生物工程专业学生工程意识的培养研究
侯文洁 陈丽红 秦宝福 贾志华
[摘 要]工程意识是人们在工程活动中展现出的一定的态度、观点、意念。对工科专业学生来说，牢固的工程意识是激励、调节学生学习的重要因素，是工科学生必备的素质之一。工程制图作为生物工程专业学生的专业基础课，对学生工程素质的培养起着不可缺少的作用。该课程教学过程中的构思、设计、实现、运作的组合训练，能逐步培养学生认识层次、社会关系层次、价值观层次的工程意识。
[关键词]工程意识；工程制图；综合训练
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0066-02
在工科专业学生的教育中，培养学生的工程意识是一个非常重要的环节。但是，由于受到培养时间限制、实践环节缺乏、实践课程开设难度高等问题的影响，目前工科专业学生普遍存在工程意识薄弱的问题。[1]然而缺乏工程意识已经成为制约工科学生继续升学、择业、就业的重要因素之一。所以在学生培养环节中，加强工程意识是当前工科学生培养的当务之急。
根据国家十三五规划和教育部建设高水平一流大学的要求，我校生物工程专业作为教育部特色专业和陕西省名牌专业，对学生培养目标的主要内容是：学生身心健康，知识结构合理，有健全的人格、高尚的人文情怀和社会责任感，有一定的批判思维与创新能力、科学研究能力、语言文字表达能力、终身学习能力和组织管理能力，具有工程意识、国际视野和团队合作精神。对于生物工程专业来说，培养学生的工程意识就是培养学生掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计的基本理论和基本技能，受到生物技术与工程等方面的系统训练，具备一定的工程素质。培养目标要求生物工程专业学生的工程意识培养需要贯穿整个培养环节。
生物工程学生培养计划中工程相关课程主要有：工程制图、化工原理、生物反应工程、生物分离工程、生物工程设备、生物工程综合大实验。在这些课程中，工程制图作为生物工程专业学生大二开设的专业基础课，是学生最先接触到的工科类课程。因此在工程制图课程的教学过程中如何开启学生工程意识的培养模式就成为建立学生工程意识培养的关键。
工程制图是生物工程专业的必修基础课，主要讲授绘制和阅读工程图样的原理和方法，既有完整的系统理论又有较强的实践性，对培养生物工程专业学生必要的工程意识和必备的工程素质起着无可替代的作用。[2]本门课程主要内容包括制图的基本知识与技能、正投影的基础知识、立体的投影、轴测图、组合体、机件常用的表达方法、标准件和常用件、零件图和装配图。通过对本课程的学习，使学生掌握用正投影法图示空间几何形体和图解空间几何问题的基本理论和方法；培养和发展学生的空间想象力和空间构思能力；使学生具备一定的绘制和阅读机械图样的能力，从而为后继工程类课程的学习，从事工程技术工作及科学研究打下坚实的基础；同时，本课程在培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风方面都发挥了重要的作用。
近年来，本课程组在工程制图一线教学和相关科研领域经验累积的基础上，认真分析生物工程专业的要求和工程制图课程特点，对如何有效发挥该课程在培养学生的工程意识和工程设计能力作用方面进行了有益的探索和实践。
一、培养对工程理解而形成认识层次的工程思维习惯
工程图样是工程师的“语言”，标准化的“语言”是其能够在工程技术人员之间沟通和交流的前提，工程图样的标准化就是国家标准。因此，工程制图课程首先要给学生介绍的就是国家标准中关于图纸幅面及格式、比例、字体、图线及尺寸标注的基本规定。通过了解国家标准的基本规定，使学生掌握常用的几何作图方法，做到作图正确、图线分明、字体工整、整洁美观。培养学生整体思维习惯，逐步掌握点、线、面、体、正投影、轴侧投影关系，以及三视图读图、构图、制图的方法。在基本体的基础之上掌握组合体三视图、剖视图、断面图的绘制方法和尺寸标注。结合生物工程设备设计标准，加强工程制图与其他生物工程相关专业课程的联系。例如，在讲授标准件、常用件、零件图、装配图表达方法、尺寸标注时，可以联系化工原理单元操作部分零部件的设计和生物工程工厂设计相關设备设计和构图等内容。
二、培养在工程实施交往过程中形成的工程实践意识
