工程导论全套课件

工程导论第1章工程教育概论第1章工程教育概论工程的历史是人类适应自然、改造自然的历史。工程是现代社会的重要标志，工程活动也是现代社会的主要活动。工程是人类以建构社会存在物为目的的有组织、有规模的物质性实践活动，工程活动塑造了现代物质文明和精神文明，构成了人类社会实践活动的主要形式和永恒主题。工程导论2第1章工程教育概论我国历史取得了很多伟大的工程成就。工程导论3都江堰水利工程：建于公元前三世纪，是战国时期蜀郡太守李冰及子率众修建的一座以无坝引水为特征的宏大水利工程。2200多年来，它一直发挥着巨大作用，不仅是中华文明工程史上的一座丰碑，也是世界文明的伟大杰作。第1章工程教育概论当前，我国正处在从工程大国和工程教育大国走向工程强国和工程教育强国的历史进程之中。国家在实施科教兴国、人才强国、可持续发展、区域协调发展等重大战略的基础上，为实现民族复兴的伟大历史使命和全面建成小康社会，相继提出了“创新驱动发展”、“中国制造2025”、“一带一路”、“互联网+”“质量强国”“网络强国”“航天强国”“海洋强国”“交通强国”“数字中国”“军民融合发展”等一系列国家级重大发展战略，这些都对新型工程人才培养提出了更新、更高的要求。工程导论4第1章工程教育概论大工程时代的来临和新工业经济的发展，呼唤高等工程教育进一步深化改革，加快培养新型工程人才和卓越工程师，为服务于国家发展战略，实现从制造大国、工程大国向制造强国、工程强国的转型升级奠定坚实的人才基础。工程导论5第1章工程教育概论1.1工程师 1.2工程思维1.3工程教育1.4现代工程观工程导论6本章首先介绍了工程的设计者和实践者，即工程师的概念和分类。然后，介绍了工程理念与工程思维，理解利益相关者理论。其次，介绍了国内外工程教育的起源与发展以及工程教育认证。最后介绍了九种主要的现代工程观。1.1工程师工程师（engineer）的概念高等工程教育的培养目标是培养工程师，而非科学家。那么什么是工程师呢？工程师应该是这样一类人：能将人、财、物组织起来；能生产出具有市场竞争力的产品。工程导论71.1工程师工程师（engineer）的概念古代的工程师概念都与军事有关，主要指军事机械的设计者和操纵者以及建造城防工事的工匠。中国工程院前院长徐匡迪院士指出：“人类世界物质文明和精神文明少不了工程师的伟大创造。工程师是现代社会新生产力的重要创造者，是新兴产业的积极开拓者。”工程导论81.1工程师工程师（engineer）的概念所谓工程师，是指掌握和运用现代科技理论、工程科学原理和工程系统方法，在人类改造物质自然界、建构人工物的全部工业生产与工程建设实践活动和过程中，从事研究、设计、开发、生产、制造、施工、维修、管理等工作的工程科技人才。工程技术是基础科学在各个门类的具体应用，工程技术方面的知识、能力和实践经验是工程师的特色所在，因而相关的技术科学理论知识对一名工程师来说是必不可少的。工程导论91.1工程师工程师（engineer）的概念当代工程师不仅需要熟练的技术能力，而且需要优秀的职业能力。技术能力体现为解决工程实际问题的能力，即必须拥有一项或多项专门技术。职业能力体现为职业道德、沟通能力及团队合作能力，这些都是当前工程教育改革的世界各国的共识。工程导论101.1工程师作为一名现代工程师应具备的知识、能力和素质可以归纳如下：(1)具有坚实的理论基础、宽广的知识和合理的知识结构；(2)具有较强的工程实践能力，比如在项目设计、组织生产、产品或工程质量控制和评价、解决工程或生产中的实际问题等方面的能力：(3)能运用各种规范的工程语言、质量标准、技术标准、各种技术及信息资源的能力；(4)具有项目计划、决策、组织、协调工程项目或生产的能力；工程导论111.1工程师作为一名现代工程师应具备的知识、能力和素质可以归纳如下：(5)具有市场发展的预测和灵活应变的能力；(6)具有包括外语在内的文字和语言交流的能力；(7)具有娴熟的计算机和计算机网络的运用能力；(8)具有相关法律、法规知识，具有较强的社会责任感，有明晰的节能和环保意识；(9)具有强烈的创新创业意识、创新创业欲望和创新创业能力；(10)具有自我知识更新和能力扩展延伸的能力。工程导论121.1工程师工程师的分类按工程师等级分类我国的工程师系列目前采用的是专业技术职称体系，即按照初、中、高三个级别把工程技术人才划分为助理工程师、工程师、高级工程师、教授（研究员）级高级工程师和工程院院士等几个层次。按工作职能分类工程师作为一种特殊的职业群体，都有相应的工作职能，履行相应的工作职责。包括：设计工程师、制造工程师、研发工程师、测试工程师、咨询工程师、运行工程师、销售工程师、工程科学家等。工程导论131.1工程师工程师的分类按工程门类和工程师从事的专业分类在不同的工程行业，每一类工程师从事不同的专业和分工负责不同的技术。相应地，就有土木工程师、机械工程师、电气工程师，还有新型的电子工程师、计算机工程师、信息工程师、网络工程师、软件工程师，以及跨学科的环境工程师、能源工程师和管理工程师等。其它分类方法工程导论141.1工程师工程师的执业资质成为工程师不仅要掌握大量的科学、技术和工程知识，而且要严格遵守工程行为规范。广泛的学术训练。通过资格考试。关键技能。工程伦理和道德规范。工程导论151.1工程师时代发展对职业工程师的要求是：专业+道德、政治、经济、法律、文化、环境、管理等，从而解决：“会不会做”（专业知识与技能）“该不该做”（道德及价值取向）“可不可做”（社会、环境、文化等外部约束）“值不值做”（经济、社会效益）。工程导论161.2工程思维工程问题涉及不同性质约束的交互问题，因此，工程思维涉及寻求多约束问题的合理解决方案，工程思维需要基于严谨的科学思维，更需要发散的创造性思维。科学思维是全面的、严谨的思维方式，不是孤立的辩证思维、分析思维与逻辑思维。辩证思维可以给我们带来关于生活和社会各方面的可靠知识，不严格局限于正规的研究和探索自然的工作。科学思维和辩证思维本质是相同的，只不过科学家通常采用科学思维，而普通大众通常采用辩证思维。工程导论171.2工程思维人类有两种旨趣殊异的思维活动：一是认知，二是筹划。工程思维是筹划思维的高级形式，适合用来解决工程筹划问题。认知型思维的高级形式是理论思维，两种思维方式可以相互借鉴、相互印证，但不可以相互僭越，即不可顺着理论思维来设计工程，也不可用工程思维来建构理论。工程导论181.2工程思维从工程的角度来讲，现代工程师综合素质的核心应该是“工程思维习惯”和“工程思维能力。所谓工程思维习惯，概括地说，是指工程技术人员在处理工程技术问题时进行活动的心智模式，是提出问题的时机、工作的排序与调整、有效的思维模式和如何判断工作成果的优劣等关于从事工程活动的程序和方法。工程思维能力指完成工程活动所需的工程知识、工程技能（工程制图技能、工程写作技能、沟通技能等）和工程能力（运用能力、创造能力、价值判断能力等）。工程导论191.2工程思维按照一般工程项目实施的经验和常态，做为一个工程技术人员，实施工程项目要充分考虑“6W”问题，具体如表所示。工程导论201.3工程教育第四次工业革命（绿色工业革命）是继第一次工业革命（蒸汽技术革命），第二次工业革命（电力技术革命），第三次工业革命（信息技术革命）后的另一次工业革命。高等工程教育是工程科技传播与升华的主要途径，是培养无数的工程技术人才的直接场所，并为社会进步和经济发展创造必要条件，因此，在第四次工业革命的背景下高等工程教育的转型发展是必然趋势。