见,工程伦理能力是工程教育认证体系下,学生本科阶段必备的能力之一。工程伦理指工程中得到论证的道德判断,主要探讨工程背后的社会综合价值和价值关系3。工程伦理作为一门学科,于 20 世纪 70 年代末开始在美国高校逐渐建立,20 世纪 80 年代末,美国工程技术鉴定委员会将工程伦理教育纳入工程教育认证范畴,以期提高从业人员的职业素养和社会责任感。我国工程伦理教育起步较晚,目前在工程教育认证中才逐步明确提出
3、人才培养的工程伦理要求。同时,国内对工程伦理教育的研究主要包括内涵研究、高校开设必要性的讨论、教育方法研究、存在问题研究、国内外对比分析等4-5。材料类专业学生的就业领域涵盖了高能耗、高污染行业和解决环境问题的关键产业,基于此,学生在本科阶段获得材料工程伦理的意识与能力可以为其职业生涯中社会责任感和工程伦理素养的形成打下坚实的基础。因此,在材料类专业中全面开展工程伦理教育,既是工程教育认证的要求,也是材料类专业落实立德树人根本任务的重要内容6-7。南京工程学院(以下简称“我校”)材料科学与工程专业以本科应用型人才培养为定位,围绕工程教育认证对学生工程伦理能力的要求,构建了涵盖理论课程、技能训练
4、和第二课堂等方面的材料工程伦理教育体系。同时,不断优化工程伦理能力评价方法,建立工程伦理教育保障机制,取得了显著成果。下面,本文拟在分析工程伦理教育现状的基础上,以我校材料科学与工程专业为例,论述材料类本科专业工程伦理教育开展的相关实践和成效。一、本科专业工程伦理教育现状(一)工程伦理教育缺失,未融入专业教育本科专业工程教育重视工程技术知识“灌输”,但对于工程伦理教育的实施,目前并无统一规定,也没有统一教材,只是本科专业根据自身需要设置课程、组织教学。同时,虽然少数本科专业已经开展工程伦理教育,但大多局限于思政课程或仅以零散案例的形式穿插在部分课程中,内容和方式单一,且没有结合专业特点、专业课
5、程特色开展。同时,从工程认证的角度来看,毕业要求中的工程伦理能力也没有与专业有机融合、缺少核心专业课程的高强度支撑。由此可见,具备专业特色的本科专业工程伦理教育尚未实现系统开展。另外,本科专业没有建立相应的工程伦理教育保障体系,教师的工程伦理教育意识和能力不足,更缺少在教材、课程、育人平台等资源建设方面的有效布局,导致工程伦理教育的开展没有可持续性保障。DOI:10.16681/ki.wcqe.202321024作者简介:王珏(1985),男,副教授,博士。研究方向:应用型人才培养机制。注:本文系江苏省高等教育教改立项研究课题(编号:2021JSJG136);江苏省教育科学“十四五”规划 20
6、21 年度课题(编号:D/2021/01/45)。摘要:文章以南京工程学院材料科学与工程专业为例,首先分析了本科专业工程伦理教育现状,然后论述了工程教育认证视角下材料类本科专业工程伦理教育实践,最后说明了工程教育认证视角下材料类本科专业工程伦理教育成效。关键词:工程伦理教育;工程教育认证;材料类本科专业中图分类号:G640文献标志码:A文章编号:2095-6401(2023)21-0097-05西部素质教育2023 年 11 月第 9 卷第 21 期(二)缺少实践环节与第二课堂的支撑实践能力是本科专业学生的核心专业能力,特别是在应用型人才培养体系中,实践环节所占比例很高。当前,本科专业工程伦理
7、教育主要存在于理论课程,即以工程伦理基本原理的讲授为主、以说教式教学为主,缺少实践环节的支撑,缺少让学生通过具体专业实践领悟工程伦理思想、锻炼工程伦理能力的机会。另外,从本科生入校开始,除课程外,还涵盖了社会实践、科技创新、学科竞赛等第二课堂教育。与课程教学不同的是,第二课堂具备师生比更合理(小规模、点对点培养)、个性化培养、学生兴趣高等优势,如果可以将工程伦理教育融入其中,必然会极大地提高教育效率与质量。因此,为了培养学生工程伦理意识和能力,必须调动各个育人环节,营造全过程育人的氛围。(三)教育效果评价体系不完善,无法衡量达成情况以产出为导向的教学质量评价和持续改进是工程认证的底线标准,工程
8、教育认证要求课程目标和毕业能力的达成必须可以评价,并且能通过评价结果开展持续改进。如前所述,当前对本科生开展工程伦理教育的专业较少,且课程目标中没有明确的工程伦理能力指标,课程考核内容基本不涉及工程伦理能力考查,对于毕业要求中工程伦理能力的评价一般也仅在道德层面进行定性判断8。工程教育认证体系中,毕业要求的评价需要以课程目标达成情况评价为基础,需要关键课程对毕业要求的系统性支撑,如果课程目标中不包含工程伦理指标,即便开展了工程伦理教育,也无法作为评价相关毕业要求的依据,更无法对毕业生是否获得了工程伦理能力进行有效评估。二、工程教育认证视角下材料类本科专业工程伦理教育实践(一)融合专业特色,建立
