材料工程專業(yè)科研實驗中的工程倫理教育思考

摘"要：材料工程專業(yè)科研實驗涉及物理、化學、生物和機械加工等相關的實踐倫理，是培養(yǎng)學生科學精神、創(chuàng)新思維和工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)。在開展材料工程專業(yè)科研實驗同時對學生進行工程倫理教育，可以幫助他們解決如實驗“三廢”、實驗安全和倫理意識等一系列工程倫理問題，不僅有助于學生樹立正確的工程倫理觀，提升其專業(yè)素養(yǎng)，也讓他們能在未來的學習和工作中擁有高度責任心，具備良好道德品質。

關鍵詞：材料工程;科研實驗;工程倫理教育;倫理意識;實踐倫理

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）03-0109-04

Abstract：Thescientificresearchexperimentofmaterialengineeringinvolvesthepracticalethicsrelatedtophysics，chemistry，biologyandmechanicalprocessing，whichisanimportantlinktocultivatestudents'scientificspirit，innovativethinkingandengineeringpracticeability.Engineeringethicseducationforstudentscanhelpthemsolveaseriesofengineeringethicsproblems，suchasthe\"threewastes\"ofexperiments，experimentalsafetyandethicalawareness.Itnotonlyhelpsstudentsestablishcorrectengineeringethicsandenhancetheirprofessionalquality，butalsoenablesthemtohaveahighsenseofresponsibilityandgoodmoralcharacterintheirfuturestudyandwork.

Keywords：materialengineering;scientificresearchexperiment;engineeringethicseducation;ethicalconsciousness;practicalethics

在解決工程挑戰(zhàn)、優(yōu)化材料性能、推動科技創(chuàng)新和促進可持續(xù)發(fā)展等方面，材料工程專業(yè)尤其是其科研實驗起著十分重要的作用。進行材料工程專業(yè)科研實驗研究的學生不僅要熟悉材料制備、加工和測試技術，還要學習材料工程領域的相關課程，如材料科學基礎、材料現代分析測試技術、塑性加工原理、金屬材料與熱處理和冶金原理等。這些課程的共同特點是理論性強，實踐性較高，所以要求學生須具備良好材料工程專業(yè)素養(yǎng)。通過材料工程專業(yè)科研實驗研究，學生們的科研思維和創(chuàng)新能力可得到進一步提升，同時也能獲得豐富的工程實踐經驗[1]。然而，在進行科研實驗過程中常常會遇到工程倫理方面的問題，如果這些問題不能及時得到解決，將會對學生未來所從事的工作與研究產生影響[2]。

近年來，部分高校開始推廣“1+X”教學模式，即每個教學專題或模塊只用一次課的時間講授，然后用“X”時間進行以學生為主的實踐能力輔導。隨著這種“1+X”教學模式的推廣，學生可先行學習專業(yè)理論基礎知識，接著通過大量專業(yè)科研實驗的實踐環(huán)節(jié)來鞏固和消化前期所學。可是經調研發(fā)現，在不同專業(yè)科研實驗的實踐過程中，存在的首要問題是學生不能很好掌握科研儀器正確操作，其次就是沒有嚴格合理安排實驗進程，缺乏一定科學倫理素養(yǎng)及安全意識的培養(yǎng)。這些情況很容易導致如實驗室“三廢”、實驗安全隱患以及淡薄倫理意識等問題的出現。另外，由于部分高校的科研實驗環(huán)境、儀器設備等方面存在先天不足，實驗室不可能每天為所有本科生及研一學生提供獨立開展實驗研究的機會。還有很多新手學生在沒有高年級學生或是導師指導下，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、“互聯網+”、CUPT等實驗項目過程中，也較易出現未能嚴格按照實驗步驟和安全規(guī)定操控儀器。因此，在學生進行材料工程專業(yè)科研實驗期間，開展相應工程倫理教育就顯得尤為重要。

工程倫理教育是指對從事工程活動的人員進行工程職業(yè)道德和職業(yè)操守方面的教導與約束。對研究生開展工程倫理教育，一方面可提高他們在工程活動期間的倫理意識和道德素養(yǎng);另一方面讓他存有敬畏之心，不能隨意違反法律法規(guī)、職業(yè)道德、職業(yè)紀律、社會公德及其他有關準則和規(guī)范。我國在研究生教育領域開展過大量的工程倫理學實踐課程，相關學者們已從理論、方法和應用等方面進行了系統研究，從而使得我國的工程倫理教育教學水平得到不斷提升[3-4]。雖然國內外學者對科研實驗中的工程倫理教育開展了初步探究，但對于材料工程相關的專業(yè)科研實驗工程倫理研究較少，本文將結合本校實際情況并針對這方面的工程倫理問題進行深入探討。