工程导论211.3工程教育国外工程教育的起源与发展美国工程与技术认证委员会（AccreditationBoardforEngineeringandTechnology，ABET）认为：工程师的培养必须经历学习、体验、实践三项环节，缺一不可。ABET是得到美国官方和非官方机构承认，得到美国高教界和工程界的广泛认可和支持的全国唯一的工程教育专业鉴定机构。工程导论221.3工程教育国外工程教育的起源与发展ABET在评估工程专业时主要考察工科毕业生是否拥有以下技能：（1）应用数学、科学、工程学知识的能力。（2）设计和实施实验，以及分析处理数据的能力。（3）设计满足需求的系统、零件或工艺的能力。（4）在多学科团队工作的能力。（5）识别、表达、解决工程问题的能力。（6）能认识职业道德和责任。（7）高效的沟通能力。（8）经过足够的教育，了解工程方案对全球和社会的影响。（9）能认识终身学习的必要性并有能力为之。（10）了解当代社会存在的各种问题。（11）为满足工程实践要求，拥有并能使用必需的技艺、技能和现代工具。工程导论231.3工程教育国内工程教育的起源与发展进入21世纪以来，我国实施了工程教育一系列的改革行动，表达了“回归工程实践”的强烈愿望2016年6月，我国成为《华盛顿协议》正式成员，标志着本科工程教育实现国际多边互认。2017年2月18日，教育部在复旦大学召开综合性高校工程教育发展战略研讨会，会上达成了新工科建设“复旦共识”。2017年4月8日，教育部在天津大学举行工科优势高校新工科建设研讨会，公布了《新工科建设行动路线》，即“天大行动”。工程导论241.3工程教育国内工程教育的起源与发展进入21世纪以来，我国实施了工程教育一系列的改革行动，表达了“回归工程实践”的强烈愿望2018年，教育部印发《关于实施卓越教师培养计划2.0的意见》，并于2018年3月29日在教育部网站公布了认定的首批612个“新工科”研究与实践项目名单，高校新工科建设已经进入实施阶段。2018年，教育部、工业和信息化部、中国工程院联合印发《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》，在此基础上，教育部印发《关于加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养能力的意见》，决定实施“六卓越一拔尖”计划2.0。工程导论251.3工程教育国内工程教育的起源与发展进入21世纪以来，我国实施了工程教育一系列的改革行动，表达了“回归工程实践”的强烈愿望2019年，探索中国特色三级专业认证一级认证“保合格”二级认证“上水平”三级认证“追卓越”以加入国际工程教育《华盛顿协议》组织为契机，以新工科建设为重要抓手，持续深化工程教育改革，加快培养适应和引领新一轮科技革命和产业变革的工程科技人才，打造世界工程创新中心和人才高地，提升国际竞争力。工程导论261.3工程教育CDIO工程教育模式CDIO（Conceive,Design,Implement,Operate，构思-设计-实施-运作）CDIO教育理念的首要观点就是重视学生能力的培养，工程能力则是其中重要一项，而我国工科学生能力不足也突出表现为工程能力弱。对于在校大学生来说，书本知识学习目前仍然是学业中最重要的方面，强调能力培养绝不是说可以忽视书本知识的学习，但问题则在于“学什么”、“怎么学”，以及如何评价学习成绩。工程导论271.3工程教育CDIO工程教育模式对“怎么学”这一问题，CDIO教育模式主张“做中学”，而对工科院校学生来说，“做”主要就体现为从事实际项目或工程。现实角度来看，工科毕业生走向工作岗位后将面临迅速适应实际工作要求的很大压力，因此在校学习期间对有关工程实施的基础知识进行系统学习，以缩短就业适应期、尽早进入工作角色是必要的。无论是为了加强学生各方面能力的培养，还是改进学习方法和效果，以及引导学生未雨绸缪为顺利走入职业生涯做准备，加强工程教育都提高人才培养质量的一个重要方面和突破口。工程导论281.3工程教育工程教育专业认证2016年6月，我国成为《华盛顿协议》正式成员，标志着本科工程教育实现国际多边互认。工程教育专业认证的好处（1）促进高等工程教育和国家工程师制度的改革，提高高等工程教育质量；（2）建立与注册工程师制度相衔接的工程教育认证体系，促进我国工程教育参与国际交流，实现国际互认；（3）密切工程教育与企业界联系，加强工程实践教育增强工程技术人才培养对产业的适应性；（4）通过国际专业认证，在世界同专业领域产生影响力和竞争力。工程导论291.3工程教育工程教育专业认证不仅重视传统教育中的专业知识和技术要求；更加重视非技术要求（工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习）。体现工程教育实践性、综合性和创新性的特点，以适应未来的变化。工程导论301.3工程教育现代工程观现代工程观是人们在深刻认识工程活动规律，总结工程活动历史经验，把握工程发展趋势的基础上形成的对于工程的总体认识、根本概念和基本要求，它不仅是人们认识和进行工程活动的指南，对高等工程教育改革同样具有引领和指导作用工程导论311.3工程教育现代工程观马克思主义哲学认为：自然观与历史观是统一的，人类的物质生产活动是联系自然界发展与社会历史发展的中间环节。殷瑞钰院士等在《工程哲学》一书中创造性地发展了这个观点，该书从工程活动是最重要的物质生产活动、“自然-人（工程活动）-社会”三元关系以及“自然-科学-技术-工程-产业-经济-社会”知识链的角度出发，提出了工程理念、工程系统观、工程生态观、工程社会观、工程伦理观、工程文化观等思想，阐明了现代工程活动不仅具有自然科学技术的性质，而且具有人文社会科学技术的性质。工程导论321.3工程教育现代工程观工程系统观工程系统本身的构成要素是人、物料、设备、能源、信息、技术、资金、土地、管理等，工程与它的外部环境（自然、经济、社会等）是一个包括工程在内的更大的系统。卓越工程师必须树立工程系统观，掌握系统思维与系统分析方法，从系统整体的观点去认识、分析和处理工程实践中遇到的复杂工程问题，努力使自己成为具有战略眼光、系统思维、全局思想与综合素质的新型工程技术专家。工程导论331.3工程教育现代工程观工程价值观工程价值观是对工程价值的认知以及对自己工程建构行为结果的作用、效果和重要性的总体评价。工程科技人员以不同的价值观做出的价值选择会对自然、社会和人类产生截然不同的影响。基于多元价值的工程评论对工程活动具有很强的导向作用，会使工程活动的过程与结果更趋于理性化与人本化。在工程评估和工程评论的评价标准上，工程活动的生态价值、社会价值应高于工程活动的经济价值、政治价值，工程活动的整体价值、长远价值也应高于工程活动的局部价值、眼前价值。工程导论341.3工程教育现代工程观工程发展观工程活动是人们自觉或者不自觉地在某种工程理念和工程发展观的支配下进行的创造性实践活动，要促进科学发展观在工程领域的落实，推动我国工程科技的进步和工程建设的可持续发展，关键是要树立以人为本的工程发展观、工程发展协调观以及工程发展和谐观。要正视工程的“风险与造福”的“两重性”，规范和制衡人的工程行动。正因为工程是一把“双刃剑”，所以要确立健康、理性、和谐的工程发展观。工程导论351.3工程教育现代工程观工程实践观高等工程教育必须坚持工程的实践本位，它源于工程实践，最终也要回归实践，从工程中来，到工程中去，这也是世界工程教育发展的共同趋势。