高校工程認知博物館建設的實踐與探索

甘麗珍， 朱華炳， 武囯劍， 胡興祥， 李小蘊

(合肥工業大學 a.機械與汽車工程學院； b. 材料科學與工程學院；c. 黨委宣傳部； d. 工業培訓中心， 安徽 合肥 230009)

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·實驗室建設與科學管理·

高校工程認知博物館建設的實踐與探索

甘麗珍a， 朱華炳a， 武囯劍b， 胡興祥c， 李小蘊d

(合肥工業大學 a.機械與汽車工程學院； b. 材料科學與工程學院；c. 黨委宣傳部； d. 工業培訓中心， 安徽 合肥 230009)

高校工程認知博物館為開展工程教育的提供了平臺，有助于凸顯高校工程文化、豐富教育教學內涵、提升大學生的工程實踐能力，對培養創新型工程科技人才具有積極的作用。本文以合肥工業大學工程認知博物館為例，在建設內容上重點就一期工程中序廳、電氣工程廳、材料工程廳、汽車工程廳、機械工程廳、電子信息廳和生物標本廳7個展廳進行了介紹，在運行模式上從開放時間、經費保障、展品來源、教育方式和管理機制5個方面做了論述，在工作成效上從教育效果、參觀人數和社會評價等方面作了說明。最后，從理念、目標、內容、和機制對加強工程認知博物館建設提出了建議。

工程認知； 博物館； 建設； 實踐

0 引 言

建設創新型國家的關鍵在于培養和造就一大批創新型人才，特別是創新型工程科技人才[1]。這樣的人才規格具有基礎厚、知識廣、能力強、素質高等特征，在工程知識、工程設計、工程實施和價值判斷等方面具有較強的能力[2]。同時，面對日益加劇的國際競爭和工程教育的自身不足，“回歸工程”的呼聲和“大工程觀”的理念引起教育界的廣泛關注[3-4]。在這樣的背景下，作為培養工程師主渠道的高等工程教育任重道遠。筆者以為，在工程教育教學中強化工程認知教育是十分必要的，而工程認知博物館的建設為此提供了平臺和實踐條件。

1 工程認知博物館的作用

高校博物館是博物館系列的重要組成部分，在延續博物館收藏、研究、教育三大功能的同時，還在陳列、科普、學科、教學、素質等方面展現出新的功能[5]。目前，許多高校都建有不同類型的博物館。合肥工業大學作為理工科高校，從培養工程科技人才的目標出發，結合學校實際建成工程認知博物館，在教育教學等方面的作用日漸顯現。

1.1 豐富校園文化，彰顯學校的人才培養特色

校園文化是學校所具有的特定的精神環境和文化氣氛，對于陶冶學生情操、啟迪學生心智，促進學生全面發展有著巨大的影響力[6]。我校是以工科為主的高校，在長期的工程教學、工程實踐和工程研究中，經過反復積淀、提煉與傳播，升華為廣大師生認同和遵循的理想信念和價值觀念，形成具有行業特色的工程文化[7]。這種文化兼顧工程的特殊性與文化的普遍性，成為校園文化的核心內容。工程認知博物館是在學科支撐的基礎上建設而成的，如機械工程廳有機械設計與制造學科作依托，汽車工程廳有車輛工程學科作依托，材料工程廳有材料科學與工程學院作依托，各個展廳一定意義上是學校相關專業學科建設、教學內容和科研成果的陳列廳。因此可以說，工程博物館是學校工程文化的縮影，集中體現出學校的校園文化，與學校“艱苦奮斗、自強不息、追求卓越、勇攀高峰”的辦學傳統和“工程基礎厚、工作作風實、創業能力強”的人才培養特色高度契合。師生置身其中，會不自覺地被這種濃郁的氛圍所感染，在潛移默化中受到教育。

