智能制造生產(chǎn)實訓融入工程倫理教育的探索

李玉霞

（玉林師范學院 物理與電信工程學院，廣西 玉林537000）

隨著“中國制造2025”“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家發(fā)展戰(zhàn)略的實施，我國工程的發(fā)展速度達到了嶄新的高度。新時代工程所呈現(xiàn)出來的工程量規(guī)模極大、技術復雜性極高、需求極為迫切、新技術不斷涌現(xiàn)的特點加大了工程的不可預測性，使得工程問題頻發(fā)[1]，在工程實踐中產(chǎn)生的各種倫理問題越來越多。如果不能有效解決工程倫理困境的問題，工程就無法適應社會經(jīng)濟的發(fā)展，無法實現(xiàn)工程對人類安全、健康、福祉的承諾[2]。工程倫理問題的解決以及工程倫理原則的遵循與執(zhí)行，必須落實到工程師和其他工程實踐者的身上，工程倫理教育已經(jīng)成為工程師的必修課[3]。工科大學生是未來工程師的儲備軍，在高等工程教育中開展工程倫理教育是提升高等工程教育質(zhì)量、深化高等工程教育改革的必由之路。

1 工程倫理教育融入實踐教學的意義

我國是工程教育大國，工科教育是我國高等教育中規(guī)模最大的專業(yè)教育，總規(guī)模已位居世界第一[4]。2016年6月，我國正式加入《華盛頓協(xié)議》，成為該協(xié)議第18個正式會員國，標志著我國工程教育認證體系實現(xiàn)了國際互認，為進一步提升我國工程教育質(zhì)量開辟了新路徑。工程教育專業(yè)認證通用標準中的12條畢業(yè)要求[5]，有5條與工程倫理知識體系相關，工程倫理教育的融入對工程教育專業(yè)認證起著非常關鍵的支撐作用。

基于工程高速發(fā)展引發(fā)的風險和不確定性災害越來越多，為避免生態(tài)環(huán)境與資源的進一步惡化，實現(xiàn)工程可持續(xù)發(fā)展，提升工程師和其他工程實踐者的社會責任、倫理素養(yǎng)迫在眉睫。國務院學位委員會的學位辦〔2018〕14號文件[6]要求，自2018級起，工程倫理課程列入所有工程碩士專業(yè)學位研究生（含全日制、非全日制）的必修課，國內(nèi)部分高校也陸續(xù)在工科本科學生中開設工程倫理課程。目前，工程倫理課程開展的方式主要是以理論課程授課的方式為主，教學方法多采用案例教學法，精選提煉與相關專業(yè)緊密貼合的工程典型實際案例，組織學生對案例進行討論、分析，培養(yǎng)學生的工程倫理意識，提升學生解決倫理困境的能力。以理論課的方式開展工程倫理教育，推動了我國工程倫理教育的發(fā)展，使得在工程教育中全面開展工程倫理教育成為各界的共識，但這種方式存在理論知識點講解抽象難以理解、學生學習積極性難以調(diào)動等問題，限制了工程倫理教育的進一步發(fā)展，需要探索新的教學模式。

在工科教育中，實踐教學是構成專業(yè)核心能力的關鍵部分，是檢驗應用理論知識解決實際問題的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才的根本保證，實踐教學是工科教育的靈魂[7]。工程倫理教育不僅要融入理論課程教育，更要融入實踐教學過程。在復雜的工程實踐中蘊含大量難以抉擇的倫理困境，工程師的責任意識與價值取向直接影響著各種工程決策的制定乃至工程質(zhì)量[8]。將工程倫理教育與實踐教學結(jié)合，在實踐教學過程中加強工科大學生倫理素養(yǎng)的培養(yǎng)，可以幫助未來工程師樹立正確的倫理價值觀，強烈的社會責任感，創(chuàng)造性地解決工程實踐中的倫理難題。因此，在工科實踐教學體系中融入工程倫理教育具有重要意義。