事实上，杜威主张的“做中学”理论、陶行知倡导的“教学做合一”思想、茅以升提出的“习而学”的工程教育模式，说明的都是这个道理。工程教育必须从“科学范式”走向“工程范式”，把工程性和实践性放在首位，让学生积极参与工程实践工程导论361.3工程教育现代工程观工程伦理观工程伦理是指工程共同体成员在其职业工作或工程实践中的全部行为规范的总和。工程伦理的首要目标是维护公众的安全、健康和福祉，因而在工程伦理观中，最根本的是工程师应该自觉地担负起造福人类的责任，将公众的安全、健康和福祉置于首要地位。工程导论371.3工程教育现代工程观工程生态观在现代社会，我们必须树立科学的工程生态观，既要把生态环境作为工程活动的外在约束条件，更要把生态因素作为工程决策、设计、实施、运行和评估的内生要素，做到既改造环境又保护环境、优化环境，促进生态环境的健康和永续发展。工程导论381.3工程教育现代工程观工程文化观一切工程都是在“自然-人-社会”的三维时空中建构的，现代工程不仅具有自然科学技术的性质，而且具有人文社会科学的性质。所谓工程文化，是指工程共同体在长期工程实践过程中逐步生成和发育起来的、体现自身特色的、为工程共同体所认同和共有的精神财富、活动方式以及蕴含于工程实体中的理念、风格、传统、技术、艺术等文化的总和，具体包括环境文化、物质文化、行为文化、制度文化和精神文化。工程导论391.3工程教育现代工程观工程社会观工程活动不是纯粹的技术活动，还是一种社会活动，工程是社会建构的产物，社会性是现代工程发展的显著特征。工程的这些社会属性客观上要求人们树立正确的工程社会观。也就是说，人们在考察、分析和反思工程问题时，既要看到在工程中所发生的技术和工艺现象必须符合自然规律，要用科学技术的观点去认识和分析工程；又要认识到工程活动绝不是一个纯自然的现象和纯技术的过程，还必须从社会的观点出发，全方位地认识和理解工程。工程导论401.3工程教育现代工程观工程创新观工程创新观是一个卓越工程师所必备的现代工程观，它在一定程度上决定了工程创新的成败。要求工程师必须树立工程创新的复杂性观念和集成创新的观念。工程导论41工程导论第2章工程学概论第2章工程学概论工程学或工学，是通过研究与实践应用数学、自然科学、经济学、社会学等基础学科的知识，来达到改良各行业中现有建筑、机械、仪器、系统、材料和加工步骤的设计和应用方式一门学科。工程导论43第2章工程学概论2.1科学、技术与工程2.2工程的分类2.3理解工程活动的几个维度2.4工程哲学工程导论442.1科学、技术与工程在现代社会中，科学、技术和工程是三种重要的社会活动，三者既有密切的联系又有本质区别。现代工程构成了现代社会存在和发展的基础，构成了现代社会实践活动的主要形式。如果说19世纪是科学的时代，20世纪是技术的时代，那么21世纪就是工程的时代。工程导论452.1科学、技术与工程过去、现在和未来，强大的工程技术水平和能力往往决定着国家的整体实力。18世纪的英国：蒸汽机二战前期：德国和日本现阶段的美国：波音、通用电气、微软、苹果工程技术的巨大发展对改善人类的居住环境和生活质量有积极的作用，但是也存在一些消极的副作用。双刃剑，工程师需要具备使命感工程导论462.1科学、技术与工程我们从小学到现在，学习了很多科学知识，有必要回顾一下什么是科学？什么是技术？什么是工程？科学、技术与工程之间关系是什么？工程导论472.1科学、技术与工程科学科学（Science）是指对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并对各种定量规律予以验证和公式化的知识体系。科学的任务是揭示事物发展的客观规律，探求真理，作为人们改造世界的指南。科学知识的基本形式是科学概念、科学假说和科学定律，科学活动的最典型的形式是基础科学研究，包括科学实验和理论研究。进行科学活动的主要社会角色是科学家。工程导论482.1科学、技术与工程技术技术是指人类在利用自然和改造自然的过程中积累起来并在生产劳动中体现出来的经验和知识，也泛指其他操作方面的技巧。技术知识的基本形式是技术原理和操作方法，技术活动的最典型方式是技术开发，包括发明、创新和转移。其主要社会角色是发明家。工程导论492.1科学、技术与工程工程工程是人类为了某种特定目的和需要，综合运用科学原理、技术手段和改造自然的实践经验，有效地配置和集成必要的知识资源、自然资源和社会资源，有计划、有组织、规模化地创造、建构和运行社会存在物的物质性实践活动和过程，以及所取得的具有使用价值的工程实体或人工物系统。目的、对象和手段是工程活动的三要素。工程知识的主要形式是工程原理、设计和施工方案等，工程活动的基本方式是计划、预算、执行、管理、评估等。进行工程活动的基本社会角色是工程师。工程导论502.1科学、技术与工程工程尽管对工程有各种各样的理解和定义，但从现代工程活动的基本构成和基本过程看，可以将工程的基本特征总结和概括为复杂性、集成性、创新性、科学性、实践性、规模性、社会性、生态性、效益性、风险性共10个方面。工程导论512.1科学、技术与工程工程工程是人类以利用和改造客观世界为目标的实践活动。它有两层基本含义：第一，它是将科学知识和技术成果转化为现实生产力的活动；第二，它是一种有计划、有组织的生产性活动，目的在于向社会提供有用的产品。工程是一种非常具有创造性和综合性的活动，担负着将科技成果转化为生产力，并为人类造福的重要使命。工程导论522.1科学、技术与工程工程几乎所有围绕在人类周围的物体（产品）都是工程师努力工作的结果工程导论53例：椅子金属：冶金工程师制造：机械工程师皮套：化学工程师从石油中提炼高分子材料；石油工程师负责开采石油。运输：航空工程师、汽车工程师等；道路是由土木工程师建造的。例：椅子金属：冶金工程师制造：机械工程师皮套：化学工程师从石油中提炼高分子材料；石油工程师负责开采石油。运输：航空工程师、汽车工程师等；道路是由土木工程师建造的。2.1科学、技术与工程工程与科学的关系科学工作者（家）研究现有的世界。工程师则创造从未有过的世界。”

-----西奥多·冯·卡门简言之，科学是分析和发现，工程是综合和创造。工程导论542.1科学、技术与工程工程与技术的关系技术是工程的实现手段；技术是沟通工程与科学的桥梁；两者所需科学基础知识和技能非常相似。科学、技术与工程的关系科学的本质是发现，技术的灵魂是发明，工程的核心是建造（创造）。工程导论552.1科学、技术与工程科学、技术与工程的关系工程导论562.1科学、技术与工程科学、技术与工程的关系工程导论572.1科学、技术与工程科学、技术与工程的关系工程导论5858焦耳、克劳修斯、开尔文等热力学理论实际的蒸汽机蒸汽机的技术原理谁先谁后？2.1科学、技术与工程科学、技术与工程的关系世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（HeroofAlexandria）于公元1世纪发明的汽转球（Aeolipile），这是蒸汽机的雏形。1679年，法国物理学家丹尼斯·巴本制造了第一台蒸汽机的工作模型。同时代，萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机。从1765年到1790年，瓦特进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出工业用蒸汽机。