高校工程认知博物馆建设的实践与探索

甘丽珍， 朱华炳， 武囯剑， 胡兴祥， 李小蕴

(合肥工业大学 a.机械与汽车工程学院； b. 材料科学与工程学院；c. 党委宣传部； d. 工业培训中心， 安徽 合肥 230009)



·实验室建设与科学管理·

高校工程认知博物馆建设的实践与探索

甘丽珍a， 朱华炳a， 武囯剑b， 胡兴祥c， 李小蕴d

(合肥工业大学 a.机械与汽车工程学院； b. 材料科学与工程学院；c. 党委宣传部； d. 工业培训中心， 安徽 合肥 230009)

高校工程认知博物馆为开展工程教育的提供了平台，有助于凸显高校工程文化、丰富教育教学内涵、提升大学生的工程实践能力，对培养创新型工程科技人才具有积极的作用。本文以合肥工业大学工程认知博物馆为例，在建设内容上重点就一期工程中序厅、电气工程厅、材料工程厅、汽车工程厅、机械工程厅、电子信息厅和生物标本厅7个展厅进行了介绍，在运行模式上从开放时间、经费保障、展品来源、教育方式和管理机制5个方面做了论述，在工作成效上从教育效果、参观人数和社会评价等方面作了说明。最后，从理念、目标、内容、和机制对加强工程认知博物馆建设提出了建议。

工程认知； 博物馆； 建设； 实践

0 引 言

建设创新型国家的关键在于培养和造就一大批创新型人才，特别是创新型工程科技人才[1]。这样的人才规格具有基础厚、知识广、能力强、素质高等特征，在工程知识、工程设计、工程实施和价值判断等方面具有较强的能力[2]。同时，面对日益加剧的国际竞争和工程教育的自身不足，“回归工程”的呼声和“大工程观”的理念引起教育界的广泛关注[3-4]。在这样的背景下，作为培养工程师主渠道的高等工程教育任重道远。笔者以为，在工程教育教学中强化工程认知教育是十分必要的，而工程认知博物馆的建设为此提供了平台和实践条件。

1 工程认知博物馆的作用

高校博物馆是博物馆系列的重要组成部分，在延续博物馆收藏、研究、教育三大功能的同时，还在陈列、科普、学科、教学、素质等方面展现出新的功能[5]。目前，许多高校都建有不同类型的博物馆。合肥工业大学作为理工科高校，从培养工程科技人才的目标出发，结合学校实际建成工程认知博物馆，在教育教学等方面的作用日渐显现。

1.1 丰富校园文化，彰显学校的人才培养特色

校园文化是学校所具有的特定的精神环境和文化气氛，对于陶冶学生情操、启迪学生心智，促进学生全面发展有着巨大的影响力[6]。我校是以工科为主的高校，在长期的工程教学、工程实践和工程研究中，经过反复积淀、提炼与传播，升华为广大师生认同和遵循的理想信念和价值观念，形成具有行业特色的工程文化[7]。这种文化兼顾工程的特殊性与文化的普遍性，成为校园文化的核心内容。工程认知博物馆是在学科支撑的基础上建设而成的，如机械工程厅有机械设计与制造学科作依托，汽车工程厅有车辆工程学科作依托，材料工程厅有材料科学与工程学院作依托，各个展厅一定意义上是学校相关专业学科建设、教学内容和科研成果的陈列厅。因此可以说，工程博物馆是学校工程文化的缩影，集中体现出学校的校园文化，与学校“艰苦奋斗、自强不息、追求卓越、勇攀高峰”的办学传统和“工程基础厚、工作作风实、创业能力强”的人才培养特色高度契合。师生置身其中，会不自觉地被这种浓郁的氛围所感染，在潜移默化中受到教育。