2 智能制造工程專業(yè)開展工程倫理教育的必要性

制造業(yè)是國家經(jīng)濟社會發(fā)展的根基，是國民經(jīng)濟的主體，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國制造業(yè)增加值位居世界第一，占全世界份額28%以上，成為全世界唯一擁有聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中所列全部工業(yè)門類的國家[9]。我國已發(fā)展成制造業(yè)第一大國，但離制造業(yè)強國還有一定的距離。隨著信息技術的全面應用，使得制造業(yè)的組織方式、生產(chǎn)形式、管理模式發(fā)生了重大變化，促使“中國制造”邁向“中國智造”，為進一步實現(xiàn)制造強國奠定了基礎。與此同時，智能化產(chǎn)品已深入人民群眾，普通民眾進入了智能化新時代，智能技術、智能制造造福民眾的作用日益顯現(xiàn)，給人們的生活帶來了高效和便捷。智能制造工程在整體工程中占比越來越大，也帶來了利益與責任、人權與美德、技術與可持續(xù)發(fā)展等倫理方面的新困境，對工程師提出了更高的倫理要求。

智能制造工程專業(yè)主要培養(yǎng)從事智能化產(chǎn)品開發(fā)、數(shù)字化車間與產(chǎn)線規(guī)劃、智能化工廠管理、企業(yè)智能化管理與決策等工作的復合型高級工程應用技術人才，其特點是專業(yè)性強、實踐性強，實踐教學是智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學生結(jié)合專業(yè)技術知識，分析解決復雜工程實際問題的能力起著至關重要的作用。在實踐教學過程中融入工程倫理教育元素，使得與工程相關的風險預防、安全意識、社會責任感、價值理念、職業(yè)道德和規(guī)范等的教育落實到新的教學載體，更有利于抽象倫理理論的理解，進一步提升學生倫理學習的積極性。

3 智能制造生產(chǎn)實訓融入工程倫理教育的具體做法

玉林師范學院的智能制造工程專業(yè)主要培養(yǎng)具有社會責任感、人文社會科學素養(yǎng)和職業(yè)道德，具有扎實的專業(yè)知識和工程知識，具備自主學習意識、良好的創(chuàng)新精神、跨文化的溝通和交流能力以及較強的工程實踐能力，能夠在智能設計與制造、智能運行與控制、智能信息與系統(tǒng)等智能制造行業(yè)領域或方向，從事研究、設計、開發(fā)及管理等工作的復合型應用型工程人才。工程實踐能力是工科大學生必備的重要能力，實踐教學是各工科高等院校培養(yǎng)學生重點關注的環(huán)節(jié)，智能制造工程專業(yè)是在“中國制造”邁向“中國智造”過程中新興的專業(yè)，影響學生工程實踐能力提升的實踐教學活動必須與制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級深度融合[10]。在智能制造工程專業(yè)的實踐教學體系建設過程中，應當遵循智能工程的發(fā)展方向和需求，對標工程教育專業(yè)認證標準，突出專業(yè)特色，積極探索在實踐教學過程中融入工程倫理教育的模式，促進工科實踐教學的改革與創(chuàng)新，培養(yǎng)運用倫理準則解決復雜工程實踐問題的專業(yè)人才。