工程导论592.1科学、技术与工程科学、技术与工程的关系热力学第一定律本质上与能量守恒定律等同。自1850年起，被认为是自然界普遍规律之一。1824年，法国工程师萨迪·卡诺提出了卡诺定理1851年德国人克劳修斯（RudolphClausius）和英国人开尔文（LordKelvin）在热力学第一定律建立以后重新审查了卡诺定理，意识到该定理必须依据一个新的定理，即热力学第二定律。工程导论60做（实践）中学（习）！2.1科学、技术与工程科学、技术与工程的关系科学技术推动了工程的发展，而工程及其产品也为科学和技术的发展提供了新的手段。工程导论61500米口径球面射电望远镜位于贵州省平塘县，国家重大科技基础设施，被誉为“中国天眼”，由我国天文学家南仁东于1994年提出构想，历时22年建成。世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。2.1科学、技术与工程当前的工程学强调数学、科学和经济学，强调工程的科学基础。当代工程师也需要具有直觉或间接经验引导，具有创造力，有时候需要在理论与实际产生联系之前提出解决方案。工程导论622.2工程的分类工程的分类多种多样，有按照垂直行业进行分类的，也有按照不同的产业结构进行分类的。国民经济的不同行业在经济活动中涉及不同的工程。根据社会生产活动历史发展的顺序将产业结构划分为三次产业，产品直接取自自然界的部门称为第一产业；初级产品进行再加工的部门称为第二产业；为生产和消费提供各种服务的部门称为第三产业。工程导论632.2工程的分类按照工程所在的国民经济产业分类国民经济的不同行业在经济活动中涉及不同的工程。根据社会生产活动历史发展的顺序将产业结构划分为4次产业：产品直接取自自然界的部门称为第一产业；初级产品进行再加工的部门称为第二产业；为生产和消费提供各种服务的部门称为第三产业；把生产和传递无形产品的知识产业称为第四产业。与此对应，则有相应的四大类工程类型。工程导论642.2工程的分类按照工程所在的国民经济产业分类第一产业涉及的工程第一产业指以利用生物的自然生长和自我繁殖的特性，人为控制其生长和繁殖过程，生产出人类所需要的不必经过深度加工就可消费的产品或工业原料的一类行业。其范围在各国不尽相同，一般包括农业、林业、渔业、畜牧业和采集业，有的国家还包括采矿业。我国国家统计局对三次产业的划分规定，第一产业指农业、林业、牧业、渔业等。工程导论652.2工程的分类按照工程所在的国民经济产业分类第二产业涉及的工程第二产业是指对第一产业和本产业提供的产品（原料）进行加工的产业部门，涵盖了除第一产业之外的物质生产的其他所有行业，包括采矿业，制造业，电力、燃气及水的生产和供应业，建筑业。在第二产业的不同行业中涉及各类不同的工程，如制造工程、矿业工程、电力工程、燃气工程、自来水工程、土木工程等。工程导论662.2工程的分类按照工程所在的国民经济产业分类第三产业涉及的工程第三产业是指除第一、二产业以外的其他行业。第三产业包括：交通运输、仓储和邮政业，信息传输、计算机服务和软件业，批发和零售业，住宿和餐饮业，金融业，房地产业，租赁和商务服务业，科学研究、技术服务和地质勘查业，水利、环境和公共设施管理业，居民服务和其他服务业，教育，卫生、社会保障和社会福利业，文化、体育和娱乐业，公共管理和社会组织和国际组织等。本课程主要以电子信息类工程为背景进行讲解。工程导论672.2工程的分类按照工程所在的国民经济产业分类第四产业涉及的工程第四产业是指生产和传递无形产品的知识产业。第四产业包括咨询业、设计业、教育业、科技研究业、信息情报业等。工程导论682.2工程的分类按照工程的用途分类工程的类型有很多，用途也各不相同，这使得各类工程的专业特点相异，由此带来了设计、建筑材料和设备、施工设备、专业施工队伍的不同。住宅工程公共建筑工程土木水利工程工业工程其他工程工程导论692.2工程的分类按照工程的知识体系分类按照工程的相关知识体系分类，工程可划分为许多工程学科或专业。工程学科的划分将学科划分为13大门类：哲学（01）、经济学（02）、法学（03）、教育学（04）、文学（05）、历史学（06）、理学（07）、工学（08）、农学（09）、医学（10）、军事学（11）、管理学（12）、艺术学（13），授予相应的13类学位，人们通常将其概括为文科、理科和工科3大类。工学学科门类是最大的学科门类，下设39个一级学科工程导论702.2工程的分类按照工程的知识体系分类按照工程的相关知识体系分类，工程可划分为许多工程学科或专业。工程专业的划分专业总计506种，分为基本专业（352种）和特设专业（154种），并确定了62种专业为国家控制布点专业工学门类下设专业类（相当于一级学科专业）31个，共169种专业，包括基本专业104种、特设专业65种电子信息类专业包括：电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、微电子科学与工程、光电信息科学与工程、信息工程。工程导论712.2工程的分类根据被改造的对象（自然界和人类社会）的不同，工程可分为自然工程：又称为“硬工程”，如三峡工程、高速铁路工程、退耕还林工程、天然林资源保护工程等；社会工程：又称为“软工程”，如希望工程、“211”工程、知识创新工程等。工程导论722.2工程的分类根据各种要素的投入比例不同，可以将工程活动划分为劳动密集型工程、资本密集型工程和知识（技术）密集型工程。古代的工程活动如中国万里长城工程、埃及金字塔工程、古希腊神庙工程、古罗马斗兽场工程等，大多属于劳动密集型工程；互联网工程、微电子工程、软件工程、生物工程、航天工程、探月工程等现代工程都属于技术密集型工程。工程导论732.2工程的分类按照工程规模的不同，可分为特大型工程、大型工程和中小型工程。所谓大科学工程，就是为了进行基础性和前沿性科学研究大规模集中人、财、物等各种资源建造大型研究设施，或者多学科、多机构协作的科学研究项目。大科学工程是科学技术高度发展的综合体现，是一个国家科技和经济实力的重要标志。分为两类：需要巨额投资建造、运行和维护的大型研究设备或设施，如：国际空间站计划、Cassini卫星探测计划等。需要跨学科合作的大规模、大尺度的前沿性科学研究项目，如：人类基因图谱研究、全球变化研究等。工程导论742.3理解工程活动的几个维度与科学、技术或文化相类似，工程活动也是非常复杂的社会现象。试图从单一视角理解工程不仅比较困难，而且非常局限。因此，我们需要从以下多个维度认识工程现象。工程导论752.3理解工程活动的几个维度哲学的维度从哲学的维度理解工程，主要涉及工程的本质、工程的价值、工程师及其相关人员的责任等问题的反思。可以说，什么是工程？工程的意义和价值何在？就是工程的两个基本哲学问题。技术的维度工程活动越来越依赖于技术的进步。工程实践不但为技术提供了用武之地，而且本身也是孕育新技术的温床。工程导论762.3理解工程活动的几个维度经济的维度具有重要的经济价值往往是表征工程意义的重要指标。经济视角的考量主要包括工程的经济价值和工程的经济性两个方面。一方面，很多工程能够立项并得以实现，主要是会带来显著的经济效益。尽管工程的实施还必须充分考虑社会、生态等多方面因素，但经济利益无疑是激发人们开展工程活动的重要动力。另一方面，对耗资巨大、影响广泛、管理复杂的工程实践来讲，如何以尽可能小的投入获得尽可能大的收益是需要仔细核算的问题。