1.2 創新教學模式，增強學校的實踐教育效果

實踐教育作為工程教育的主要形式，對于提升大學生的工程素質具有重要的作用[8]。目前高校開展實踐教育的方式有很多，主要包括工程訓練、課程實驗、課程實習、生產實習、科研訓練、就業實習、畢業設計等內容[9-10]。但是，這些傳統的教學模式還不足以發展大學生綜合性、系統性的工程思維，不能很好地培養學生的創造力[11]。例如，目前大部分高校工程訓練教學主要介紹機械制造的工藝知識、工藝方法和操作技能，學生對整個工業系統缺乏了解，對所學專業在工業系統中的地位和作用認識不夠。學生接觸的實驗、設計或實習，往往是針對所學專業的某個知識點進行的，接觸面存在局限性[12-13]。由于現代工業系統的復雜性，學生學習期間全面接觸各種先進工業生產過程非常困難，制約了學生對知識的全面把握和綜合運用。而工程認知教育可以有效彌補這些不足。在工程認知博物館，通過現場教學與講解，學生不僅可以將本專業所學的理論與實際相結合，還可以對相關專業的知識有所了解。例如，通過對去殼汽車車體觀摩，不僅對發動機、底盤、車身和電氣設備等部件和生產工藝、材料等有所認識，各種齒輪的轉動還可以加深學生對傳動裝置的了解。通過設置污水處理站模型、交通運輸沙盤模型、煤化工生產工藝流程立體模型、大型煉油廠煉油裝置模型、水輪發電機組動態仿真模型等設施，學生可以直接進行操作演示，諸如“污水是怎樣處理的”、“果汁是怎樣生產出來的”、“秸稈怎樣再利用”、“港口交通工具怎樣運轉”、“石油怎樣開采”、“水電站如何發電”等問題迎刃而解。這種認知實習可以無關于工程理論學習，也較少實際動手操作，重在聽和看，是進入一個新的知識(專業)領域的重要方式。學生在進入大學之初就能從整體和全局的角度認識自己的專業，加深對各專業之間的關聯性的理解，形成與課堂學習的有益互補。

1.3 端正學習態度，激發學生的工業報國情懷

學習態度對于大學生學習效果的好壞有著至關重要的影響。從心理學角度來看，學習態度主要由認知、情感和行為等因素構成，三者相輔相成，逐級深化[14]。對大學生進行工程教育，前提是要幫助其端正學習態度[15]。工程認知博物館首先注重啟發式教育，在每個展廳入口處的提示板上結合主題設計了一系列問題，如“材料按照物理化學性質怎樣分類”、“電力系統由哪幾部分組成”、“什么是集成電路”、“什么是物聯網”、“汽車離合器有什么作用”等，讓學生帶著思考進行參觀，從而加深對工程知識的認知。工程認知博物館的展品不僅僅是一件件實物，同時還是歷史的凝結或時代的印記。所以，讓大學生了解展品背后的故事甚至比展品本身更重要。例如，展品中有一臺手搖式計算機，同款產品曾被用于我國第一顆原子彈的研制。如果將兩者結合起來進行講解，可以讓大學生深入了解老一輩科學家在資金缺乏、技術落后、條件簡陋的時代，以驚人的智慧與毅力創造出“兩彈一星”的民族奇跡。在農業機械展廳向大學生講述“東方紅拖拉機”的故事，可以讓他們深刻理解一代代科技工作者艱苦奮斗、勇于進取、默默奉獻的創業精神。通過參觀“神州”、“嫦娥”模型和觀看紀錄片，可以讓大學生深切感悟“特別能吃苦、特別能戰斗、特別能攻關、特別能奉獻”的航天精神。諸如此類，通過資料、圖片、宣傳片等多種形式，介紹各類產品和技術在農業、工業、國防、航天事業中的應用，展示各專業工程技術發展史和新中國成立以來的偉大成就，可以培養大學生的工程意識，激發大學生的愛國主義熱情，有助于他們樹立正確的人生觀和價值觀，以更加積極的態度努力學習、全面發展，用實際行動實現工業報國的人生夢想[16]。