3.1 多層次、系統(tǒng)化的實踐教學體系

我校在智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制訂上，建立多層次、系統(tǒng)化的實踐教學體系，實踐課程學時不低于總學時的25%，達到了32.1%。實踐教學環(huán)節(jié)主要包括基礎實踐教學環(huán)節(jié)、專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)、綜合實踐教學環(huán)節(jié)等。其中，基礎實踐教學環(huán)節(jié)主要包括普通物理實驗、電工學實驗、模擬電路實驗、數(shù)字電路實驗、傳感器實驗等內(nèi)容，這類型的實踐教學主要以驗證性實驗為主，通過實驗驗證理論知識對工程應用的拓展較少，具有工程內(nèi)涵的實驗較少，主要用于夯實學生的自然科學、專業(yè)技術基礎理論，較難植入工程倫理元素。專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)主要包含機械制圖實訓、普通車銑實訓、數(shù)控車銑實訓、工業(yè)機器人技術及應用實訓、單片機原理及應用實驗、PLC原理及應用實驗、嵌入式系統(tǒng)實驗等內(nèi)容，這類型的實驗教學主要以具有工程內(nèi)涵的實訓活動為主，培養(yǎng)學生理論結(jié)合實踐的動手能力，促進學生工藝、技能的訓練。通過給學生設定特定的工程任務，指導學生應用技術理論知識進行分析，制訂具體的工程實施方案和計劃，再由學生操作相關的工程設備，解決實施過程的問題，最后完成設定的工程任務。這類型的實踐教學活動主要以工程為背景，可以融入諸如工程中的風險、安全與責任、職業(yè)規(guī)范、職業(yè)責任等倫理元素，開展工程倫理初級階段的教育，應對工程的關聯(lián)性、多學科交叉性等的復雜工程現(xiàn)場倫理困境的倫理教育，需在綜合實踐教學環(huán)節(jié)實現(xiàn)。綜合實踐環(huán)節(jié)主要包括智能制造生產(chǎn)實訓、專業(yè)見習、專業(yè)實習和畢業(yè)設計（論文）等內(nèi)容，其中，專業(yè)見習、專業(yè)實習和畢業(yè)設計（論文）等是結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)進行安排的，學生進入企業(yè)參與工程實踐，將在學校學習到的工程倫理知識應用于解決企業(yè)實際生產(chǎn)中的倫理困境問題，促進檢驗工程倫理教育的成效。智能制造生產(chǎn)實訓是在校內(nèi)實訓基地開展的生產(chǎn)實訓，是按機械制造業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全生命周期流程建立起來的專業(yè)化、智能化生產(chǎn)線型實訓基地，能模擬出復雜工程現(xiàn)場的各種問題，在該實踐教學環(huán)節(jié)實施工程倫理教育，可以豐富實踐教學內(nèi)涵，激發(fā)學生學習倫理知識的熱情，提升工程倫理教育教學的效果。

3.2 智能制造生產(chǎn)實訓基地

玉林師范學院的智能制造生產(chǎn)實訓基地是依據(jù)當?shù)禺a(chǎn)業(yè)特色及學校的教學要求，以可拆裝挖掘機模型為實訓產(chǎn)品載體，圍繞產(chǎn)品全生命周期，搭建涵括產(chǎn)品研發(fā)、設計、工藝、物流、裝配、檢測、包裝出廠、再制造等環(huán)節(jié)的完整智能化生產(chǎn)線。它的突出特點是真實有效模擬智能工廠全景情境，一是提煉智能工廠共性元素，按真實生產(chǎn)任務開展實訓，從生產(chǎn)計劃下達到產(chǎn)品交付全過程的研發(fā)、工藝、物流、生產(chǎn)、質(zhì)量管理等與企業(yè)一致，設備與企業(yè)設備一致，實訓過程與生產(chǎn)節(jié)拍一致。二是研發(fā)標準、工藝文件、物流配送、生產(chǎn)調(diào)度、安全管理、質(zhì)量標準、工廠管理等文檔，全部按照智能制造企業(yè)真實產(chǎn)線流程、模式進行設計，盡量做到學生實訓貼近真實企業(yè)應用。三是設置智能工廠8類主要崗位角色，實訓過程按研發(fā)人員、工藝人員、物流人員、操作人員、質(zhì)量人員、生產(chǎn)調(diào)度、班長、廠長等崗位設置，學生在實訓過程中模擬生產(chǎn)過程進行角色分配、互換。