工程导论772.3理解工程活动的几个维度管理的维度由于工程往往需要众多的行动者集体参与，而且需要较长的实施周期，因此，如何根据工程的需要最有效地把众多的行动者、可利用的资金和自然资源等组织起来，使工程的不同环节、相继的时间节点实现高效协同，就成为工程实践中必须面对的重要问题。管理的维度就是要从实践上解决上述这些问题，从理论上探讨和总结管理的经验与规律，从方法上探索最佳的管理模式与工具。工程导论782.3理解工程活动的几个维度社会的维度工程实践具有广泛的社会性。一方面，工程需要众多行动者的集体参与，包括工程的投资者、管理者，进行工程技术设计和实施的工程师，参与工程具体建设的专业公司和技术工人，以及受到工程影响的社会公众等，在具体的工程项目中这些行动者形成了为实现特定工程目标而紧密关联在一起的工程共同体。另一方面，从事工程实践的工程师构成了特殊的社会群体——工程师共同体，并以不同类型的专业协会的形式存在，在这个共同体中，工程师们拥有相近的目标追求，探索并遵循共同的职业准则和行为规范。工程导论792.3理解工程活动的几个维度生态的维度生态的维度是近年来受到高度重视的重要视角。原因在于工程实践直接对自然环境和生态平衡带来不可还原、不可逆转的重要影响。近年来，工业化迅速推进过程中气候变化、环境和生态破坏成为全球性的社会问题。同时，由于科学和技术的发展，当代工程活动改造和控制自然的强度、规模越来越大，对生态和环境问题的影响越来越广泛和深远，更使得生态和环境维度的考虑越来越重要。工程导论802.3理解工程活动的几个维度伦理的维度伦理的维度探讨的是人们如何“正当地行事”，从这些视角理解工程，可以发现几乎以上所谈及的各种维度都不可避免地和伦理的思考形成交集。工程导论812.4工程哲学工程哲学就是要对工程实践的经验和教训进行系统地总结，并将其上升到哲学理论高度这种认识可以启发工程师的思路，使其尽可能少走弯路，并有效应对日益复杂的工程问题。此外，工程哲学研究还有助于社会对工程进行合理地规范，使其沿着健康的方向发展。工程导论822.4工程哲学作为一种“认识世界、改变世界”的哲学，工程哲学是对人类依靠自然、适应自然、认识自然和合理改造自然的工程活动的总体性思考，是关乎工程活动的根本观点和普遍规律的学问。工程导论832.4工程哲学工程哲学的基本研究内容：见教材工程哲学的概念、学科定位及其与其他相关学科的关系问题。工程的定义、特征、范畴、层次和分类问题。工程的地位、社会作用、工程发展规律及与科学、技术的关系问题。工程理念、工程意识、工程价值、现代工程观及工程主客体关系问题。工程的决策、设计、施工、运行、评价等工程诸环节的哲学问题。工程知识、工程思维、工程创新和方法论问题。工程精神、工程文化、工程伦理和工程美学问题。工程导论84工程导论第3章工程伦理第3章工程伦理穆罕默德·阿塔——9·11事件21世纪最恶名昭著的罪犯之一,驾驶美国航空公司11号航班的飞机撞向了世界贸易中心北栋大楼,9·11事件劫机者的领袖。作为工程师，他曾在开罗大学学习工程学与建筑学，后来赴德国汉堡科技大学攻读城市规划硕士学位，在那里学会了有关规划与建筑设计的专业知识。穆罕默德·阿塔没有将自己所学的专业知识，用在社会的发展上，反而用来计算飞机撞向大楼所需要多少能量，导致了世界贸易中心北栋大楼的倒塌，导致了无数人员的伤亡。工程导论86第3章工程伦理重庆彩虹桥坍塌引发的思考始建于1994年11月5日竣工于1996年2月16日垮塌于1999年1月4日工程导论87建设工期1年零102天，使用寿命仅两年零222天，坍塌造成40人遇难。第3章工程伦理2008年中国奶制品污染事件工程导论第3章工程伦理日本福岛核电站事故北京时间2011年3月11日13时46分，日本东北海域发生9.0级地震并引发高达10米的强烈海啸，导致东京电力公司下属的福岛核电站一、二、三号运行机组紧急停运，反应堆控制棒插入，机组进入次临界的停堆状态。在后续的事故过程当中，因地震的原因，导致其失去场外交流电源，紧接着因海啸的原因导致其内部应急交流电源（柴油发电机组）失效，从而导致反应堆冷却系统的功能全部丧失并引发事故。工程导论89由于工程系统内部和外部各种不确定因素的存在，无论工程规范制定得多么完善和严格，仍然不能把风险的概率降为零，也就是说，总会存在一些所谓的“正常事故”。但这些“正常事故”在意外因素影响下会向严重事故转化。第3章工程伦理进入21世纪以来，随着经济全球化的加速和知识经济时代的到来，科学研究与社会经济的联系比其他任何时候都更加紧密，日益呈现出职业化、社会化的发展趋势，科学研究的意义已显得不再像以前那样纯粹。工程师通常被认为是一种正直的职业，工程师对于工程项目及其所涉及的公众利益会产生广泛而深远的影响。进入21世纪，科学研究和工程技术的新成果与新理念对人类社会长期形成的社会伦理与道德底线提出了严峻挑战。工程导论90第3章工程伦理人类的工程实践不仅是一种改造自然的技术活动，也是一种关涉人、自然与社会的伦理活动。这成为“工程伦理”作为一门学科建立和发展的现实背景。工程伦理关注的是工程实践中出现的特定伦理问题和伦理困境、通过践行并不断完善伦理规范和规则来实现“有限的伦理目标”，为应对工程中出现的具体伦理问题提供指导工程伦理关心的是我们该不该做以及怎么做的问题。工程导论91第3章工程伦理3.1工程伦理的概念3.2处理工程伦理问题的基本原则与思路3.3工程师伦理责任3.4工程伦理章程工程导论923.1工程伦理的概念工程伦理研究始于西方20世纪60年代，作为一门哲学、伦理学与工程学、社会学交叉的新兴的学科门类。在规范性意义上，“工程伦理”指工程中得到论证的道德价值，明确何为嵌入工程活动中的“德行”和“卓越”。在描述性意义上，工程伦理关注的是工程实践中出现的特定伦理问题和伦理困境、通过践行并不断完善伦理规范和规则来实现“有限的伦理目标”，为应对工程中出现的具体伦理问题提供指导工程导论933.1工程伦理的概念汉语中的“伦理”是指不同辈分之间、人与人之间的关系，不同关系、不同类别的人应该遵循不同的行为规范和道德礼仪。道德就是指人们在社会生活中将“做人”所应当遵循的原则和规范(即道)内化为自己的个体人格品质(形成德性),然后再通过自己自觉的行为释放(德行)达到既有益于他人和社会,同时也有利于自己完善自我人格品质和提升人生境界的精神需要的主体性追求的行为。工程导论943.1工程伦理的概念伦理道德伦理与道德的相同点：伦理与道德都强调值得倡导和遵循的行为方式，都以善为追求的目标。伦理与道德的区别：伦理指社会道德，而道德指个人道德。“道德”更突出个人因为遵循规则而具有“德行”，“伦理”则突出依照规范来处理人与人、人与社会、人与自然之间的关系。工程导论95生成化3.1工程伦理的概念工程伦理的概念工程伦理是指从事工程类职业的人员在工程设计、工程实施、工程运行管理等工程实践中的全部行为规范的总和，工程伦理学就是研究工程实践和工程技术中的伦理道德问题的学问，它是工程哲学和应用伦理学的分支学科及重要研究领域。工程导论963.1工程伦理的概念工程伦理的作用包括如下3种：禁止性。禁止性成为国外工程伦理章程的主基调预防性。不仅关注禁止不道德的行为，也关注预防不当事情的发生，我们称之为预防性伦理。激励性。把工程伦理章程中激励工程师个体追求更高的职业理想和目标称作伦理激励性。