生物工程專業學生工程意識的培養研究

侯文潔　陳麗紅　秦寶福　賈志華

[摘 要]工程意識是人們在工程活動中展現出的一定的態度、觀點、意念。對工科專業學生來說，牢固的工程意識是激勵、調節學生學習的重要因素，是工科學生必備的素質之一。工程制圖作為生物工程專業學生的專業基礎課，對學生工程素質的培養起著不可缺少的作用。該課程教學過程中的構思、設計、實現、運作的組合訓練，能逐步培養學生認識層次、社會關系層次、價值觀層次的工程意識。

[關鍵詞]工程意識；工程制圖；綜合訓練

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）02-0066-02

在工科專業學生的教育中，培養學生的工程意識是一個非常重要的環節。但是，由于受到培養時間限制、實踐環節缺乏、實踐課程開設難度高等問題的影響，目前工科專業學生普遍存在工程意識薄弱的問題。[1]然而缺乏工程意識已經成為制約工科學生繼續升學、擇業、就業的重要因素之一。所以在學生培養環節中，加強工程意識是當前工科學生培養的當務之急。

根據國家十三五規劃和教育部建設高水平一流大學的要求，我校生物工程專業作為教育部特色專業和陜西省名牌專業，對學生培養目標的主要內容是：學生身心健康，知識結構合理，有健全的人格、高尚的人文情懷和社會責任感，有一定的批判思維與創新能力、科學研究能力、語言文字表達能力、終身學習能力和組織管理能力，具有工程意識、國際視野和團隊合作精神。對于生物工程專業來說，培養學生的工程意識就是培養學生掌握生物技術及其產業化的科學原理、工藝技術過程和工程設計的基本理論和基本技能，受到生物技術與工程等方面的系統訓練，具備一定的工程素質。培養目標要求生物工程專業學生的工程意識培養需要貫穿整個培養環節。

生物工程學生培養計劃中工程相關課程主要有：工程制圖、化工原理、生物反應工程、生物分離工程、生物工程設備、生物工程綜合大實驗。在這些課程中，工程制圖作為生物工程專業學生大二開設的專業基礎課，是學生最先接觸到的工科類課程。因此在工程制圖課程的教學過程中如何開啟學生工程意識的培養模式就成為建立學生工程意識培養的關鍵。

工程制圖是生物工程專業的必修基礎課，主要講授繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法，既有完整的系統理論又有較強的實踐性，對培養生物工程專業學生必要的工程意識和必備的工程素質起著無可替代的作用。[2]本門課程主要內容包括制圖的基本知識與技能、正投影的基礎知識、立體的投影、軸測圖、組合體、機件常用的表達方法、標準件和常用件、零件圖和裝配圖。通過對本課程的學習，使學生掌握用正投影法圖示空間幾何形體和圖解空間幾何問題的基本理論和方法；培養和發展學生的空間想象力和空間構思能力；使學生具備一定的繪制和閱讀機械圖樣的能力，從而為后繼工程類課程的學習，從事工程技術工作及科學研究打下堅實的基礎；同時，本課程在培養學生認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風方面都發揮了重要的作用。

近年來，本課程組在工程制圖一線教學和相關科研領域經驗累積的基礎上，認真分析生物工程專業的要求和工程制圖課程特點，對如何有效發揮該課程在培養學生的工程意識和工程設計能力作用方面進行了有益的探索和實踐。

一、培養對工程理解而形成認識層次的工程思維習慣

工程圖樣是工程師的“語言”，標準化的“語言”是其能夠在工程技術人員之間溝通和交流的前提，工程圖樣的標準化就是國家標準。因此，工程制圖課程首先要給學生介紹的就是國家標準中關于圖紙幅面及格式、比例、字體、圖線及尺寸標注的基本規定。通過了解國家標準的基本規定，使學生掌握常用的幾何作圖方法，做到作圖正確、圖線分明、字體工整、整潔美觀。培養學生整體思維習慣，逐步掌握點、線、面、體、正投影、軸側投影關系，以及三視圖讀圖、構圖、制圖的方法。在基本體的基礎之上掌握組合體三視圖、剖視圖、斷面圖的繪制方法和尺寸標注。結合生物工程設備設計標準，加強工程制圖與其他生物工程相關專業課程的聯系。例如，在講授標準件、常用件、零件圖、裝配圖表達方法、尺寸標注時，可以聯系化工原理單元操作部分零部件的設計和生物工程工廠設計相關設備設計和構圖等內容。