工程就是科学的某种实践应用，所以实践能力在工程实施过程中是非常重要的一种能力。工程实践意识的培养对工程意识的建立也必不可少。在工程制图的教学过程中学生的实践意识可以通过几个层次来培养。以工程制图习题册为小作业来巩固学生对课堂知识点的学习，以实验内容为大作业来建立学生的实践意识。在实验课程中，将图线训练、圆弧连接、轴测图绘制和螺纹紧固件连接画法作为工程制图基本理论的实践训练。以组合体木模测绘及尺寸标注、木模剖视和零件图绘制作为工程制图综合实践意识训练。在三视图、轴侧投影图绘制和尺寸标注的训练中增加学生亲自制作纸质模型环节。通过学生自己制作不同类型模型锻炼学生空间想象和思维能力，提高其动手能力；在模型制作过程中深化学生工程实践意识，加深学生对生物工程零件、设备、管道设计和布置的理解。
三、培养遵循社会规范所体现出来的社会关系层次的工程意识
社会是人与人组成的彼此相依的存在形式，社会关系是人们在共同的实践活动过程中所结成的相互关系。工程意识在社会关系层次的体现就是在实施工程活动时社会规范允许下的交流与合作。为了建立学生在工程实践过程中的社会关系层次上的工程意识，在工程制图的教学过程中，教师可在课后设置一些生物工程相关的设备零件设计综合训练作业，让学生分小组完成。例如在制作模型绘制投影图环节中，小组成员合作完成任务，通过构思—设计—实施—运行这个过程系统地培养学生的工程意识。利用模型设计制作及绘图综合训练（图1），使学生体会在整个工程项目实施过程中人与人之间的社会关系的作用。在交流和合作中共同完成设计绘图项目，既要发挥个人的特长，又必须合作。整个过程在国家标准的指引下，可以充分发挥学生的主观能动性，在动手制作之前的构思、设计可以训练学生的空间想象能力，讨论的过程训练学生沟通交流能力，制作的过程训练学生动手能力和将平面向立体转化的能力，构图、绘图的过程训练学生把立体转化成平面的能力，尺寸量取和标注训练学生对国家标准的理解能力。这个社会关系层次的工程意识综合训练对学生今后从事工程设计领域，甚至其他工程领域的工作来说都是非常重要的。
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图1 模型制作绘制综合训练图解
四、追求工程精益求精而具有的价值观层次的工程意识
实践活动中的工程意识由认识层次、实践层次、社会关系层次和价值观层次组成。价值观是基于人的一定思维感官之上做出的认知、理解、判断，是人认定事物、辨明是非、从事实践活动的一种思维或取向；在不同的社会活动中，不同范畴里有不同的价值观念。在工程领域，工程意识的价值观就是在工程活动中体现的思维方式的综合反应，追求工程完美高效的价值观层次工程意识是工程意识的最高层次。工程制图的最终目的就是训练学生在工程图学范畴内系统化工程价值观层次的思维方式。在课程讲授过程中，采用生物工程类零件图形实例案例（如紧固件、齿轮、轴、轴承）教学方式，将国家标准、画法几何原理、技术制图、机械制图中的技术手册查阅方法系统地联系起来。在学生实践制图训练过程中，设计上要求目的明确，绘图上要求方法正确，尺寸上要求标注准确，逐步树立学生追求精益求精的价值观层次的工程意识。
伴随着现代科技与社会经济的不断发展，有关工程意识的内涵正在不断扩充，学生工程意识的培养是一个长期的系统的过程，需要根据生物工程工业技术进步的需求来不断地加以调整和完善。特别是生物工程工厂设计、工艺设计、零件设计、设备设计、管道设计已经不单单是画图能解决的问题。因此，优秀的设计方案，好的设计图纸，是很多意识形态领域共同作用的结果。所以培养学生工程意识的过程已经不是一个孤立的体系，它需要通过实践意识、安全意识、质量意识、经济意识、创新意识、协作意识、环保意识、职业道德意识的协同作用。所以在工程制图的教育教学过程中，要通过制图实践中构思、设计、实现、运作的组合训练，调动学生学习的积极性和自主性，使其逐步形成認识层次、社会关系层次、价值观层次的工程意识，这是非常必要的。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王贵和，吕建国.工科大学生工程意识的内涵与培养途径. 中国地质教育 [J]. 2006（4）：62-64.
[2] 马巧英，吉晓梅.工程制图教学中培养学生工程意识的研究与实践 [J].机械管理开发.2013（131）：163-166.
[3] 童秉枢，高树峰.谈工程图学教学中学生创新能力的培养[J].工程图学学报，2008（6）：1-6.
[4] 梁艳书，朱英杰，郭桂梅，丛萌.工程图学教学中工程素质培养的探索与实践[J].大学教育，2013（4）：63-64.
[5] 李会鹏，马俊，王海彦.高等工程教育中学生工程素质培养的探讨[J].大学教育，2016（6）：90-91.