工程导论973.1工程伦理的概念不同的伦理立场功利论：聚焦“行为的后果”义务论：关注“行为的动机”契约论：社会协议德性论：以“行为者”为中心以上四种传统的伦理理论为工程职业伦理章程的制定和常见的工程实践伦理困境的解决提供了方法论基础，也表明了工程伦理规范与传统道德要求之间的联系。工程导论983.1工程伦理的概念不同的伦理立场功利论在工程中，“将公众的安全、健康和福祉放在首位”是大多数工程伦理规范的核心原则，功利主义是解释这个原则最直接的方式。功利论聚焦于行为的后果，以行为的后果来判断行为是否是善的。功利主义者认为，一种行为如有助于增进幸福，则为正确的；如果导致了与幸福相反的东西，则为错误的如袁隆平的杂交水稻解决了全球近10亿人的温饱问题，被誉为“杂交水稻之父”。工程导论993.1工程伦理的概念不同的伦理立场义务论功利论者关注的重点是行为的后果而非动机，与此不同，义务论者更关注人们行为的动机，强调行为的出发点要遵循道德的规范，体现人的义务和责任。义务论认为一个选择或行动是否正确取决于它是否符合某个指定的规范，以遵循“最高道德原则”的方式确立人的责任和义务，强调正确的行为就是要严格遵守和履行我们所具有的义务。工程有时可能不会按照人类的意愿去发展，“白色污染”，海洋中的垃圾威胁到海洋生物的生存，原本的塑料袋带给人们便利，但是现在却成为了威胁人类与海洋生物生存、环境恶化的“死神手中的镰刀”。工程导论1003.1工程伦理的概念不同的伦理立场契约论契约论通过一个规则性的框架体系，把个人行为的动机和规范伦理地看作是一种社会协议，它首要考虑的是通过履行契约使利益最大化。20世纪契约论的主要代表人物是美国学者约翰•罗尔斯（JohnRawls）。他主张“契约”或“原始协议”不是为了参加一种特殊的社会，或为了创立一种特殊的统治形式而订立的，订约的目的是为了确立一种指导社会基本结构设计的根本道德原则，即正义。工程导论1013.1工程伦理的概念不同的伦理立场德性论德性论以“行为者”为中心，关注的是“我应该成为什么样的人？”德性论者认为，伦理学的核心不是“我应该做什么”的问题，而是“我必须具有何种品德的人”的问题。工程导论1023.1工程伦理的概念伦理困境价值标准的多元化以及现实的人类生活本身的复杂性，常常导致在此情境之下的道德判断与抉择的两难困境，即“伦理困境”。电车悖论工程导论1033.1工程伦理的概念伦理困境电车悖论“致力于保护公众的健康、安全和福利”价值准则，是否可以赋予“我”杀一个人而挽救另五个人生命的理由？对与错，是否可以用生命的数量进行衡量？我们该用何种道德价值去衡量生命的尺度？“我”在情急之下，该怎样用更好的选择去避免更糟的结果？工程导论1043.1工程伦理的概念伦理选择功利论以道德“效用”或“最大的善”为基础，认为行动的道德正确性标准在于通过行动来产生的某个非道德的价值，比如幸福；义务论则认为行动本身就具有内在价值，康德更是认为道德要求体现在所谓的“绝对命令”中；契约论并不偏重于行为的结果，而是更注重行为的程序合理性，达成共识契约之后按照契约行动德性论则从职业伦理的角度为人的行动提供了一种内在的倾向性标准，比如诚信、正直、友爱等工程导论1053.1工程伦理的概念伦理选择审慎地思考和处理几对重要的伦理关系，以更好地在工程实践中履行伦理责任。自主与责任的关系。在尊重个人的自由、自主性的同时，要明确个人对他人、对集体和对社会的责任。效率和公正的关系。在追求效率，以尽可能小的投入获得尽可能大的收益的同时，要恰当处理利益相关者的关系，促进社会公正。个人与集体的关系。在追求工程的整体利益和社会收益的同时，充分尊重和保障个体利益相关者的合法权益。环境与社会的关系。工程导论1063.2处理工程伦理问题的基本原则与思路伦理原则指的是处理人与人、人与社会、社会与社会利益关系的伦理准则。从处理工程与人、社会和自然的关系的三个层面看，处理工程中伦理问题要坚持以下三个基本原则。人道主义——处理工程与人关系的基本原则社会公正——处理工程与社会关系的基本原则人与自然和谐发展——处理工程与自然关系的基本原则工程导论1073.2处理工程伦理问题的基本原则与思路人道主义——处理工程与人关系的基本原则人道主义提倡关怀和尊重，主张人格平等，以人为本。其包括两条主要的基本原则，即自主原则和不伤害原则。自主原则指的是所有的人享有平等的价值和普遍尊严，人应该有权决定自己的最佳利益。不伤害原则指的是人人具有生存权，工程应该尊重生命，尽可能避免给他人造成伤害。工程导论1083.2处理工程伦理问题的基本原则与思路社会公正——处理工程与社会关系的基本原则社会公正原则用以协调和处理工程与社会各个群体之间的关系，其建立在社会正义的基础之上，是一种群体的人道主义，即要尽可能公正与平等，尊重和保障每一个人的生存权、发展权、财产权和隐私权等。工程导论1093.2处理工程伦理问题的基本原则与思路人与自然和谐发展——处理工程与自然关系的基本原则自然是人类赖以生存的物质基础，人与自然的和谐发展是处理工程伦理问题的重要原则，这种和谐发展不仅意味着在具体的工程实践中注重环保、尽量减少对环境的破坏，同时，还意味着对待自然方式的转变，即自然不再是机械自然观视域下的被支配客体与对象，而是具有自身发展规律和利益诉求。工程导论1103.2处理工程伦理问题的基本原则与思路案例：特朗普忽视工程伦理原则2020年9月23日，美国总统特朗普批评美国食品药品监督管理局收紧新冠病毒疫苗审批标准是一个“政治举措”。特朗普声称：只要条件允许，就要将疫苗尽快投入市场，为了达成这个目的，美国白宫正在研究相关政策，在必要的时候，可以改变不合时宜的规则和秩序。工程导论1113.2处理工程伦理问题的基本原则与思路案例：人民英雄——陈薇院士在新冠疫情期间，陈薇的科研团队日夜不息地进行疫苗研制工作。目前，全球进入三期临床试验阶段的新冠疫苗有8种，中国占了其中4种。2020年9月份，中国企业展出了三个新冠肺炎灭活疫苗。工程导论112“既然把你放到这个位置，也带出这个团队，你这个旗帜不能倒，你这个精神不能退！”3.2处理工程伦理问题的基本原则与思路案例分析：世界首例免疫艾滋病基因编辑婴儿——克隆技术引发的伦理问题工程导论1133.2处理工程伦理问题的基本原则与思路案例分析：世界首例免疫艾滋病基因编辑婴儿——贺建奎主导的基因编辑项目婴儿诞生一对基因经过修改的双胞胎婴儿已于2018年11月健康诞生，基因编辑使她们将来可能具有天然抵抗艾滋病的能力。这是世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿，也意味着中国在基因编辑技术用于疾病预防领域实现历史性突破。1、基因编辑用在人身上是否安全？2、基因编辑是否违背伦理道德？工程导论1143.2处理工程伦理问题的基本原则与思路案例分析：世界首例免疫艾滋病基因编辑婴儿——贺建奎主导的基因编辑项目婴儿诞生如何能够证明这对双胞胎婴儿能够天然抵抗艾滋病？不可能现在就让婴儿接触艾滋病传染，如何证明能够天然抵抗艾滋病。CCR5这个靶点是不是已经公认的会感染HIV？敲除这个靶点有没有其他潜在威胁？会导致其他疾病？工程导论1153.2处理工程伦理问题的基本原则与思路应对工程伦理问题的基本思路工程导论1163.3工程师伦理责任“伦理责任”是指人类在处理人与自然、人与社会、人与人的各种关系中，依据已经形成并被广泛接受的关于义务、权利及理想等规则标准，应当对自己的行为本身及其所产生的后果承担的责任和义务。