1.2 创新教学模式，增强学校的实践教育效果

实践教育作为工程教育的主要形式，对于提升大学生的工程素质具有重要的作用[8]。目前高校开展实践教育的方式有很多，主要包括工程训练、课程实验、课程实习、生产实习、科研训练、就业实习、毕业设计等内容[9-10]。但是，这些传统的教学模式还不足以发展大学生综合性、系统性的工程思维，不能很好地培养学生的创造力[11]。例如，目前大部分高校工程训练教学主要介绍机械制造的工艺知识、工艺方法和操作技能，学生对整个工业系统缺乏了解，对所学专业在工业系统中的地位和作用认识不够。学生接触的实验、设计或实习，往往是针对所学专业的某个知识点进行的，接触面存在局限性[12-13]。由于现代工业系统的复杂性，学生学习期间全面接触各种先进工业生产过程非常困难，制约了学生对知识的全面把握和综合运用。而工程认知教育可以有效弥补这些不足。在工程认知博物馆，通过现场教学与讲解，学生不仅可以将本专业所学的理论与实际相结合，还可以对相关专业的知识有所了解。例如，通过对去壳汽车车体观摩，不仅对发动机、底盘、车身和电气设备等部件和生产工艺、材料等有所认识，各种齿轮的转动还可以加深学生对传动装置的了解。通过设置污水处理站模型、交通运输沙盘模型、煤化工生产工艺流程立体模型、大型炼油厂炼油装置模型、水轮发电机组动态仿真模型等设施，学生可以直接进行操作演示，诸如“污水是怎样处理的”、“果汁是怎样生产出来的”、“秸秆怎样再利用”、“港口交通工具怎样运转”、“石油怎样开采”、“水电站如何发电”等问题迎刃而解。这种认知实习可以无关于工程理论学习，也较少实际动手操作，重在听和看，是进入一个新的知识(专业)领域的重要方式。学生在进入大学之初就能从整体和全局的角度认识自己的专业，加深对各专业之间的关联性的理解，形成与课堂学习的有益互补。

1.3 端正学习态度，激发学生的工业报国情怀

学习态度对于大学生学习效果的好坏有着至关重要的影响。从心理学角度来看，学习态度主要由认知、情感和行为等因素构成，三者相辅相成，逐级深化[14]。对大学生进行工程教育，前提是要帮助其端正学习态度[15]。工程认知博物馆首先注重启发式教育，在每个展厅入口处的提示板上结合主题设计了一系列问题，如“材料按照物理化学性质怎样分类”、“电力系统由哪几部分组成”、“什么是集成电路”、“什么是物联网”、“汽车离合器有什么作用”等，让学生带着思考进行参观，从而加深对工程知识的认知。工程认知博物馆的展品不仅仅是一件件实物，同时还是历史的凝结或时代的印记。所以，让大学生了解展品背后的故事甚至比展品本身更重要。例如，展品中有一台手摇式计算机，同款产品曾被用于我国第一颗原子弹的研制。如果将两者结合起来进行讲解，可以让大学生深入了解老一辈科学家在资金缺乏、技术落后、条件简陋的时代，以惊人的智慧与毅力创造出“两弹一星”的民族奇迹。在农业机械展厅向大学生讲述“东方红拖拉机”的故事，可以让他们深刻理解一代代科技工作者艰苦奋斗、勇于进取、默默奉献的创业精神。通过参观“神州”、“嫦娥”模型和观看纪录片，可以让大学生深切感悟“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的航天精神。诸如此类，通过资料、图片、宣传片等多种形式，介绍各类产品和技术在农业、工业、国防、航天事业中的应用，展示各专业工程技术发展史和新中国成立以来的伟大成就，可以培养大学生的工程意识，激发大学生的爱国主义热情，有助于他们树立正确的人生观和价值观，以更加积极的态度努力学习、全面发展，用实际行动实现工业报国的人生梦想[16]。