[责任编辑：刘凤华]
[摘 要]工程意识是人们在工程活动中展现出的一定的态度、观点、意念。对工科专业学生来说，牢固的工程意识是激励、调节学生学习的重要因素，是工科学生必备的素质之一。工程制图作为生物工程专业学生的专业基础课，对学生工程素质的培养起着不可缺少的作用。该课程教学过程中的构思、设计、实现、运作的组合训练，能逐步培养学生认识层次、社会关系层次、价值观层次的工程意识。
[关键词]工程意识；工程制图；综合训练
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）02-0066-02
在工科专业学生的教育中，培养学生的工程意识是一个非常重要的环节。但是，由于受到培养时间限制、实践环节缺乏、实践课程开设难度高等问题的影响，目前工科专业学生普遍存在工程意识薄弱的问题。[1]然而缺乏工程意识已经成为制约工科学生继续升学、择业、就业的重要因素之一。所以在学生培养环节中，加强工程意识是当前工科学生培养的当务之急。
根据国家十三五规划和教育部建设高水平一流大学的要求，我校生物工程专业作为教育部特色专业和陕西省名牌专业，对学生培养目标的主要内容是：学生身心健康，知识结构合理，有健全的人格、高尚的人文情怀和社会责任感，有一定的批判思维与创新能力、科学研究能力、语言文字表达能力、终身学习能力和组织管理能力，具有工程意识、国际视野和团队合作精神。对于生物工程专业来说，培养学生的工程意识就是培养学生掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计的基本理论和基本技能，受到生物技术与工程等方面的系统训练，具备一定的工程素质。培养目标要求生物工程专业学生的工程意识培养需要贯穿整个培养环节。
生物工程学生培养计划中工程相关课程主要有：工程制图、化工原理、生物反应工程、生物分离工程、生物工程设备、生物工程综合大实验。在这些课程中，工程制图作为生物工程专业学生大二开设的专业基础课，是学生最先接触到的工科类课程。因此在工程制图课程的教学过程中如何开启学生工程意识的培养模式就成为建立学生工程意识培养的关键。
工程制图是生物工程专业的必修基础课，主要讲授绘制和阅读工程图样的原理和方法，既有完整的系统理论又有较强的实践性，对培养生物工程专业学生必要的工程意识和必备的工程素质起着无可替代的作用。[2]本门课程主要内容包括制图的基本知识与技能、正投影的基础知识、立体的投影、轴测图、组合体、机件常用的表达方法、标准件和常用件、零件图和装配图。通过对本课程的学习，使学生掌握用正投影法图示空间几何形体和图解空间几何问题的基本理论和方法；培养和发展学生的空间想象力和空间构思能力；使学生具备一定的绘制和阅读机械图样的能力，从而为后继工程类课程的学习，从事工程技术工作及科学研究打下坚实的基础；同时，本课程在培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风方面都发挥了重要的作用。
近年来，本课程组在工程制图一线教学和相关科研领域经验累积的基础上，认真分析生物工程专业的要求和工程制图课程特点，对如何有效发挥该课程在培养学生的工程意识和工程设计能力作用方面进行了有益的探索和实践。
一、培养对工程理解而形成认识层次的工程思维习惯
工程图样是工程师的“语言”，标准化的“语言”是其能够在工程技术人员之间沟通和交流的前提，工程图样的标准化就是国家标准。因此，工程制图课程首先要给学生介绍的就是国家标准中关于图纸幅面及格式、比例、字体、图线及尺寸标注的基本规定。通过了解国家标准的基本规定，使学生掌握常用的几何作图方法，做到作图正确、图线分明、字体工整、整洁美观。培养学生整体思维习惯，逐步掌握点、线、面、体、正投影、轴侧投影关系，以及三视图读图、构图、制图的方法。在基本体的基础之上掌握组合体三视图、剖视图、断面图的绘制方法和尺寸标注。结合生物工程设备设计标准，加强工程制图与其他生物工程相关专业课程的联系。例如，在讲授标准件、常用件、零件图、装配图表达方法、尺寸标注时，可以联系化工原理单元操作部分零部件的设计和生物工程工厂设计相關设备设计和构图等内容。
二、培养在工程实施交往过程中形成的工程实践意识
