普渡大学工程伦理教育研究

摘   要：新兴技术在塑造未来社会方面发挥着关键作用，但也带来了更多复杂的技术和道德挑战，鉴于此，将工程伦理教育融入工程师培养过程已成为各国的广泛共识。美国普渡大学的“支架式、整合式和反身式分析”工程伦理教学框架因其能够显著提高学生的伦理推理能力，曾入选由美国国家工程院评选的25项工程伦理教育典范。文章在借鉴普渡大学工程伦理教育经验的基础上，结合我国工程伦理教育现状，提出了加强多学科融合的课程开发与教学团队建设，完善中国特色的工程伦理教学支持体系，构建工程伦理教学效果评估方案等建议。

关键词：工程伦理教育；工程教育；课程；评估；普渡大学

中图分类号：G649         文献标志码：A         DOI：10.3969/j.issn.1672-3937.2023.12.04

以制造业数字化、网络化、智能化为核心的新工业革命正在推动全球范围内的工业生产转型，大数据、物联网、人机交互等技术也引发新一轮变革。由于新技术的出现，如今在工程实践中遇到新的道德困境的可能性比以往任何时候都更复杂。因此，工程中的道德实践对于确保公众对其项目的信任至关重要，世界各国都在通过加强工程伦理教育来提高工程师的职业与伦理责任认知能力。作为传统工科强校，美国普渡大学是全美授予工学学士学位最多的大学之一[1]，其反思与互动式工程伦理教学框架曾被美国国家工程院评选为25项工程伦理教育典范之一，并将其案例发表在《将伦理学融入工程师培养过程中：示范性的教育活动与计划》（Infusing Ethics into the Development of Engineers： Exemplary Education Activities and Programs）的报告中。本文剖析普渡大学工程伦理教育的特色经验，以期为我国高校工程伦理教育提供借鉴。

一、工程伦理教学基础

反身原则（Reflexive Principlism）是普渡大学工程伦理教学框架的基础，在工程伦理教学开始之前会首先教授反身原则的伦理推理过程。反身原则由反身分析和原则分析组成，是普渡大学工程伦理团队提出的一种伦理推理方法，它通过反思、迭代和道德决策的过程来满足工程伦理教育的一致性和连贯性需求。

反身是与反思相对的概念。反思代表了关于自己正在做什么的有意识、审慎的思考过程，而反身则是无意识而自主的思考。反身性描述了一种状态，在这种状态下，学生能够通过指导性案例研究和分析，逐渐形成伦理推理技能和知识性的直觉，进而做出伦理决策。这种理想状态在持续的学习过程中不断反思，同时又随着专业和个人案例经验的增加而强化。因此，反思实践与反身实践之间的区别在于习惯性思考，反思的目标就是建立一套伦理推理技能，将其内化并应用于特定情况下的反身实践。在处理涉及新技术的特殊情况时，反身必须依赖于反思来制定解决方案。

与基于理论或基于案例的伦理分析方法相比，基于原则的伦理分析或原则主义的方法是从一组共同的伦理原则开始，这些原则不受任何特定案例或理论的限制，并让学习者将它们原封不动地应用到工程情境中以做出伦理决策。这些原则从一个共同的伦理起点开始，通过具体情境中的细节或特定伦理规范的影响而得以更加明确和具体化。在这个过程中，涌现出了一系列被广泛接受并应用的指导性原则，包括支持和尊重自主决策（自主权），避免造成伤害（不伤害），预防危害并提供福利（善行），以及公平地分配好处、风险和成本（公平）。这些指导性原则在实践中发挥着重要作用，帮助学生做出更为理性、公正和负责任的伦理抉择。[2]在普渡大学工程伦理教育来看，共同伦理原则通过清晰地构建特定问题情境下的指定规则，减轻了基于案例方法效率不高的问题，以及基于理论方法需要工程哲学专业知识的负担问题。[3]

总的来看，反身原则整合了反身分析和原则分析的优点，是指根据具体情况通过反思规则与直觉以明确情况和平衡各方，自觉地应用基本道德原则来解决伦理问题。[4]反身原则遵循类似于工程设计的思路来引导决策者在具体案例约束的情境下，将自主权、不伤害、善行和公平四个核心伦理原则的论证、平衡和确定过程进行反思和迭代，从而内化于心。[5]反身原则的推理过程包括：识别伦理原则，在给定案例的背景下对相关伦理原则进行阐述说明，考虑和评估多个利益相关者的观点，在伦理原则之间进行平衡和协调以解决难题，对提出的解决方案进行反思分析。[6]通过多个案例重复进行这些推理过程，对于发展伦理推理能力至关重要。同时，案例的介入也提供了对不同伦理原则进行平衡的实践机会。