一"材料工程專業(yè)科研實驗的特點

材料工程專業(yè)科研實驗是在指導教師的幫助下，以科學研究為導向，以培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新思維為目的，由學生自主設計并實施的專業(yè)類工程實踐活動。其實驗涉及一定專業(yè)基礎知識、方案設計與實施、數據處理及分析、實驗報告撰寫、儀器設備的日常維護和使用等。材料工程專業(yè)科研實驗按照課題研究的內容一般分為基礎性、設計性和綜合性實驗研究三種。其中，基礎性實驗研究是以培養(yǎng)學生了解基礎理論知識為目標，使學生能夠在有限學時內較快掌握與科研實驗相關的基本技能。設計性實驗研究主要為工程設計性實驗研究，旨在培養(yǎng)學生運用前期所學理論知識分析和解決工程中實際存在的問題。綜合性實驗研究則是要求學生須將材料工程專業(yè)中不同學科知識進行很好的融會貫通，用以解決科研實驗中某些較為復雜和難度較高的材料工程問題。通過近期數據研究可以發(fā)現，國外高校的科研實驗通常是以綜合性實驗研究為主，旨在不斷培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力和批判性思維，使學生的倫理意識和道德素養(yǎng)得以提升。國內雖有部分高校開設綜合性實驗，但因受其所在地域及自身發(fā)展定位等的限制，并未能大范圍實現[5]。

在開展材料工程專業(yè)科研實驗之前，指導教師可通過組會講解、實驗演示等方式，教導學生做科研要科學嚴謹和求真務實。在講解過程中，指導教師可不時引入專業(yè)工程倫理案例，這樣不僅能幫助學生很好了解材料工程專業(yè)工程倫理相關知識背景，同時還有助于提升他們的道德素養(yǎng)。本校的材料工程專業(yè)是以金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和有機高分子材料等為主要研究對象的工科專業(yè)，其研究領域的多樣性導致所需知識背景的大不相同。因此，在對材料工程專業(yè)科研實驗內容進行選擇時，需根據研究領域的具體工程實體材料，以及學生所在課題組研究方向來確定，并由學生詳細規(guī)劃即將開展的工程活動。例如在進行金屬材料相關實驗研究中，可以通過如熱處理等實驗手段探究金屬材料微觀結構與其宏觀性能之間的關系;在進行無機非金屬材料實驗中，通過材料腐蝕等實驗可研究材料與其工作環(huán)境之間的聯系;再如進行有機高分子材料實驗中，一般通過元素摻雜方法來探究高分子材料微觀形貌與其力學或電學性能之間的協同關系等。

總體來看，材料工程專業(yè)科研實驗所涉及的學科多、領域廣。在實施過程中，若對材料工程專業(yè)科研實驗的工程活動細節(jié)考慮不周可能會引發(fā)如責任倫理、生態(tài)倫理、環(huán)境倫理等一系列工程倫理問題[6]。因此，在開展科研實驗過程中引入工程倫理教育，一方面可以強化學生的工程倫理意識，提升他們的專業(yè)素養(yǎng)，另一方面讓學生在未來從事與材料工程專業(yè)相關的學習和工作時盡可能少走彎路，杜絕安全生產事故發(fā)生。

二"材料工程專業(yè)科研實驗中的工程倫理問題

材料工程是一門交叉性學科，其科研實驗主要包含材料制備、加工和測試等環(huán)節(jié)，學生可對不同材料的性能、結構及其生產加工過程進行深入了解與探究。從實驗的內容上看，其涉及了物理、化學、生物和機械加工等相關的實踐倫理。另外，在進行實驗時對儀器設備和實驗條件也有著較為嚴格要求。所以，在開展基礎性、設計性和綜合性實驗研究的同時，開展相對應的工程倫理教育十分有必要[7]。在進行材料工程專業(yè)科研實驗期間常見的工程倫理問題概括如下。

（一）"實驗“三廢”問題

在材料制備及其加工環(huán)節(jié)會產生一定量的“三廢”，這些“三廢”如果處理不好，將會污染自然環(huán)境和影響生態(tài)平衡，學生在這方面重視程度略有不足。比如實驗“三廢”中的大氣污染對植物生長有不可逆轉傷害，其造成的土地污染會不斷破壞生態(tài)系統中大量動植物的棲息地。由此引發(fā)的環(huán)境污染將導致區(qū)域生態(tài)系統中生物多樣性下降，使該區(qū)域生態(tài)系統最終失衡。再如“三廢”中的水污染，因水體是許多生物的家園，水污染會使水中氧氣含量降低，有害物增加，進而使水生生物無規(guī)律遷移甚至死亡。大量死亡且未分解的水生生物不斷懸浮于水面或擱淺河灘，極易發(fā)生有毒物堆積，這將會對長期飲用其下游河水的人類健康造成巨大危害。