智能生產(chǎn)工廠圍繞可拆裝挖掘機全生命周期的安全、成本、效率、質(zhì)量、人員等多個方面，提煉出工程職業(yè)核心能力，設計實訓任務，讓學生在實訓過程中獲得點、線、面三個層面的職業(yè)能力訓練。一是崗位訓練（點，崗位），包括各具體崗位的技術性、技能性訓練，如智能傳感網(wǎng)絡、暗燈系統(tǒng)、智能設備的維護，標準化裝配操作，質(zhì)量檢驗操作等。二是流程訓練（線，崗位鏈），包括產(chǎn)品生產(chǎn)計劃指令下達到生產(chǎn)交付的全流程，倉儲到配送的物料流程，設計要求到質(zhì)量確認的流程，信息系統(tǒng)流等。三是綜合訓練（面，崗位群），包括團隊合作溝通、實際問題解決、班組自主管理等。

3.3 工程倫理教育融入智能制造生產(chǎn)實訓

3.3.1 考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素的倫理教育融入

智能制造生產(chǎn)實訓基地的生產(chǎn)對象是挖掘機模型，在挖掘機裝配實訓過程中，從研發(fā)、設計的角度入手，選取各種零部件材料選型的場景，引導學生熟悉并掌握行業(yè)的法律法規(guī)、技術標準，考慮所選零部件材料、加工過程對大眾健康、安全、環(huán)境的影響。比如密封墊片的材料選型，挖掘機工作過程中要密封油、氣，就要使用密封墊片，石棉密封墊片具有成本低、密封效果好的優(yōu)點，在我國工程中廣泛使用。近十年來，石棉的危害已得到國際的公認，其本身并沒有毒性，但由于石棉纖維過于微小，容易被人體吸入呼吸道，引起慢性炎癥，導致細胞組織出現(xiàn)纖維化，最終誘發(fā)肺部疾病，嚴重者甚至會發(fā)展成肺癌、胸膜間皮瘤等惡性疾病。我國已經(jīng)出臺了在密封材料上禁用石棉的相關政策，因此，在挖掘機墊片設計過程中，從減少對大眾健康、安全的威脅，保護環(huán)境的角度出發(fā)，嚴格遵守該項禁令，按照無石棉墊片的技術標準去開展設計工作。此外，有害物質(zhì)鉛、汞、鎘、六價鉻等也以行業(yè)標準的方式禁止在汽車零件和材料中使用。通過學生對實訓現(xiàn)場的技術標準、產(chǎn)品圖紙、實物模型的學習，掌握了產(chǎn)品的研發(fā)、設計流程，并將考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素的倫理元素有效融入，達到工程教育專業(yè)認證通用標準中的第3條“在設計環(huán)節(jié)中綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素”的相關畢業(yè)要求。

3.3.2 考慮工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展影響的倫理教育融入

在智能制造生產(chǎn)實訓基地，挖掘機完成裝配后，就是檢測、包裝出廠的環(huán)節(jié)，在包裝出廠環(huán)節(jié)之后，設置了再制造環(huán)節(jié)，就是融入考慮工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展影響的倫理元素。再制造是在產(chǎn)品報廢后對其使用再制造技術來恢復、保持甚至提高零件性能，使得零件得到重新利用的過程。生態(tài)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展要求社會在發(fā)展過程中，盡量減少生產(chǎn)量和消耗量，就是減小物料流和能量流，盡量不增加資源使用量，工程實踐中的再制造活動是保護環(huán)境、促進社會可持續(xù)發(fā)展的重要技術路徑。模擬挖掘機再制造的工藝流程主要有：待再制造的舊件挖掘機—整機拆解—零件清洗—零件功能檢驗鑒別—零件分類加工—再利用。學生將模擬的老舊挖掘機產(chǎn)品，通過再制造技術的逆向生產(chǎn)過程，得到再生的挖掘機產(chǎn)品，在這個過程中，不僅深刻理解到再制造技術本身對環(huán)境保護、社會可持續(xù)發(fā)展的影響，還形成了回歸到設計源頭采取多種技術措施促進零件具備再循環(huán)功能的意識。再制造環(huán)節(jié)的生產(chǎn)訓練達到工程教育專業(yè)認證通用標準中的第7條“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”的相關畢業(yè)要求。