工程师的伦理责任可以理解为：工程师在工程活动中，依据工程伦理对自己的行为本身及其造成的后果承担的职业义务和社会责任工程导论1173.3工程师伦理责任现代工程师应具备的伦理责任微观层面的工程师伦理责任关注个体工程师的伦理责任以及与工程职业的内在关系，主要是指工程师在具体工程的规划、设计、实施和运行、管理过程中所应承担的伦理责任；宏观层面的工程师伦理责任关注的是工程师职业群体在更广阔的社会语境下的集体社会责任以及工程整体发展的责任，主要是指工程师对社会公众和自然环境的伦理责任。工程导论1183.3工程师伦理责任微观层面的工程师伦理责任工程建造的过程性和生命周期性特征客观上决定了伦理责任问题在整个工程过程各阶段都会出现，工程师的伦理责任贯穿于工程产品的全生命周期，并在不同阶段表现出不同要求。工程决策中工程师的伦理责任工程设计中工程师的伦理责任工程实施中工程师的伦理责任工程运行管理中工程师的伦理责任工程导论1193.3工程师伦理责任微观层面的工程师伦理责任工程决策中工程师的伦理责任①工程师有责任根据相应的伦理道德规范，针对工程项目的实际情况提供不同的项目备选方案，供工程最终决策者进行选择。②工程师有责任在提供决策建议和参与决策的过程中，把公众的安全、健康和福祉放在首位。③在明确知道决策失误，会危害到公众的安全和福祉、损害工程活动所在地自然环境和社会环境的情况下，工程师有责任提出合理化建议和可行性论证报告，如建议得不到采纳，就要对其加以阻拦或举报。工程导论1203.3工程师伦理责任微观层面的工程师伦理责任工程设计中工程师的伦理责任工程师在工程设计时，要考虑设计的产品是否存在安全缺陷和质量隐患，是否会给用户造成伤害，是否会对所在地环境造成严重污染，是否符合职业卫生和劳动保护的标准，是否侵犯专利权等问题。如果工程师在工程设计活动中具有高尚的道德动机和伦理情怀，就可以采取有效的手段和措施来提高设计质量，阻止和防止工程事故的发生。工程导论1213.3工程师伦理责任微观层面的工程师伦理责任工程实施中工程师的伦理责任工程实施的过程包含一系列工程活动，是工程主体借助技术知识，对工程建造材料的选择、建造技术及设备的优化组合、组织实施的系统管理以及人工物的实际建造过程。在工程实施的各个环节中，工程师要树立强烈的质量安全意识，承担起技术与质量监督的责任。工程师应自觉抵制腐败，拒绝贿赂等的诱惑，并保证数据、工艺、材料等的真实性，保守商业和技术秘密，用实际行动捍卫工程质量，维护公众利益。工程导论1223.3工程师伦理责任微观层面的工程师伦理责任工程运行管理中工程师的伦理责任事前预防。工程师在工程技术成果完成且未开始使用之时，有责任凭借自己的知识和能力去预测及评估工程技术成果的正面与负面影响。风险告知。风险告知责任是指工程师有责任向使用该工程产品的消费者（用户、顾客和相关公众）告知产品的风险性，不应该存在夸大宣传、欺瞒顾客的情况检验评估结果。任何一项工程在结束时都需要对工程质量进行评估和验收。事后追究。事后追究责任是指一旦在工程运行过程中出现由于工程产品设计的缺陷和施工的不完善而引发的工程事故，工程师负有不可推卸的责任。工程导论1233.3工程师伦理责任宏观层面的工程师伦理责任宏观层面的工程师伦理责任主要有两个维度的理解①对社会公众强调安全、健康和福祉；②对生态环境强调可持续发展。即工程师应该坚持尊重人类与尊重自然相统一的原则，时刻将安全、健康和福祉置于行为选择的第一位，肩负起对自然、对社会、对全人类以及对职业、对雇（业）主等的伦理责任，为改善环境、提高人类生活质量服务。工程导论1243.3工程师伦理责任宏观层面的工程师伦理责任工程师对社会公众的伦理责任工程师要保证工程质量；工程师要保持诚实和公正；工程师要将公众利益放在首位；工程导论1253.3工程师伦理责任宏观层面的工程师伦理责任工程师对生态环境的伦理责任工程师自身应该建立起正确的环境伦理观。工程师应承担起保护环境、节约资源等环境责任。这有助于提升工程师的环境伦理责任，并按照伦理规范要求去选择自己的行为，更加关注生态环境、节能降耗、低碳发展等问题。工程师有责任向客户、向企业宣传正确的环境伦理观念。工程导论126正如在2004年召开的第二届世界工程师大会发表的《世界工程师之歌》所讴歌的：“地球是我们美丽的家园，大地为我们无私地奉献，我们是理想的勇敢实践者，光荣的使命落在我们双肩！不分民族，不分肤色，有着一致的目标！生活更好，发展更快，是我们共同的心愿！保护环境，珍惜资源，我们站在最前沿！为了今天，为了明天，让我们联合全世界！”3.3工程师伦理责任工程伦理教育所谓工程伦理教育，是指对工程专业的学生和从事工程实践的工程师进行的伦理道德教育。针对当前我国工程科技人员工程伦理意识淡薄、工程教育中伦理教育缺失的状况，切实加强工程伦理教育，帮助工科大学生树立正确的工程伦理观，提高对复杂工程问题做出合理伦理判断的意识和能力，增强社会责任感、道德信念和道德情操，就显得非常必要和迫切。工程导论1273.3工程师伦理责任工程伦理教育的主要任务明确社会角色身份是工程伦理教育的逻辑起点。坚定价值取向是工程伦理教育的根本保证。工程师道德自律性是工程伦理教育的内在保证。学校道德教育追求的不是制造“规范人”，而是培养“文化人”。工程导论1283.4工程伦理章程工程伦理的制度化建设包括四个层面：前面已介绍过的工程伦理教育、职业注册制度（职业工程师执照制度）、工程社团和社团伦理章程的制定、企业伦理政策的制定与实施本节主要介绍2种与电子信息类专业强相关的工程伦理章程：IEEE伦理章程和工程伦理规范范本。工程导论1293.4工程伦理章程电气和电子工程师协会（IEEE）的伦理章程（1）承担使自己的工程决策符合公众的安全、健康和福祉的责任，并及时公开可能会危及公众或环境的因素；（2）无论何时，尽可能避免已有的或已经意识到的利益冲突，并且当它们确实存在时，向受其影响的相关方告知利益冲突；（3）在陈述主张和基于现有数据进行评估时，要保持诚实和真实；（4）拒绝任何形式的贿赂；（5）提高对技术、技术适当的应用及其潜在后果的理解；工程导论1303.4工程伦理章程电气和电子工程师协会（IEEE）的伦理章程（6）保持并提高我们的技术能力，并且只有在经过培训或实习具备资质后，或在相关的限制得到完全解除后，才承担他人的技术性任务；（7）寻求、接受和提供对技术工作的诚实的批评，承认和纠正错误，并对其他人做出的贡献给予适当的认可；（8）公平对待所有人，不考虑诸如种族、宗教信仰、性别、残障、年龄或民族的因素；（9）避免错误地或恶意地损害他人、财产、声誉或职业的行为；（10）对同事和合作者的职业发展给予帮助，并支持他们遵守本伦理章程。工程导论1313.4工程伦理章程工程伦理规范范本世界工程组织联合会（WorldFederationofEngineeringOrganizations，简称WFEO）制定了一份《工程伦理规范范本》，作为各成员组织制定伦理规范的参考依据，反映了国际工程共同体的伦理考量。《工程伦理规范范本》经2001年修订后的最新内容包括四部分。其中，第二部分列出九条实用伦理准则：工程导论1323.4工程伦理章程工程伦理规范范本①职业工程师必须在与可持续发展原则一致的前提下，高度重视公共安全、健康与福祉，保护自然与人造环境；②在工作场所促进健康与安全；③仅在自己能力和业务范围内，以谨慎和勤勉的方式提供服务、建议或者执行工程作业任务；④忠实于客户或者雇主，恪守诚信，披露利益冲突；⑤持续学习，以保持专业能力，在业务范围内努力提升知识结构，并为下属与同僚从业者提供职业拓展的机会；工程导论1333.4工程伦理章程工程伦理规范范本⑥为人公正，对客户、同事以及他人信守承诺，对财物收入和付出予以信用，职业批评诚实公平⑦确保客户与雇主明白其行动或项目的社会及环境后果，努力以一种客观与实事求是的方式向公众解释工程论题；⑧向雇主和客户明确告知否决或无视工程决策或判断的可能后果；⑨向所在社团或适当机构报告任何非法或不道德的工程决策、工程业务及其他不正当行为。