（二）"實驗安全問題

在進行科研實驗的過程中存在一定安全風險，學生初期時并不敢面對，也很少有人能及時主動站出給予正確引導。如加熱、蒸餾、回流實驗等，以及在使用大功率儀器時可能出現的過載隱患等。有些學生因為害怕在實驗中出現不可預見的安全事故，常常自作聰明選擇簡單可替代的實驗工藝，殊不知這樣的操作較易降低同一實驗的重復率[8]。對于剛接觸科研實驗的學生來說，其對所進行的實驗內容及操作存在認知上的不足，尤其在實驗數據處理方面。還有某些學生在準備參與科研實驗前并未做好心理準備，他們有時因膽怯而不敢嘗試新的技術和方法。這就會使得學生在實驗研究初期畏首畏尾，由此產生的這種消極心理狀態(tài)可能會帶給課題組其他同學，甚至會影響其后期相關專業(yè)學習與科學研究。

（三）"倫理意識問題

由科研實驗得到的工程實物，其性能的優(yōu)異往往決定該工程最終質量，繼而關乎著人民群眾生命財產安全。很多科研實驗因其設計和實施者缺乏必要的工程倫理意識，從而使得其研究過程不夠嚴謹。如有些側重于工藝的實驗研究，在整個流程甚至不同環(huán)節(jié)都要求必須達到最優(yōu)化工藝。倘若在其中某個流程的一個環(huán)節(jié)未能嚴格要求，最終的實驗結果都會不盡如人意[9]。再如材料樣品制備及其微觀形貌表征，它們在材料工程科研實驗中最為關鍵。如前期對某種材料相關實驗參數沒有摸透，遇到的工程倫理問題也一知半解，那么在很大程度上將造成實驗資源的浪費，進而導致一個實驗整體進度的延遲。

由上可知，首先，材料工程專業(yè)科研實驗過程中所產生的“三廢”問題如不能及時解決，勢必會影響人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。其次，科研實驗中的安全問題將會影響工程類材料研發(fā)、生產甚至是銷售等環(huán)節(jié)。最后，如果學生能夠提前預判科研實驗中工程倫理問題可能出現的環(huán)節(jié)，并及時采取相應措施加以解決，那么最終完成該實驗研究必將事半功倍。

三"材料工程專業(yè)科研實驗中工程倫理教學設計

材料工程專業(yè)科研實驗在材料的研發(fā)、生產、銷售及其廢棄物處理等環(huán)節(jié)，需充分考慮產品質量能否達標、是否存在一定安全隱患、對自然環(huán)境會不會造成污染等涉及工程倫理的問題。因此，在材料工程專業(yè)科研實驗中開展工程倫理教育，是提高學生專業(yè)素養(yǎng)、培養(yǎng)他們工程倫理意識和新時代使命擔當的一種重要手段[10]。

從實踐上看，材料工程專業(yè)科研實驗可分兩步走。第一步為普通實踐，學生需掌握科研實驗儀器基本原理，熟悉實驗操作流程，為后期實踐的橫向和縱向拓展打好堅實基礎。第二步為拓展實踐，結合前期普通實踐積累的理論基礎和操作經驗，綜合利用科研實驗室資源進行具有一定創(chuàng)新性的復雜工程實踐活動。根據上述材料工程專業(yè)科研實驗的實踐特點，可設計出對應的工程倫理教育實施方案。具體操作步驟如下。

（一）"倫理問題的發(fā)現

學生從研一入學開始，在其導師指導下初步了解其所在課題組的研究方向，知曉材料工程科研實驗中關于材料改性、測試和分析的一般過程。通過對課題組中某一研究方向的具體科研實驗內容進行一學年的觀察與學習，總結得出可能存在的工程倫理問題。

（二）"解決方案的探討

在研究生第二學年，學生一方面需與導師不定期探討其科研課題的開題方向，盡可能如期達到一定的科研實驗目標。另一方面，學生對前期接觸到的工程倫理問題已有了一定認識，導師可在每次組會或者指導學生實驗過程中，與學生反復深入探討其進行科研實驗所應遵循的工程倫理規(guī)范。

