交通工程专业实施PBL 理念开展工程伦理教育的实践探索

李英帅，王卫杰（南京工业大学 交通运输工程学院，江苏 南京 211816）

0 引言

随着工程大规模、综合性、复杂性和工程影响力等特征的日益凸显[1]，对工程人才的培养不再仅仅限于技术层面。工程实施过程中，必定要涉及人与社会、人与自然、人与人之间的相互关系，以怎样的道德行为准则来规范工程实践，处理上述关系，也成为对工程人才培养的一个越来越重要的指标。在这样的背景下，“工程伦理”的概念应运而生。当前，工程伦理因素在交通工程专业教育中的融入主要存在两点困难：一是难以与专业结合；二是缺乏实践[2]。

首先，对交通工程专业的学生进行工程伦理的教育绝大多数是通过开设相关课程进行实施。授课的教师大多是具有哲学、伦理学、科技哲学类专业背景的教师[3]，对工程伦理的理论教育与交通工程专业教师对专业的教育形成了“两张皮”的问题，学生只是把工程伦理课当成非专业的公共课而不予重视。解决这一问题，需要专业课教师将工程伦理的理论融入到交通工程专业课中去，将知识传授、能力培养与价值引领三者融为一体，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[4]。

其次，工程重在实践。理论的教育是实践中总结的经验，但是唯有实践才能出真知。交通工程专业设有各类课程设计实践、认识实习等实践环节，这对于学生强化专业知识，并将知识运用于实践大有裨益。但是，实践环节中，较少涉及工程伦理问题。交通工程专业中的各项标准、指南、手册等为学生实践环节提供了专业技术工具，却缺少了专业以外的伦理。

鉴于以上两点突出的问题，南京工业大学交通工程专业以工程教育专业认证的认证标准为指导思想，积极开展包括工程伦理在内的各项工作。结合问题导向学习（Problem-based Learning,PBL）的理念，向学生提供一些启发式的学习材料、实践场所，并设计问题，引导学生在解决问题的过程中，自主学习，并在学习的过程中融入工程伦理的理念。

BPL 理念源于1969 年加拿大McMaster 大学，于90 年代在欧美亚的许多高校获得认可并广泛普及[5-7]，它以建构主义理论为基础，提倡“以学习者为中心”，在教师的指导和促进下，突出学习的主动性、社会性、情境性和调控性[8]，是西方国家在高等教育从精英化向大众化转型过程中探索出来的一种创新教育模式，目前已经在世界范围内得到越来越多的重视和发展[9]。

从2000 年开始，我国少数医学院校尝试运用PBL 理念开展教学革新，并取得了显著的教学成效。学生通过PBL 案例学习，不仅对医学知识有了更深刻的认知，将知识转化为技能，达到了学以致用的程度，而且对患者也有了终极的人文关怀，更多的学生对通过提升医术去缓解或消除患者的病痛有了强烈的意愿[10]。PBL 理念在医学教学方面取得的成效，尤其是对医学专业学生在医学伦理、终极人文关怀方面的成效，也极大地鼓舞了工科类专业教师通过实施PBL 理念对学生进行工程伦理的教育。

随着南京工业大学交通工程专业教师对PBL 理念实施的深入，“交通工程基础”、“交通运输安全”、“交通环境评价”等一系列专业课都融入了“工程伦理”的要素，学生在进行专业学习的同时，将更多的工程伦理融入课程实践，并取得了一系列的成果，受到了学校、大学生各项竞赛组委会、行业以及社区的肯定，也得到了学生的高度认可，这些认可说明目前进行的教学探索具有可操作性、可推广性，可以为其他工程专业的工程伦理教育提供参考。