工程就是科学的某种实践应用，所以实践能力在工程实施过程中是非常重要的一种能力。工程实践意识的培养对工程意识的建立也必不可少。在工程制图的教学过程中学生的实践意识可以通过几个层次来培养。以工程制图习题册为小作业来巩固学生对课堂知识点的学习，以实验内容为大作业来建立学生的实践意识。在实验课程中，将图线训练、圆弧连接、轴测图绘制和螺纹紧固件连接画法作为工程制图基本理论的实践训练。以组合体木模测绘及尺寸标注、木模剖视和零件图绘制作为工程制图综合实践意识训练。在三视图、轴侧投影图绘制和尺寸标注的训练中增加学生亲自制作纸质模型环节。通过学生自己制作不同类型模型锻炼学生空间想象和思维能力，提高其动手能力；在模型制作过程中深化学生工程实践意识，加深学生对生物工程零件、设备、管道设计和布置的理解。
三、培养遵循社会规范所体现出来的社会关系层次的工程意识
社会是人与人组成的彼此相依的存在形式，社会关系是人们在共同的实践活动过程中所结成的相互关系。工程意识在社会关系层次的体现就是在实施工程活动时社会规范允许下的交流与合作。为了建立学生在工程实践过程中的社会关系层次上的工程意识，在工程制图的教学过程中，教师可在课后设置一些生物工程相关的设备零件设计综合训练作业，让学生分小组完成。例如在制作模型绘制投影图环节中，小组成员合作完成任务，通过构思—设计—实施—运行这个过程系统地培养学生的工程意识。利用模型设计制作及绘图综合训练（图1），使学生体会在整个工程项目实施过程中人与人之间的社会关系的作用。在交流和合作中共同完成设计绘图项目，既要发挥个人的特长，又必须合作。整个过程在国家标准的指引下，可以充分发挥学生的主观能动性，在动手制作之前的构思、设计可以训练学生的空间想象能力，讨论的过程训练学生沟通交流能力，制作的过程训练学生动手能力和将平面向立体转化的能力，构图、绘图的过程训练学生把立体转化成平面的能力，尺寸量取和标注训练学生对国家标准的理解能力。这个社会关系层次的工程意识综合训练对学生今后从事工程设计领域，甚至其他工程领域的工作来说都是非常重要的。
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图1 模型制作绘制综合训练图解
四、追求工程精益求精而具有的价值观层次的工程意识
实践活动中的工程意识由认识层次、实践层次、社会关系层次和价值观层次组成。价值观是基于人的一定思维感官之上做出的认知、理解、判断，是人认定事物、辨明是非、从事实践活动的一种思维或取向；在不同的社会活动中，不同范畴里有不同的价值观念。在工程领域，工程意识的价值观就是在工程活动中体现的思维方式的综合反应，追求工程完美高效的价值观层次工程意识是工程意识的最高层次。工程制图的最终目的就是训练学生在工程图学范畴内系统化工程价值观层次的思维方式。在课程讲授过程中，采用生物工程类零件图形实例案例（如紧固件、齿轮、轴、轴承）教学方式，将国家标准、画法几何原理、技术制图、机械制图中的技术手册查阅方法系统地联系起来。在学生实践制图训练过程中，设计上要求目的明确，绘图上要求方法正确，尺寸上要求标注准确，逐步树立学生追求精益求精的价值观层次的工程意识。
伴随着现代科技与社会经济的不断发展，有关工程意识的内涵正在不断扩充，学生工程意识的培养是一个长期的系统的过程，需要根据生物工程工业技术进步的需求来不断地加以调整和完善。特别是生物工程工厂设计、工艺设计、零件设计、设备设计、管道设计已经不单单是画图能解决的问题。因此，优秀的设计方案，好的设计图纸，是很多意识形态领域共同作用的结果。所以培养学生工程意识的过程已经不是一个孤立的体系，它需要通过实践意识、安全意识、质量意识、经济意识、创新意识、协作意识、环保意识、职业道德意识的协同作用。所以在工程制图的教育教学过程中，要通过制图实践中构思、设计、实现、运作的组合训练，调动学生学习的积极性和自主性，使其逐步形成認识层次、社会关系层次、价值观层次的工程意识，这是非常必要的。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王贵和，吕建国.工科大学生工程意识的内涵与培养途径. 中国地质教育 [J]. 2006（4）：62-64.
[2] 马巧英，吉晓梅.工程制图教学中培养学生工程意识的研究与实践 [J].机械管理开发.2013（131）：163-166.
[3] 童秉枢，高树峰.谈工程图学教学中学生创新能力的培养[J].工程图学学报，2008（6）：1-6.
[4] 梁艳书，朱英杰，郭桂梅，丛萌.工程图学教学中工程素质培养的探索与实践[J].大学教育，2013（4）：63-64.
[5] 李会鹏，马俊，王海彦.高等工程教育中学生工程素质培养的探讨[J].大学教育，2016（6）：90-91.
[责任编辑：刘凤华]