2 工程認知博物館建設的實踐

2.1 建設內容

合肥工業大學工程認知博物館于2008年12月開始籌建，于2010年12月正式開館。博物館分室內和室外兩個展區，面積約6.6萬m2，室內展區側重于擺放小型展品，室外展區側重于擺放大型展品。其中室內展區分一期工程和二期工程，一期期工程建筑面積約1 700 m2，二期工程建筑面積2 300 m2，共建有各類展廳18個(見圖1)。現以一期工程為例進行介紹。

圖1 工程認知博物館室內展廳拓撲圖

一期工程共建有序廳、電氣工程廳、材料工程廳、汽車工程廳、機械工程廳、電子信息廳和生物標本廳7個展廳(見圖2)。

圖2 工程認知博物館一期展廳布局圖

(1) 序廳。為入口到正式展示廳之間的空間，迎門中間位置為“齒輪”型的屏風，寓意“工程”。屏風正面書寫“工程認知博物館”，背面為學校“厚德、篤學、崇實、尚新”的校訓。屏風的前面設置一本電子書，參觀者可以通過觸摸翻閱的方式了解博物館的內容。左右兩側的墻體上張貼著反映學校辦學歷史的圖片。這種布局旨在通過簡潔的藝術語言來創造意境，烘托主題，感染參觀者的情緒。

(2) 電氣工程展廳。以電機、電器、電力系統主，以電氣工程新技術應用為輔，凸顯電能的神奇力量。主要展品為常用低壓、高壓電器元器件、類變壓器、各類電氣測量儀器、低壓開關柜及配電箱、早期單片機數控系統、各類常用電機及控制類電機與驅動器、仿人機器人、各類傳感器及藍牙通訊模塊等(見圖3)。

圖3 電氣工程展廳一角

(3) 材料工程展廳。通過四大模塊展示實物：材料表征模塊展品有X射線衍射儀和掃描電子顯微鏡等；材料工業化生產工藝模塊主要展示金屬(包括銅、鐵)以及石油制品的生產工藝過程；新材料模塊主要介紹新材料的分類、形貌、應用等；材料功能演示模塊可實際操作由新材料制作的道具，體驗新材料的功能及其應用。

(4) 汽車工程展廳。汽車是由成千上萬個零件所組成的結構復雜的交通工具，其類型較多，分類方法也很多。工程認知博物館按照總體構造組成由發動機、底盤、車身和電器與電子設備四大部分展品展出。同時展示一輛解剖的“長城”牌皮卡汽車實物和一些同類車型零部件的解剖件實物(見圖4)。

圖4 解剖的汽車實物

(5) 機械工程展廳。主要介紹從古代鑄造、鍛造成形技術到現代大批量生產機械制造技術的發展歷史。展覽螺栓、螺柱、螺母等標準緊固件及軸承、彈簧等常見的標準件；展覽液壓系統的動力元件、執行元件、控制元件及典型液壓系統；介紹鑄造、塑性成形、焊接成形方法及前沿技術，展示現代化生產線；展示常用的切削刀具、機床及數控和特種加工設備。

(6) 電子信息展廳。同樣通過四大模塊展示實物：計算機技術及應用模塊的展品有計算器、計算機、單片機、打印機和收款機等；集成電路模塊的展品有電子元器件、芯片等；通信技術模塊的展品有通信設備、信號測試儀器、傳感檢測及應用儀器等；顯示技術模塊的展品有電視機、放音及放映設備等。

(7) 生物標本展廳。展示各類動、植物的標本。

2.2 運營模式

工程認知博物館由學校文化建設辦公室負責指導和監督，工業培訓中心負責日常管理和運營工作。

(1) 開放時間。工程認知博物館采用固定時間開放和預約參觀兩種形式。固定開放時間為每周六、周日上午8：30—11：30，下午14：30—17：30。其他時間參觀可通過電話和電子郵件提前2 d預約。

(2) 經費保障。工程認知博物館屬于學校全額出資的公益性教育基地，由國家教育部基地專項經費投資建設。

(3) 展品來源。工程認知博物館面向校內各部門、各學院和師生員工及社會有關單位、兄弟院校、企業和個人征集展品，主要包括具有各展廳展覽特色的實物、模型、雕塑、景觀，涉及各展廳有關專業歷史演進的實物，以及其他可以反映工程認知的物品。對作出貢獻的捐贈單位或個人，授予榮譽證書，并在展品和藏品上標明捐贈單位或個人姓名。