1 交通工程课程设计的探索

1.1 课程的重新设计

传统交通工程专业课中的各类设计实践教学具有很强的专业性，是一个纯技术性的过程。以本科交通工程设计实践活动为例，一般由指导教师指定一段道路或一个交叉口，并提出设计的相关要求，学生根据要求，查阅相关的教材、规范、标准、指南、手册等工具书，按技术流程进行数据采集、公式套用、计算结果，最后形成设计方案。整个过程，学生按既有步骤操作，是一种“从纸面到纸面”的学习过程，失去了实践课程的本质。学生在设计过程中，并没有思考设计与社会、经济、环境等要素的关系，机械化地套用设计规范，使设计也失去了本身的意义。而指导教师对学生的设计作业进行评判时，仍以是否按照设计规范进行考核，进一步使学生的设计趋于标准化。指导教师对学生仅起到了传授规范式技术的作用，没有很好地达到“立德树人”的目的。

为此，对交通工程课程设计进行重新设计，将工程伦理的理念与要素融入到课程设计要求中，使学生在进行交通工程课程设计时，避免单纯依靠工具书进行简单地套用公式，而是加强对人与社会、人与自然、人与人等伦理的思考，使设计更有温度，更有人文关怀。在整个教学设计与活动组织中，教师都要融入工程伦理，并进行工程伦理教学目标设计：（1）在教学过程中，引导学生识别现实（案例）中可能遇到的道德问题及其类型；（2）改善道德想象力，识别和分析道德问题的能力，培养工程师的责任感；（3）使学生对工程师应该尊重的学术、社会道德的准则有一个基本了解，并用具体的例子解释其中包含的“价值”群体；（4）在课堂中模拟工程师的道德困境，并将自己从该经历中获得的心得体会形成报告；（5）学习解决道德问题的方法，并将这些具体的方法应用于具体案例；（6）对课程中的具体案例，概述其中包含的工程伦理问题。

例如，在2019 年，在对交通工程专业本科三年级学生指导交通工程课程设计时，以学校附近某一交叉口作为课程设计的实景，要求学生通过设计提升交叉口的交通安全等级。指导老师根据学生在课堂平时的表现以及在“超星学习通”软件的后台数据，对学生进行分组，每组4～5 人，由小组成员自行决定组长、记录员。要求各小组在1 个月内完成下列工作：（1）调查交叉口特征参数（包括但不限于：交叉口几何尺寸、交叉口信号配时方案、交叉口各流向流量、周边用地性质）；（2）找出交叉口交通工程设计存在的问题（包括但不限于：几何设计、渠化设计、信号配时设计等）；（3）完成设计优化方案，形成报告并制作成汇报的PPT，在课堂上进行展示与说明。

与传统的课程设计解决一个明确的纯技术问题不同，新的课程设计的任务中，并没有明确要进行设计的具体任务，而是要学生通过调查，自己找出存在的问题，并通过所学知识进行解决。另外，指导教师还提供了一些经典案例，这些案例并非是关于交叉口的，而是其他的一些交通工程案例，以此提升学生的迁移能力。指导教师还会在一些案例中加一些批注，使学生重点关注案例中的社会、经济、环境以及其他非技术性的影响因素，使学生在寻找问题、解决问题中，多一些对非技术因素的关注。

学生完成课程设计后，除了上交设计报告外，需要对设计内容进行汇报。指导教师根据学生汇报的内容进行点评，并基于工程伦理中包含的原则、价值和行为规范，结合学生汇报的内容，创造出特定的伦理困境（例如，社会责任、公众安全的冲突、交通路权中的博弈），在虚构的情况下，引导学生思考，并鼓励学生作为“当事人”分享回应。具体实施的操作流程：（1）调查和分析事实；（2）发表意见；（3）小组讨论；（4）角色扮演；（5）反思与总结。流程中，指导教师鼓励学生自主性思考，尽可能充分的讨论。

