01_工程技术的进步与负面效应

《工程伦理学》教学课件《工程伦理学》经济管理学院王华东《工程伦理学》教学课件第1章工程伦理学导论《工程伦理学》教学课件•作为工科院校学生为什么要学习工程伦理？•——CDIO的要求•——工程技术的进步与负面效应《工程伦理学》教学课件是从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得KnutandAliceWallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。一、CDIO理念《工程伦理学》教学课件OIDCDesignConceiveImplementOperateCDIO的模式、过程链与价值链构思设计实现运行目标概念设计初步设计施工设计元件制造系统整合、测试全生命支持演化-商业战略-技术战略-客户需求-目标-竞争-项目计划-商业计划-需求-功能-概念-技术-构建-市场定位-法规-供应商-需求定位-模型开发-系统分析-系统解构-界面要求-元件设计-需求确认-失效和预案分析-确认设计-硬件制造-软件编程-资源-元件测试-元件改进-系统整合-系统测试-改进-取得认证-投产-交货-销售和铺货-运行-物流-客户服务-维护与维修-回收-升级-系统改进-产品家族扩张-退休《工程伦理学》教学课件OIImplementOperateCConceive设计阶段I：概念构思DDesignC模式：以概念创新、构思创意为先导AlbertEinstein《工程伦理学》教学课件OIConceiveImplementOperateDDesign设计阶段II：技术设计CD模式：以设计规划为核心《工程伦理学》教学课件ODCDesignConceiveOperateIImplement制造阶段I模式：以制造（建造）为重点传统制造与先进制造（数字制造，精密制造，智能制造，绿色制造，生物制造）；传统生产、加工、制造方式与先进方式。《工程伦理学》教学课件OIDCDesignConceiveImplementOperateO模式：以应用和服务为契机维修工程师、销售工程师、物流工程师、商务工程师虚拟工程师、集成工程师、外包工程师、协同工程师服务阶段《工程伦理学》教学课件CDIO教学大纲1技术知识和推理1.1基础科学知识1.2核心工程基础知识1.3高级工程基础知识《工程伦理学》教学课件2、个人能力、职业能力与态度2.1工程推理和解决问题的能力2.1.1发现问题和系统的表述问题2.1.2建模2.1.3估计与定性分析2.1.4带有不确定性的分析2.1.5解决方法和建议2.2实验和发现知识2.2.1建立假设2.2.2查询印刷资料和电子文献2.2.3实验性的探索2.2.4假设检验与答辩2.3系统思维2.3.1全方位思维2.3.2系统的显现和交互作用2.3.3确定主次与重点2.3.4解决问题时的妥协、判断和平衡2.4个人能力和态度2.4.1主动性与愿意承担风险2.4.2执着与变通2.4.3创造性思维2.4.4批判性思维2.4.5了解个人的知识、能力和态度2.4.6求知欲和终身学习2.4.7时间和资源的管理2.5职业能力和态度2.5.1职业道德、正直、责任感和负责任2.5.2职业行为2.5.3主动规划个人职业2.5.4与世界工程发展保持同步《工程伦理学》教学课件3、人际交往能力：团队工作与交流3.1团队工作3.1.1组建有效的团队，3.1.2团队工作运行，3.1.3团队成长和演变，3.1.4领导能力，3.1.5形成技术团队3.2交流3.2.1交流的策略，3.2.2交流的结构，3.2.3书面的交流，3.2.4电子及多媒体交流，3.2.5图表交流，3.2.6口头表达和人际交流3.3使用外语的交流3.3.1英语，3.3.2其他区域工业国的语言，3.3.3其他语言《工程伦理学》教学课件4.1外部和社会背景环境4.1.1工程师的角色