9、工程伦理教育理论课程体系我校材料科学与工程专业积极打造以材料工程伦理教育核心课程为引领,专业课程群集体支撑的课程体系。围绕工程教育认证标准中“设计/开发解决方案”“工程与社会”“环境和可持续发展”“职业规范”等毕业要求所包含的工程伦理能力要素,建设“材料与环境”“材料科学发展与应用”等工程伦理教育核心课程,以实现对相关毕业要求的强支撑。“材料与环境”课程围绕材料和环境之间的关系,阐明金属材料、无机材料、高分子材料和复合材料等设计与加工过程对环境的影响和污染治理方法,介绍环境治理材料和环境替代材料的概念、原理及应用,引导学生在从事材料生产和使用的相关工作中自觉树立工程伦理意识;通过讲授材料的环境
10、协调性评价方法,揭示材料生态设计和提高环境协调性的途径,让学生掌握正确评估材料工程实践对环境影响的方法,提高学生的工程伦理能力,同时介绍环境相关的法律法规与国家政策,使学生理解可持续发展的理念和内涵,了解国家的可持续发展战略。“材料科学发展与应用”课程从大材料(各类材料)、大工程(材料学科与其他科技的交叉)、大社会(材料与社会、文明)及大教育(学习内容、方法、价值观)角度介绍当代材料发展的新技术与新成就,让学生掌握材料发展的一般规律,同时通过对新能源材料、生物医用材料、“双碳”背景下的钢铁材料等多种前沿性新材料的介绍,让学生理解新材料、新工艺、新技术发展过程带来的工程伦理问题及其解决方案,培养
11、学生分析与评价材料发展对社会、健康、安全、文化影响的能力,特别是新材料在国家可持续发展战略指导下的发展前景。在建设材料工程伦理教育核心课程的基础上,材料科学与工程专业深入挖掘各门专业理论课程中的工程伦理教育资源,找准工程伦理元素与专业知识的契合点,厘清各课程工程伦理教育的逻辑关系,建立专业课程工程伦理元素网络,实现了专业课程群对工程伦理教育的集体支撑。按照材料四要素(组织结构、合成加工、材料性质、使用效能)梳理工程伦理元素,将相关案例融入专业课教学,培养学生在材料设计、制备和使用过程中的工程伦理意识,使其掌握基本行为准则,具备工程伦理决策知识。按照材料四要素梳理的典型专业课程工程伦理教育目标如
12、图 1 所示。图1 中每个要素内的课程均按照先后修逻辑关系进行排列,以实现对专业工程伦理教育目标的系统性支撑。例如,对于组织结构要素,“材料科学基础”作为首门专业课程,讲授材料结构的基本理论,课程目标包含让学生初步建立材料工程伦理观念和绿色发展理念;“材料测试与分析技术”讲授材料结构的分析原理和方法,由于涉及材料领域的测试设备和数据分析,因此其伦理教育目标为培养学生科学严谨的职业道德;“失效分析学”作为第七学期开设的专业课程,通过讲解材料失效原理和实际工程案例,旨在提高学生的工程安全意识,培养学生解决失效类工程伦理问题的能力;“纳米材料与纳米技术”作为专业选修课,旨在开辟解决环境污染等工程伦理
13、问题的新思路与途径。西部素质教育2023 年 11 月第 9 卷第 21 期为了提高理论课程中工程伦理教育的效果,需要不断调整、优化教学方法。由于工程伦理教育学时占课程总学时的比例不高,因此采用隐性教育方式较为合适。融渗式教育具有化整为零、化有形于无形、弹性机动、不拘形式等优点,是隐性教育的典型方式9-10。故材料科学与工程专业可将课程思政与工程伦理教育相结合,充分发挥课程思政在工程伦理教育中的作用,利用课程思政的融渗式教学,将各课程中的工程伦理元素作为课程思政点,把工程伦理“基因式”地嵌入专业课,让学生在潜移默化中接受工程伦理教育。另外,还应针对工程伦理教育的特点,调整、定制教学方法,充分利
14、用案例教学、网络教学、翻转课堂等新兴教学方式,提高工程伦理教育效果。(二)结合应用型人才培养特点,构建完整的工程伦理教育技能训练模块针对当前工程伦理教育缺少实践环节支撑的问题,我校材料科学与工程专业按照“发现伦理问题遵循伦理规范提出解决方案提升伦理素养”的思路重构实践教学体系,建立了“课内实验+综合实验周+生产实习+毕业设计”的完整工程伦理教育技能训练模块。其中,课内实验注重对理论课程中工程伦理元素的承接,能促进学生工程伦理意识的形成,如“材料表面工程”课程实验要求学生对比金属材料多种表面处理方法,其中包含对电镀等高污染工艺的环境影响性分析与评价。综合实验周是材料科学与工程专业的特色实践环节,
15、以一周时间作为一个课程单位,在此期间,学生围绕一个工程问题进行整体实验设计。实验周遴选资源能源消耗、环境污染、生产安全事故等工程伦理问题突出的工程项目重组教学内容,指导学生通过讨论、实践自主完成。例如,开设“材料回收与再生综合实验周”,要求学生通过实验手段完成对废旧金属试样、废旧高分子材料和金属氧化物/金属盐废液的综合回收,并另选一种实际材料或零件设计回收项目方案,评估方案在技术、经济、工程伦理方面的可实现性,从而培养学生的工程伦理能力;“材料设备及设计课程设计”要求学生按照需求设计热处理炉,且在计算过程中需要遵循工程伦理规范,将能耗计算、炉衬选材与能源消耗和环境保护进行自主关联,实现工程伦理
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