1.2 工程伦理成效

在学生进行课程设计过程中，指导教师要引领和帮助学生建立专业素养与培养工作态度，要经常与学生进行互动，并在互动中与学生进行问答，启发学生如何进行科学的思考，如何将专业知识与工程伦理进行结合。学生在与指导教师的互动中，对交叉口做了大量的调查与分析，整个过程反映出了几个特别显著的工程伦理成效。

1.2.1 对弱势群体的重视

有一个小组经过调查，发现交叉口某一行人过街距离过长，这对于腿脚不便、行动迟缓的老年人特别不友好，经常出现老年人尚未完成过街，与之相交方向的道路便开始放行车辆，导致一些老年人在车流中穿梭，非常危险。以往对该问题的优化方案一般为增加行人过街的信号时长，但无论给行人过街再多的时间，临近行人过街信号结束时，总会有一些行人未完成过街行为。小组成员经过调查分析，认为这一现象的核心问题在于如何使过街行人判定何时过街。他们向指导教师申请手持测速仪，测定老年人过街时的步速，根据交叉口几何尺寸与步速，设计了行人过街的优化模型，基于模型，设计了过街行人过街提示地灯，并延长了行人过街信号的绿闪时间。方案最终达到的效果是：当行人过街信号临近结束，模型计算得出此时再进入斑马线的行人无法在有效绿灯时间内通过交叉口，则路侧地灯亮起，提醒尚未进入斑马线的行人不要进入斑马线，等下一个过街信号；而此时过街信号灯开始闪烁，提醒在斑马线上尚未完成过街的行人加快步速，尽快过街。

还有一个小组调查发现交叉口某一方向的右转公交车较多，由于公交车车身较长，转弯时存在明显的“内轮差区域”，而旁边的过街行人与非机动车在此区域会非常危险，经常在公交车右转时要往后退一段距离，不然很容易被公交车碰到。于是，小组成员进行研究大型车辆右转时的“内轮差效应”，通过几何学，确定了内轮差的区域范围。通过在交叉口处做地面警示标线，可以警示行人与非机动车骑行者，避免在此区域停留。

其他一些小组也对如何保障交通参与者中的弱势群体提出了一些优化的方案。从学生们的优化方案中可以看出，把“工程伦理”的理念融入到专业中后，学生克服了以往在交通工程设计中“以车为本”的设计理念，更多的是“以人为本”的设计，将交通参与者中的弱势群体作为交通安全主要考虑的对象，并在设计优化方案中予以体现。这表明学生的设计不再是冷冰冰的技术设计，而是有了更多“人文关怀”的温度。

1.2.2 科学严谨的态度

在课程设计中，指导教师引导学生要充分重视数据采集的过程，树立“数据准确性是一切调查研究的根基”的思想。因此，学生也对数据调查格外的严谨。在上文提到的研究老年人过街的小组中，小组成员为了测得老年人过街时的步速，主动向指导教师申请使用测速仪，并尽可能多地采集样本。由于指定的交叉口并没有太多过街的老年人，小组成员还专门到老年人经常出入的菜市场周边的交叉口进行采样，在采集了大量样本的基础上，对老年人过街步速进行了数据分析，这些分析并没有简单停留在计算平均值的精度，而是对老年人过街步速与过街信号时长进行了回归分析；在上文提到了公交车右转内轮差的小组中，小组成员为了获得公交车驾驶人转动方向盘的角度与交叉口尺寸的关系，在车内与车外均进行录像，并通过视频分析软件对其分析，确保了精度。

学生为了保证数据采集的精度与准确性所做的努力，充分反映了他们科学严谨的态度以及对设计质量的责任心。从学生报告附录中的“心得”中，也可以看出他们并不是简单地完成作业，而是将课程设计当作一个真正的工程去对待，以所学专业知识去服务社会。这种意识也为他们今后走向社会，作为具有“工匠精神”的当代工程师打下了良好基础。