与责任，4.1.2工程对社会的影响，4.1.3社会对工程的规范，4.1.4历史和文化背景环境，4.1.5当代课题和价值观，4.1.6发展全球观4.2企业与商业环境4.2.1重视不同的企业文化，4.2.2企业战略、目标和规划，4.2.3技术创业，4.2.4成功地在一个组织中工作4.3系统的构思与工程化4.3.1设立系统目标和要求，4.3.2定义功能、概念和结构，4.3.3系统建模和确保目标实现，4.3.4开发项目的管理《工程伦理学》教学课件4.4设计4.4.1设计过程，4.4.2设计过程的分段与方法，4.4.3知识在设计中的利用，4.4.4单学科设计，4.4.5多学科设计，4.4.6多目标设计（DFX）4.5实施4.5.1设计实施过程，4.5.2硬件制造过程，4.5.3软件实现过程，4.5.4硬、软件集成，4.5.5测试、证实、验证和认证，4.5.6实施过程的管理4.6运行4.6.1运行的设计和优化，4.6.2培训与操作，4.6.3支持系统的生命周期，4.6.4系统改进和演变，4.6.5弃置与（产品或系统）寿命终结问题，4.6.6运行管理《工程伦理学》教学课件•从2005年起，汕头大学工学院在汕头大学副校长顾佩华教授的指导下，开始学习研讨CDIO工程教育模式并加以实施，现在已经取得明显的效果。《工程伦理学》教学课件EIP-CDIO培养模式鉴于我国在职业化和职业道德方面教育的欠缺，他们决定在CDIO改革的同时要强调职业道德的重要性，因此，其工学院提出了全新的EIP-CDIO培养模式，EIP(Ethics，Integrity，Professionalism)是指讲道德、讲诚信和职业化，EIP-CDIO就是注重职业道德与诚信、与构思－设计－实现－运作进行有机结合、以培养高级工程专业人才为目标的高等工程教育新模式。《工程伦理学》教学课件强调做人与做事相结合，做人通过做事体现，做事通过做人保证，并在培养过程中注重人文精神的熏陶，从而使培养出的工程师具备优秀的职业道德、正直、富有责任感。《工程伦理学》教学课件1－采用CDIO理念*2－学习效果*3－一体化教学计划*4―工程导论5－设计制造经验*6－CDIO学生实践场所7－一体化学习经验*8－主动学习9－教师CDIO能力的提高*10－教师的教学能力的提高11－CDIO能力考核*12－CDIO专业评估CDIO的标准《工程伦理学》教学课件•河北工程大学作为CDIO第一批试点单位，试点专业：机械类、电气类、土木类《工程伦理学》教学课件•二、20世纪的技术奇观及其影响《工程伦理学》教学课件•科技活动是人类最具理性特征的崇高活动，科学技术是人类摆脱自然生存状态，走向文明和进步的巨大推动力量，科技的运用曾经并且正在给人类带来福音。《工程伦理学》教学课件•在人类文化的进程中，科学技术起了十分重要的作用，并且随着文明的发展，科技的重要作用将更加突出地表现出来。历史学家常常以代表劳动生产力水平的物质生产工具作为人类文明进步的历史标记。《工程伦理学》教学课件•人类的在旧石器时期经历了几十万年•在新石器时期也经历了６千多年•人类建造城市、从事不同的劳动又用了几千年•从工业革命到人类拥有飞机、原子反应堆和计算机的今天仅用了250年的时间。《工程伦理学》教学课件•以人类最古老的农业生产为例，1950年我国粮食单产78千克/亩，稍高于两千多年前汉代的水平，美国1870─1920年的50年间，玉米单产也只增加了10千克。然而，自本世纪40年代到80年代，世界粮食单产由68千克/亩猛增加到153千克/亩。对这一增长作出主要贡献的技术是良种、化肥和农药、灌溉，三者所占份额分别为：3:5:2。《工程伦理学》教学课件•与这一文明推进过程相应的是知识的爆炸性增长，夸张地说，科技知识在近代的增长似乎以核裂变的速度在进行着。《工程伦理学》教学课件•在今天，技术运用于实际已越来越迅速，在上一个世纪，电动机从发明到应用让人们等了65年的时间，无线电通讯用了35年。