(4) 教育方式。工程認知博物館的參觀對象以學生和教師為主，同時對社會免費開放。在教育方面采用三種模式：① 教師結合書本上的知識進行實地教學；② 由講解員結合各個展廳的特點和展品內容進行現場講解；③ 通過實物、文字、資料和影響等對參觀者進行工程知識普及。

(5) 管理機制。工程認知博物館由學校文化建設辦公室進行統一規劃，校工業培訓中心安排專人負責日常管理。同時，還聘請了一批專業教師作為指導老師，對參觀者進行專業知識的指導。此外，還在大學生中選拔組建了一支60人左右的講解員隊伍，經過系統的業務培訓后在博物館開展義務講解和志愿服務。

2.3 工作成效

工程認知博物館的建設，使學校的工程文化得以彰顯，校園文化的內涵得以拓展，教學模式不斷豐富，教學實踐效果明顯增強，為培養大學生的創新意識、工程思維、工程實踐能力、綜合集成能力提供了廣闊的平臺。同時，還進一步發揮學校服務社會的職能，讓來自校外的參觀者接受到工程認知教育。博物館開放3年多來，累計接待校內外參觀者超過50000人次。2011年5月，該館獲批為合肥市愛國主義教育基地；2012年11月，該館館獲批為安徽省愛國主義教育基地。

3 結 語

高校的公共設施和開放性資源，工程認知博物館在建設理念上，應注重與校園文化建設相結合，與教育教學改革相結合，與人才培養目標相結合；在建設內容上，要注重反映我國工業發展的歷史，反映我國工程建設取得的偉大成就，反映學校的學科建設水平和人才培養特色；在建設目標上，要注重加強大學生的愛國愛校教育、工程素質教育和成長成才教育；在建設機制上，要體現領導重視、部門和師生廣泛參與、社會積極支持。有了這四個方面的保障，工程認知博物館就一定能夠發揮的更大的作用。

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Practice and Exploration on the Construction of Engineering Cognition Museum in Universities

GANLi-zhena,ZHUHua-binga,WUGuo-jianb,HUXing-xiangc,LIXiao-yund

(a. School of Machinery and Automobile Engineering; b. School of Material Science and Engineering; c. Department of The Party Committee; d. Industrial Training Center，Hefei University of Technology， Hefei 230009， China)

Engineering cognition museum in universities provides a platform for developing engineering education. It helps to highlight university’s engineering culture, enrich the connotation of education and enhance students' engineering practice ability. Thus, it plays a positive role in cultivating innovative engineering technology professionals. The paper takes engineering cognition museum in Hefei University of Engineering as an example, introduces seven exhibition halls which are lobby, electrical engineering hall, materials engineering hall, automotive engineering hall, mechanical engineering hall, electronic information hall and biological specimens hall. The paper also discusses the opening hours, funding guarantee, and source of exhibitions, educational methods and management mechanisms from the angle of operating mode. Moreover, it illustrates the educational effect, the number of visitors and social evaluation etc. from the aspect of working effect. Finally, the paper gives some suggestion for strengthening construction of engineering cognition museum from concept, objectives, content, and mechanisms. The paper also introduces the construction，operation mode and effects of engineering museum，and proposes relevant suggestions.

engineering cognition； museum； construction； practice

2014-10-25

2013年教育部人文社會科學研究專項任務項目(13JDSZ2049)；2010年安徽省高校省級教學研究項目(20100072)；2010年安徽省高校省級教學研究項目(20100089)；2013年度安徽省高校人文社科研究項目(SK2013A152)

甘麗珍(1983-)，女，安徽青陽人，碩士，在讀博士，助理研究員，主要研究方向為高等工程教育。

Tel.：18356019350；E-mail：ganlizhen@hfut.edu.cn

G 642.0

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1006-7167(2015)08-0223-04