1.2.3 多元价值服务社会

有一个小组的设计非常具有人文气质。他们在交叉口调查后，发现存在很多不遵守交通规则的交通参与者。他们认为：从孩子抓起，对孩子进行交通安全教育非常有必要，于是，开发了针对儿童的“交通安全大富翁”游戏。他们以南京市为样例，融入南京市真实道路场景，结合名胜古迹，使得游戏具有了真实感。为了更好地提升交叉口的交通安全，降低交通事故，他们对指导教师指定的交叉口进行调查，对出现不遵守交通规则的现象进行拍照，对每年发生在各地交叉口处的交通事故数据进行整理分析，形成报告与汇报的PPT。等一切准备就绪，他们与学校附近的社区委员会进行交流沟通，由社区委员会安排并组织了一场交通安全宣传活动。在活动中，他们利用事先做好的宣传材料对参加活动的家长进行安全教育，并利用设计的交通安全大富翁游戏向孩子们宣传交通安全的相关知识。这一活动取得了非常好的反响，社区委员会也与该小组达到了一项协议，邀请该小组成员明年再进行至少一场关于交通安全教育的活动。

2 工程伦理教育成效测评

成效测评的目的是为了测评学生取得的学习效果，检验教与学的实施过程有没有达成培养目标（涉及工程伦理），并且检验的结果也可以用来优化教与学的过程，是工程教育认证持续改进的重要环节。

成效测评的原则是使课程预期学习成效、教学活动与测评三者间保持一致性，简称一致性原则。传统的教学与评价忽视了这一点，目前，常用的评定学生成绩的方法是依据学生与其他人的比较情况（部分高校追求学生成绩的正态分布），而不是依据个人学习是否符合预期的成效。在前者的评价中，所教和所评之间没有内在联系。其目的在于对学生的学业表现进行分类，区分出学生的优良中及差，而不是评价学生个人在预期学习成效方面的进展程度。为了避免这一问题，就要实施一致性原则。一旦明确了一门课程、一种模式或其他学习经验的预期学习成效，就可以将预期学习成效分为不同的类别，以便选用合适的测评方法。

图1 交通安全大富翁游戏开发

对工程伦理的测评，是一种价值观的考核，虽然很难建立明确的量化指标，但是教师在对学生进行工程伦理测评之前，就要向学生明确工程伦理在课程测评中的分量，引导学生要关注对自身工程伦理的教育。教师对学生的测评要公平、公正、公开，要明确评分的依据与理由，使教师在给学生进行测评时，也可以作为一种工程伦理行为的示范。

3 课程思政探索的小结与展望

从交通工程课程设计的实践中可以看到：在交通工程专业本科教育中，运用PBL 的教育理念，开展“以学生为中心”、“以问题为教材”、“以小组为平台”、“以讨论为模式”的教学实践活动，指导教师发挥了“指引”与“导向”的作用，采用启发式、引导式的点拨，将知识的传授、技能的培养与价值的引导有机结合，激发了学生的主观能动性，使学生在发现问题、分析问题、解决问题的过程中，习得了知识、提升了技能，并塑造了价值观。学生在实践中取得的成果在后期又进一步进行了打磨，一些优秀的设计方案已经被立项成为南京工业大学大学生创新创业训练计划项目（校级大创项目），经中期评审，“基于公交车内轮差的交叉口禁停区域范围的研究”被推荐为省级大创项目，并在“第五届江苏大学生交通科技大赛”中荣获一等奖。其成果在某市的交叉口渠化中得到了应用，且以发明专利的形式对知识产权进行保护。另一项研究成果“儿童交通安全教育”也正在开发相关的课程体系，为进社区进行交通安全宣传与教育提供了素材。从目前教学取得的成果来看，学生在专业知识的学习、专业技能的掌握、工程伦理的培养，其效果都是令人满意的。

本文所述是在交通工程专业课程中开展工程伦理教育的初步尝试，可以作为课程思政的一部分，并在其他工程专业中进行推广。工程伦理在进行专业教育中的较好融入，为实施课程思政提供了参考。