2 工程认知博物馆建设的实践

2.1 建设内容

合肥工业大学工程认知博物馆于2008年12月开始筹建，于2010年12月正式开馆。博物馆分室内和室外两个展区，面积约6.6万m2，室内展区侧重于摆放小型展品，室外展区侧重于摆放大型展品。其中室内展区分一期工程和二期工程，一期期工程建筑面积约1 700 m2，二期工程建筑面积2 300 m2，共建有各类展厅18个(见图1)。现以一期工程为例进行介绍。

图1 工程认知博物馆室内展厅拓扑图

一期工程共建有序厅、电气工程厅、材料工程厅、汽车工程厅、机械工程厅、电子信息厅和生物标本厅7个展厅(见图2)。

图2 工程认知博物馆一期展厅布局图

(1) 序厅。为入口到正式展示厅之间的空间，迎门中间位置为“齿轮”型的屏风，寓意“工程”。屏风正面书写“工程认知博物馆”，背面为学校“厚德、笃学、崇实、尚新”的校训。屏风的前面设置一本电子书，参观者可以通过触摸翻阅的方式了解博物馆的内容。左右两侧的墙体上张贴着反映学校办学历史的图片。这种布局旨在通过简洁的艺术语言来创造意境，烘托主题，感染参观者的情绪。

(2) 电气工程展厅。以电机、电器、电力系统主，以电气工程新技术应用为辅，凸显电能的神奇力量。主要展品为常用低压、高压电器元器件、类变压器、各类电气测量仪器、低压开关柜及配电箱、早期单片机数控系统、各类常用电机及控制类电机与驱动器、仿人机器人、各类传感器及蓝牙通讯模块等(见图3)。

图3 电气工程展厅一角

(3) 材料工程展厅。通过四大模块展示实物：材料表征模块展品有X射线衍射仪和扫描电子显微镜等；材料工业化生产工艺模块主要展示金属(包括铜、铁)以及石油制品的生产工艺过程；新材料模块主要介绍新材料的分类、形貌、应用等；材料功能演示模块可实际操作由新材料制作的道具，体验新材料的功能及其应用。

(4) 汽车工程展厅。汽车是由成千上万个零件所组成的结构复杂的交通工具，其类型较多，分类方法也很多。工程认知博物馆按照总体构造组成由发动机、底盘、车身和电器与电子设备四大部分展品展出。同时展示一辆解剖的“长城”牌皮卡汽车实物和一些同类车型零部件的解剖件实物(见图4)。

图4 解剖的汽车实物

(5) 机械工程展厅。主要介绍从古代铸造、锻造成形技术到现代大批量生产机械制造技术的发展历史。展览螺栓、螺柱、螺母等标准紧固件及轴承、弹簧等常见的标准件；展览液压系统的动力元件、执行元件、控制元件及典型液压系统；介绍铸造、塑性成形、焊接成形方法及前沿技术，展示现代化生产线；展示常用的切削刀具、机床及数控和特种加工设备。

(6) 电子信息展厅。同样通过四大模块展示实物：计算机技术及应用模块的展品有计算器、计算机、单片机、打印机和收款机等；集成电路模块的展品有电子元器件、芯片等；通信技术模块的展品有通信设备、信号测试仪器、传感检测及应用仪器等；显示技术模块的展品有电视机、放音及放映设备等。

(7) 生物标本展厅。展示各类动、植物的标本。

2.2 运营模式

工程认知博物馆由学校文化建设办公室负责指导和监督，工业培训中心负责日常管理和运营工作。

(1) 开放时间。工程认知博物馆采用固定时间开放和预约参观两种形式。固定开放时间为每周六、周日上午8：30—11：30，下午14：30—17：30。其他时间参观可通过电话和电子邮件提前2 d预约。

(2) 经费保障。工程认知博物馆属于学校全额出资的公益性教育基地，由国家教育部基地专项经费投资建设。

(3) 展品来源。工程认知博物馆面向校内各部门、各学院和师生员工及社会有关单位、兄弟院校、企业和个人征集展品，主要包括具有各展厅展览特色的实物、模型、雕塑、景观，涉及各展厅有关专业历史演进的实物，以及其他可以反映工程认知的物品。对作出贡献的捐赠单位或个人，授予荣誉证书，并在展品和藏品上标明捐赠单位或个人姓名。