3.3.3 遵守工程師職業(yè)道德規(guī)范、履行法定或社會約定責任的倫理教育融入

工程師的職業(yè)道德規(guī)范、社會責任主要包括把公眾的安全、健康和福祉擺在第一位，用專業(yè)知識和技術增進人類福祉，遵守國家法律法規(guī)和行業(yè)標準，具備誠實、守信、正直、敬業(yè)、友善等職業(yè)品格。通過智能制造生產(chǎn)實訓活動中挖掘機全生命周期的研發(fā)、設計、工藝、物流、裝配、檢測、包裝出廠、再制造等環(huán)節(jié)的模擬實踐，學生可以從整體上掌握產(chǎn)品實際生產(chǎn)過程中的研發(fā)設計原則、工藝布局原理、物流調(diào)度模式、質(zhì)量檢測監(jiān)控等的內(nèi)容，從而可以提出研發(fā)設計改進、工藝優(yōu)化、物流提效、質(zhì)量提升等措施，實現(xiàn)遵守國家法律法規(guī)和行業(yè)標準，把公眾的安全、健康和福祉擺在第一位的職業(yè)道德規(guī)范。同時，產(chǎn)品生產(chǎn)線的實訓活動使得學生體會到實際生產(chǎn)過程中工程各方（如設計與工藝、工藝與調(diào)度、調(diào)度與質(zhì)量、質(zhì)量與設計等）可能存在的利益沖突，在運用技術知識和倫理知識解決沖突的過程中，形成從倫理學角度開展工程價值判斷和抉擇的意識，提升工程倫理評估、決策的能力。整體生產(chǎn)線實訓活動達到了工程教育專業(yè)認證通用標準中的第8條“職業(yè)規(guī)范”的相關畢業(yè)要求。

3.4 正確處理個人和團隊的關系，承擔相應角色責任并開展有效工作的倫理教育融入

智能制造生產(chǎn)實訓工廠設置了8類主要崗位角色，主要有研發(fā)人員、工藝人員、物流人員、操作人員、質(zhì)量人員、生產(chǎn)調(diào)度、班長、廠長等，分別對應產(chǎn)品研發(fā)設計、工藝、調(diào)度、裝配、檢測、管理等工作任務，學生在實訓過程中以角色扮演方式，體驗不同崗位在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不同的要求。學生在實訓過程中要扮演好每一個角色，就要提前掌握對應崗位的理論知識、技術技能、工作流程、職責要求，同時還要有較強的崗位適應能力、應變能力、溝通能力。崗位角色的輪換、團隊的組建，可以采取學生自愿組隊、抽簽隨機組隊等方式，學生通過多角色模擬扮演，不僅可以提升個人的綜合能力，更能以個人的角度出發(fā)，理解團隊其他角色的責任和困境，包容團隊其他成員，利于團隊協(xié)作融合，發(fā)揮更高的效率。通過崗位角色扮演的方式，將正確處理個人和團隊的關系，承擔相應角色責任并開展有效工作的倫理元素有效融入，達到工程教育專業(yè)認證通用標準中的第9條“個人和團隊”的相關畢業(yè)要求。

4 結(jié)語

實踐教學是智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，玉林師范學院在人才培養(yǎng)方案的制訂上，建立多層次、系統(tǒng)化的實踐教學體系，在綜合實踐教學環(huán)節(jié)的智能制造生產(chǎn)實訓基地建設初期，就考慮了工程倫理教育的融入途徑。在挖掘機全生命周期的研發(fā)、設計、工藝、物流、裝配、檢測、包裝出廠、再制造等環(huán)節(jié)的模擬實踐中設置合理的倫理教育融入情境，使得學生在實訓過程中獲得點、線、面三個層面的職業(yè)能力訓練的同時，養(yǎng)成了與工程相關的風險預防、安全防范、社會責任感、價值理念、職業(yè)道德和規(guī)范等工程倫理意識，樹立了正確的工程倫理價值觀，為應對畢業(yè)工作后面臨的真實復雜工程現(xiàn)場倫理困境奠定了堅實的基礎。