工程导论134工程导论第4章工程创新第4章工程创新创新是人类有别于其他动物的重要特征，人类社会的文明史就是一部不断创造和创新的演变史，相对论、量子论、基因论、信息论的形成，都是创新思维的成果。创新是中华民族最深沉的民族禀赋，从传统的我国四大发明（造纸术、指南针、火药和印刷术）到新四大发明（高铁、共享单车、移动支付、网络购物），充分体现了中国创新的智慧成果和科学技术，对中国的政治、经济、文化的发展产生了巨大的推动作用，经各种途径传至西方，对世界文明发展史产生巨大的影响力。工程导论136第4章工程创新“创新、协调、绿色、开放、共享”是2015年10月29日闭幕的中共十八届五中全会首次提出的五大发展理念，以保障实现全面建成小康社会的目标。“创新”一词排在第一位。2018年，习近平总书记在十三届全国人大一次会议上强调：发展是第一要务，人才是第一资源，创新是第一动力。工程导论137第4章工程创新4.1创新的概念、分类和内容4.2创新过程、原则与基本原理4.3创新思维4.4TRIZ创新理论工程导论1384.1创新的概念、分类和内容创新的概念创新是指创造新的事物。创是始的意思，所以创造不是后造，而是始造。任何的创新都必须是一种首创活动。说创新，大致有两种意味：一种意味是创造了新的东西，这和创造实际是同一个意思；另一种意味是本来存在一个事物，将它更新或者造出一个新事物来代替它。在这种意味下，创新中包含了创造。工程导论1394.1创新的概念、分类和内容创新的概念在西方，英语中Innovation（创新）一词源自拉丁语“innovare”。它原意有三层含义：①更新，就是对原有的东西进行替换；②创造新的东西，就是创造出原来没有的东西；③改变，就是对原有的东西进行发展和改造。创新活动的核心是“新”：产品的结构、性能和外部特征的变革造型设计、内容的表现形式和手段的创造内容的丰富和完善工程导论1404.1创新的概念、分类和内容创新的内涵从工程的角度来看，创新就是人类为了满足自身需要，从新思想、新概念开始，通过不断地拓展对客观世界及其自身的认知与行为的过程和结果的活动，从而解决所面临的各种问题。其目的是设计出一个新的产品或将新技术、新工艺、新的管理方法等应用到实际工作中去，并产生良好的经济价值和社会价值。创新理论和实践都证明，创新是人人都具有的一种潜在的能力，而且这种能力可以通过一定的学习和训练得到激发和提升。同时，创新是有规律可循的。工程导论1414.1创新的概念、分类和内容创新的特点创新的主体性。创新的可控性。创新的新颖性。任何一种创新活动都将产生一种前所未有的新成果。创新的价值性。任何一种创新活动都是具有经济价值和社会价值的，都是能促进人类进步的。工程导论1424.1创新的概念、分类和内容创新的内容创新的内容包含理论创新、制度创新、文化创新、知识创新、技术创新、管理创新、工程创新、社会创新、服务创新及其他创新。工程导论1434.1创新的概念、分类和内容从工程的角度来看，创新活动可以简单地分为两大类产品创新产品创新是指创造某种新产品或对某一新或老产品的功能进行再设计的过程，包括全新产品创新和改进产品创新过程。产品创新的动力机制：技术驱动：新技术驱动产品创新活动的进行，或者是来自新发明、新材料、新工艺等技术性突破。需求牵引：导致采用相关新技术进行新产品的创新设计。技术创新工程导论1444.1创新的概念、分类和内容产品创新作为一个企业，应选择成熟的产品还是开发全新产品？开发全新产品意味着企业要投人巨大的研发和营销费用，承受巨大的压力。如果选择成熟的产品，企业不可避免地要陷入同质化竞争，利润率低，面临价格战威胁。工程导论1454.1创新的概念、分类和内容产品创新类型工程导论146全新产品10%新产品线20%已有产品品种补充26%老产品改进26%重新定位的产品7%降低成本的产品11%4.1创新的概念、分类和内容技术创新技术创新是指改进或创造新的（现有的）产品、生产过程或服务方式的技术活动。技术创新是一个从产生新产品或新工艺的设想到市场应用的完整过程，它包括新设想的产生、研究、开发、商业化生产到扩散这样一系列活动，本质上是一个科技、经济一体化过程，是技术进步与应用创新共同作用催生的产物，它包括技术开发和技术应用这两大环节。工程导论1474.1创新的概念、分类和内容技术创新电话手表——多用性创新我们都知道，现在的孩子都非常的聪明，三岁的孩子也能对智能手机深深的着迷，但其实这样会影响了孩子的成长，所以电话手表的诞生是很多家长的福音。电话手表采用了手机和手表的功能，形成一个新的产品，并具有了固定的用户群。工程导论1484.1创新的概念、分类和内容创新为什么难？创新主要体现在概要设计阶段，也是工程人员感觉最难的阶段；需要激发创造力，运用自身专业领域知识来寻求可行的原理解；创新依赖逻辑，也依赖直觉，思维过程存在发散性，会使得我们走很多弯路，甚至找不到需要的解决方案；工程技术人员同样存在思维惰性，不喜欢发散思维；工程导论1494.1创新的概念、分类和内容创新为什么难？容易仅关注自己熟悉的领域。难题可能在另一个领域、另一个企业、另一些工程人员那里已经解决。由于上述原因：创新过程长、资源消耗大，甚至经过漫长的过程仍然无法获得答案；相同的问题在多个领域、企业多次被求解，创新成本高。工程导论1504.2创新过程、原则与基本原理如何提升创新能力？很多时候，我们会抱怨自己的创新能力不够。创新能力不是天生的，通常是缜密而系统化思维的产物，任何工程技术人员均可获得和提升自身的创新能力。通过学习创新方法，养成有序的思维工作方式，并不会扼杀灵感及创造力，反而会助长灵感及创造力的产生。工程导论1514.2创新过程、原则与基本原理创新过程的一般模式发现问题，明确目标；积极探索，拟订方案；认真分析，果断决策；科学验证，修正完善；精心组织，实施创新；重视反馈，及时调整。工程导论1524.2创新过程、原则与基本原理创新过程的一般模式发现问题，明确目标；提出问题。一切创新都是从发现问题、提出问题开始的。明确问题。就是充分认识到问题的实质。确定目标。就是在问题价值分析基础上确定创新的目标。工程导论1534.2创新过程、原则与基本原理创新过程的一般模式积极探索，拟订方案；寻找解决问题的方法、手段和途径，拟定出预选方案认真分析，果断决策；从所拟定的多个预选方案中选定最终实施方案。在此阶段中，评价与选择是中心工作。科学验证，修正完善；对选定方案应在进行深入的逻辑论证研究基础上，加以试验检验，如发现不足，还要进行补充、修改和完善。工程导论1544.2创新过程、原则与基本原理创新过程的一般模式精心组织，实施创新；将试验成功的方案，在实际的社会实践和生产实践中付诸实施，以获取预期的收益。重视反馈，及时调整。在创新方案的实施过程中，实际运行结果是最好的检验。因此，要密切关注实施的进程，经常搜集实施中出现的问题，并及时地分析问题原因，寻求解决对策，不断对实施方案进行调整和完善。任何创新活动，只有在不断调整和完善中才能臻于完美，更好地达到创新目的。工程导论1554.2创新过程、原则与基本原理