(4) 教育方式。工程认知博物馆的参观对象以学生和教师为主，同时对社会免费开放。在教育方面采用三种模式：① 教师结合书本上的知识进行实地教学；② 由讲解员结合各个展厅的特点和展品内容进行现场讲解；③ 通过实物、文字、资料和影响等对参观者进行工程知识普及。

(5) 管理机制。工程认知博物馆由学校文化建设办公室进行统一规划，校工业培训中心安排专人负责日常管理。同时，还聘请了一批专业教师作为指导老师，对参观者进行专业知识的指导。此外，还在大学生中选拔组建了一支60人左右的讲解员队伍，经过系统的业务培训后在博物馆开展义务讲解和志愿服务。

2.3 工作成效

工程认知博物馆的建设，使学校的工程文化得以彰显，校园文化的内涵得以拓展，教学模式不断丰富，教学实践效果明显增强，为培养大学生的创新意识、工程思维、工程实践能力、综合集成能力提供了广阔的平台。同时，还进一步发挥学校服务社会的职能，让来自校外的参观者接受到工程认知教育。博物馆开放3年多来，累计接待校内外参观者超过50000人次。2011年5月，该馆获批为合肥市爱国主义教育基地；2012年11月，该馆馆获批为安徽省爱国主义教育基地。

3 结 语

高校的公共设施和开放性资源，工程认知博物馆在建设理念上，应注重与校园文化建设相结合，与教育教学改革相结合，与人才培养目标相结合；在建设内容上，要注重反映我国工业发展的历史，反映我国工程建设取得的伟大成就，反映学校的学科建设水平和人才培养特色；在建设目标上，要注重加强大学生的爱国爱校教育、工程素质教育和成长成才教育；在建设机制上，要体现领导重视、部门和师生广泛参与、社会积极支持。有了这四个方面的保障，工程认知博物馆就一定能够发挥的更大的作用。

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Practice and Exploration on the Construction of Engineering Cognition Museum in Universities

GANLi-zhena,ZHUHua-binga,WUGuo-jianb,HUXing-xiangc,LIXiao-yund

(a. School of Machinery and Automobile Engineering; b. School of Material Science and Engineering; c. Department of The Party Committee; d. Industrial Training Center，Hefei University of Technology， Hefei 230009， China)

Engineering cognition museum in universities provides a platform for developing engineering education. It helps to highlight university’s engineering culture, enrich the connotation of education and enhance students' engineering practice ability. Thus, it plays a positive role in cultivating innovative engineering technology professionals. The paper takes engineering cognition museum in Hefei University of Engineering as an example, introduces seven exhibition halls which are lobby, electrical engineering hall, materials engineering hall, automotive engineering hall, mechanical engineering hall, electronic information hall and biological specimens hall. The paper also discusses the opening hours, funding guarantee, and source of exhibitions, educational methods and management mechanisms from the angle of operating mode. Moreover, it illustrates the educational effect, the number of visitors and social evaluation etc. from the aspect of working effect. Finally, the paper gives some suggestion for strengthening construction of engineering cognition museum from concept, objectives, content, and mechanisms. The paper also introduces the construction，operation mode and effects of engineering museum，and proposes relevant suggestions.

engineering cognition； museum； construction； practice

2014-10-25

2013年教育部人文社会科学研究专项任务项目(13JDSZ2049)；2010年安徽省高校省级教学研究项目(20100072)；2010年安徽省高校省级教学研究项目(20100089)；2013年度安徽省高校人文社科研究项目(SK2013A152)

甘丽珍(1983-)，女，安徽青阳人，硕士，在读博士，助理研究员，主要研究方向为高等工程教育。

Tel.：18356019350；E-mail：ganlizhen@hfut.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2015)08-0223-04