二、培養在工程實施交往過程中形成的工程實踐意識

工程就是科學的某種實踐應用，所以實踐能力在工程實施過程中是非常重要的一種能力。工程實踐意識的培養對工程意識的建立也必不可少。在工程制圖的教學過程中學生的實踐意識可以通過幾個層次來培養。以工程制圖習題冊為小作業來鞏固學生對課堂知識點的學習，以實驗內容為大作業來建立學生的實踐意識。在實驗課程中，將圖線訓練、圓弧連接、軸測圖繪制和螺紋緊固件連接畫法作為工程制圖基本理論的實踐訓練。以組合體木模測繪及尺寸標注、木模剖視和零件圖繪制作為工程制圖綜合實踐意識訓練。在三視圖、軸側投影圖繪制和尺寸標注的訓練中增加學生親自制作紙質模型環節。通過學生自己制作不同類型模型鍛煉學生空間想象和思維能力，提高其動手能力；在模型制作過程中深化學生工程實踐意識，加深學生對生物工程零件、設備、管道設計和布置的理解。

三、培養遵循社會規范所體現出來的社會關系層次的工程意識

社會是人與人組成的彼此相依的存在形式，社會關系是人們在共同的實踐活動過程中所結成的相互關系。工程意識在社會關系層次的體現就是在實施工程活動時社會規范允許下的交流與合作。為了建立學生在工程實踐過程中的社會關系層次上的工程意識，在工程制圖的教學過程中，教師可在課后設置一些生物工程相關的設備零件設計綜合訓練作業，讓學生分小組完成。例如在制作模型繪制投影圖環節中，小組成員合作完成任務，通過構思—設計—實施—運行這個過程系統地培養學生的工程意識。利用模型設計制作及繪圖綜合訓練（圖1），使學生體會在整個工程項目實施過程中人與人之間的社會關系的作用。在交流和合作中共同完成設計繪圖項目，既要發揮個人的特長，又必須合作。整個過程在國家標準的指引下，可以充分發揮學生的主觀能動性，在動手制作之前的構思、設計可以訓練學生的空間想象能力，討論的過程訓練學生溝通交流能力，制作的過程訓練學生動手能力和將平面向立體轉化的能力，構圖、繪圖的過程訓練學生把立體轉化成平面的能力，尺寸量取和標注訓練學生對國家標準的理解能力。這個社會關系層次的工程意識綜合訓練對學生今后從事工程設計領域，甚至其他工程領域的工作來說都是非常重要的。

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圖1 模型制作繪制綜合訓練圖解

四、追求工程精益求精而具有的價值觀層次的工程意識

實踐活動中的工程意識由認識層次、實踐層次、社會關系層次和價值觀層次組成。價值觀是基于人的一定思維感官之上做出的認知、理解、判斷，是人認定事物、辨明是非、從事實踐活動的一種思維或取向；在不同的社會活動中，不同范疇里有不同的價值觀念。在工程領域，工程意識的價值觀就是在工程活動中體現的思維方式的綜合反應，追求工程完美高效的價值觀層次工程意識是工程意識的最高層次。工程制圖的最終目的就是訓練學生在工程圖學范疇內系統化工程價值觀層次的思維方式。在課程講授過程中，采用生物工程類零件圖形實例案例（如緊固件、齒輪、軸、軸承）教學方式，將國家標準、畫法幾何原理、技術制圖、機械制圖中的技術手冊查閱方法系統地聯系起來。在學生實踐制圖訓練過程中，設計上要求目的明確，繪圖上要求方法正確，尺寸上要求標注準確，逐步樹立學生追求精益求精的價值觀層次的工程意識。

伴隨著現代科技與社會經濟的不斷發展，有關工程意識的內涵正在不斷擴充，學生工程意識的培養是一個長期的系統的過程，需要根據生物工程工業技術進步的需求來不斷地加以調整和完善。特別是生物工程工廠設計、工藝設計、零件設計、設備設計、管道設計已經不單單是畫圖能解決的問題。因此，優秀的設計方案，好的設計圖紙，是很多意識形態領域共同作用的結果。所以培養學生工程意識的過程已經不是一個孤立的體系，它需要通過實踐意識、安全意識、質量意識、經濟意識、創新意識、協作意識、環保意識、職業道德意識的協同作用。所以在工程制圖的教育教學過程中，要通過制圖實踐中構思、設計、實現、運作的組合訓練，調動學生學習的積極性和自主性，使其逐步形成認識層次、社會關系層次、價值觀層次的工程意識，這是非常必要的。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王貴和，呂建國.工科大學生工程意識的內涵與培養途徑. 中國地質教育 [J]. 2006（4）：62-64.

[2] 馬巧英，吉曉梅.工程制圖教學中培養學生工程意識的研究與實踐 [J].機械管理開發.2013（131）：163-166.

[3] 童秉樞，高樹峰.談工程圖學教學中學生創新能力的培養[J].工程圖學學報，2008（6）：1-6.

[4] 梁艷書，朱英杰，郭桂梅，叢萌.工程圖學教學中工程素質培養的探索與實踐[J].大學教育，2013（4）：63-64.

[5] 李會鵬，馬俊，王海彥.高等工程教育中學生工程素質培養的探討[J].大學教育，2016（6）：90-91.

[責任編輯：劉鳳華]