然而到本世纪中期，从发现核裂变现象到制成第一个核反应堆只用了4年的时间，集成电路从无到有仅用了2年；1973年研制成第一台微处理机，7、8年间便更新了4代。据称，到目前一台新型电脑的经济寿命只有两年。《工程伦理学》教学课件•我们完全有理由期待，人类不但可以通过科技运用掌握自己的命运，还将通过科技革命改变自己的命运《工程伦理学》教学课件物理学三大成就：•发现电子，发现了放射性，建立了原子结构模型。•1945年：开启核能时代；•1955年：人造地球卫星，空间时代；•1965年：DNA重组，生物工程时代；•1975年：微型计算机的广泛使用，电脑时代；•1985年：软件大规模产业化，信息时代；•1995年：互联网的普及，网络时代；•2005年：手机的普及，移动通信时代。《工程伦理学》教学课件交通•步行时代：4.5公里/小时•火车时代：100公里/小时（铁路大提速）•1909年，京张铁路，全长201公里。•蒸汽机车（使用到2005.12.06），内燃机车，电力机车。•第一次：1997年4月1日，开行最高时速140公里的40对快速列车和64列夕发朝至车；第二次：1998年10月1日，最高时速达到140公里至160公里；第三次：2000年10月21日，重点是亚欧大陆桥陇海、兰新线、京九线和浙赣线。《工程伦理学》教学课件•第四次：2001年11月21日，实施新列车运行图，全国铁路实行联网售票；第五次：2004年4月18日，开行19对直达特快列车，部分列车时速200公里；•第六次：2007年4月18日，全国铁路开始第六次大提速，提速在京哈、京沪、京广、京九、陇海、浙赣、兰新、广深、胶济等干线展开。时速达200公里线路，部分区段时速将达到250公里。中国铁路开启“追风时代”。•飞机时代：1000公里/小时•（国产干线飞机工程）《工程伦理学》教学课件2010年12月•青岛造动车时速486.1公里刷新世界纪录《工程伦理学》教学课件粮食•粮食增产三项技术：•良种；农用化学物质；灌溉。（3：5：2）•1950年，亩产78公斤；•2008年，亩产800公斤。《工程伦理学》教学课件•在今天，技术运用于实际已越来越迅速，在上一个世纪，电动机从发明到应用让人们等了65年的时间，无线电通讯用了35年。然而到本世纪中期，从发现核裂变现象到制成第一个核反应堆只用了4年的时间，集成电路从无到有仅用了2年；1973年研制成第一台微处理机，7、8年间便更新了4代。据称，到目前一台新型电脑的经济寿命只有两年。《工程伦理学》教学课件•我们完全有理由期待，人类不但可以通过科技运用掌握自己的命运，还将通过科技革命改变自己的命运。《工程伦理学》教学课件二、现代科技运用与工程的忧虑•然而，我们又要清醒地看到，科学技术带给人类的并非皆是福音。在科学技术为我们创造出摩天大厦、高速列车、宇宙飞船、电脑和种种舒适的现代生活享受的同时，也在生产着它的副产品——污染、失衡和恐惧。倘若应用不当或控制不力，完全可能给人类带来危害和灾难，甚至威胁人类乃至地球上一切物种的生存条件。《工程伦理学》教学课件•尤其是当一些缺少社会责任感的科学家和工程师把自然界当作自己的实验场，把技术作为自己谋取暴利的手段之时，人类更会受到加倍的报复和损害。《工程伦理学》教学课件•位居当今科技、经济大国之首的美国，深得科技之利，享受到这个地球上最多的自然资源，生活得最为自足。《工程伦理学》教学课件•美国副总统戈尔在其著作《濒临失衡的地球》一书中却不无忧虑地指出：我们这个世界的文明与地球上的生态系统相冲突，主要是因为我们对地球的关系在三个方面发生了本质变化。•第一是人口爆炸，•第二是科学技术革命，•第三是思考我们同环境的关系时的方式的改变。不幸的是这种变化不是越来越好，我们屈服于现代生活的强大压力，无视我们当前行为对未来产生的后果。《工程伦理学》教学课件发现问题《工程伦理学》教学课