（三）"倫理意識的強化

當學生步入研究生三年級時，需對前期收集的大量實驗數據進行整理和分析，用以撰寫科研論文。其中，數據是否具有規(guī)律性，測試結果是否真實可信，與前期所進行的工程倫理教育密不可分。這一階段是學生工程倫理素質的升華，并直接影響著他們未來的職業(yè)倫理素質。導師需繼續(xù)通過工程倫理教育引導學生進行后續(xù)的科研實驗工作，在強調秉持嚴謹科學態(tài)度的同時，讓學生不斷提高工程倫理意識，以期幫助他們順利通過論文審查和最后的學位論文答辯。

四"材料工程專業(yè)科研實驗中工程倫理教育實施的重要性

對材料工程專業(yè)學生在科研實驗中開展工程倫理教育，其重要性可從以下四方面體現。

（一）"端正科學態(tài)度

首先，指導教師將工程倫理教育與科研實驗研究相結合，在提升學生科學研究能力的同時，也加強了他們處理工程倫理問題的能力。其次，通過工程倫理自主學習，可加深學生對人類科學精神的認識，讓他們能循序漸進了解并掌握科研實驗中的復雜工藝流程。最后，指導教師讓研究生較早參與到一些工程實踐活動當中[11]，通過工程倫理案例知識更好指導學生們的實習實踐，潛移默化增強他們的社會責任感。

（二）"強化倫理意識

首先，通過工程倫理教育可讓學生了解到工程實踐活動中可能存在的如工程質量把關不嚴、資源過度開采等問題，進而引導他們樹立正確的工程倫理價值觀。其次，讓學生通過了解材料制備、加工與測試過程中可能存在的環(huán)境污染和安全事故等問題，讓他們逐漸提高安全生產和環(huán)境保護意識。最后，通過科研實驗中的工程倫理教育，使學生明晰作為工程師自己未來應該行使的權利和履行的義務。

（三）"樹立良好“三觀”

通過工程倫理學習，學生們在科研實驗中能磨練出奮發(fā)向上、勇攀高峰的意志。這非常有利于他們攻克學習和生活上的難關，不僅培養(yǎng)了他們嚴謹務實的科學態(tài)度，還可進一步激發(fā)他們的創(chuàng)新活力。指導教師將工程倫理教育貫穿于科研實驗的始終，讓每名學生在收獲科研碩果的同時，還幫他們樹立了正確的人生觀、世界觀和價值觀[12]。

（四）"排除安全隱患

首先，將工程倫理教育與實驗室安全教育相結合，可以提高學生的自我安全意識。其次，在材料工程專業(yè)科研實驗的開展過程中，通過制定嚴格的工程倫理制度和規(guī)范的操作流程，可極大保證師生在進行科研實驗期間的人身安全。最后，材料工程專業(yè)科研實驗中工程倫理教育的效果還可體現在，當每次實驗結束后，學生都能認真及時完成儀器設備整理、清洗、消毒和維護工作。這樣就能很好保證下一次科研實驗工作的順利開展，有效避免前一次實驗可能帶來的實驗安全隱患。

五"結束語

綜上所述，高校作為工程倫理教育實施的主陣地，應注重對工科專業(yè)尤其是材料工程專業(yè)學生的工程倫理教育。材料工程專業(yè)科研實驗在培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新意識同時，存在實驗“三廢”、實驗安全和倫理意識等一系列工程倫理問題。因此，在進行科研實驗期間開展工程倫理教育，一方面有助于學生具備嚴謹求實的科學態(tài)度，激發(fā)他們探索未知領域的好奇心，促進他們創(chuàng)新思維的發(fā)展和提高他們解決實際問題的能力，另一方面有助于增強學生的家國情懷和職業(yè)倫理意識。讓他們能夠自覺主動參與到社會建設和管理之中，遵守法律法規(guī)和工程倫理規(guī)范，認真履行自身職責，使他們最終都可以成為具有高尚道德情操和正確工程倫理價值觀的創(chuàng)新性高素質人才。

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基金項目：教育部產學合作協同育人項目“新工科背景下材料科學與工程專業(yè)課程思政建設及其在文化潤疆中的作用研究”（20210130700）;2024年自治區(qū)本科教育教學改革研究項目“‘新工科’背景下材料科學與工程專業(yè)課程思政建設探索與實踐”（XJGXJGPTA-2024060）、“面向新材料新能源特色產業(yè)的產教融合創(chuàng)新平臺建設研究”（XJGXJGPTB-2024135）

第一作者簡介：馬東亮（1982-），男，回族，新疆烏魯木齊人，工學博士，副教授。研究方向為工程倫理教育理論與實踐。