二、工程伦理教学框架

在掌握了反身原则的推理方法之后，最重要的是让学生能够运用该方法解决真实的工程伦理问题，这就需要一个系统的教学框架来实现。为构建一个行之有效的教学框架，来自普渡大学工程、通信和伦理教育领域的多学科团队共同开发了超越单纯基于案例分析的“支架式、整合式和反身式分析”（Scaffolded，Integrated，and Reflexive Analysis，SIRA）工程伦理教学框架。该教学框架主要借鉴了医学伦理教育中的伦理原则，基于案例开发，通过结构化学习模块，挑战学生在伦理问题分析中运用高层次推理的能力，并促进全方位对话，反思、审视职业道德规范和伦理原则。

支架式主要是指为支持学习者学习而提供的工具和资源，通过提供高水平的结构化知识为学习者在解决复杂问题的早期阶段提供支持，而随着学习者技能和信心的发展与提高，支架式学习也将逐渐减少。硬支架是始终如一的知识结构，如词汇表、专家信息以及预期学习障碍文本指南等；软支架是由教师提供的动态的、特定情况的支持类型，可根据个人需求量身定制。整合式一方面是指采用整合理念改进原则主义分析方法，另一方面是指每个教学模块都是整合的，每个模块都包括一个工程环境中伦理问题的案例研究，涉及各利益相关者的观点。基于改进的方法和每个具体案例，教学框架可以通过引导学生确定相关事实和利益相关者、背景问题、核心伦理原则和伦理假设，通过反身角度来比较伦理原则和职业守则，以及通过使用批判性思维和优先级分析关键的伦理要素，最终做出合理的决定。反身式分析是由一组问题引导，以鼓励学生对案例进行适用性、相关性和后果分析，能够发挥工程伦理在职业中的积极或预防性作用，同时帮助成长中的工程师在伦理推理实践中获得更深入的见解。[7]

在SIRA工程伦理教学框架下，为更好地让学生参与伦理道德教育，普渡大学工程伦理教育团队基于反身原则开发了四个学习模块和一个元模块，每个模块都以线上线下混合形式提供，将现场课堂互动与网络在线学习模块相结合，用于独立课程或嵌入式课程应用。每一个模块都在两周内完成，让学生经历六个结构化学习阶段，即知识建立、观点分析、比较和对比、冲突诱导、决策和论证、反思和反身（见表1）[8]。知识建立主要是接触和了解案例的背景、场景和事实；观点分析以及比较和对比主要是通过调查多个利益相关者以分析不同群体所持有的观点，然后比较学生和利益相关者的观点，找出各自观点的优劣势；冲突诱导是对技术和伦理专家的意见进行评估与思考；决策和论证是指在学习小组内部建立共识以最终确定并清晰论证最合乎伦理的行动方案；反思和反身是对自主权、不伤害、善行和公平四个原则进行平衡与运用。[9]

普渡大学规定了在六个阶段需要提供给学生的学习内容的类型，以及为实现教育目标所需要的学习形式。支架式内容的提供会随着学习阶段的推进而逐渐减少。元反思阶段要求学生反思他们所学到的知识，以及他们是如何在整个案例分析过程中进行伦理推理的，这一阶段也促使学生进行更高层次的道德推理，从而进一步提高道德推理水平。[10]

四个学习模块涵盖一系列工程学科和多种案例类型（见表2），包括堪萨斯城的天桥倒塌、骨质疏松症治疗的诊断装置、儿童用心脏瓣膜组织工程、英国深水地平线石油公司的石油泄漏。基于案例的模块在早期阶段会提供高水平的支持材料，以帮助学生获得知识及对自身学习能力的信心。随着进入更复杂的学习阶段，教师的角色从专业信息的提供者转变为促进伦理推理的教练。最后阶段让学生反思所学，特别是在案例情境下促使其优先使用指定的4个原则做出最终决定。[11]

三、工程伦理教学效果评估

能否真正提高学生的伦理推理能力是检验工程伦理教学效果的关键。普渡大学为评估其工程伦理课程对学生伦理推理能力的影响，采用三种定量评估措施进行三角测量，分别是定义问题测试2（Defining Issues Test-2，DIT2）、工程伦理推理工具（Engineering Ethical Reasoning Instrument，EERI）、伦理迁移案例（Ethics Transfer Case）。DIT2和EERI分别在一般环境和工程环境中衡量伦理推理的发展阶段，分数越高表明越倾向于伦理自律。[13]案例则为学生提供了一个解决可能与他们未来工作相关的真正伦理问题的机会，能够更直接地评估学生运用所学伦理推理方法的能力。由于DIT2是对原有的通用评估方法的引进，本文着重介绍普渡大学工程伦理团队原创的评估方法，即EERI和伦理迁移案例。

（一）EERI评估

EERI评估方法主要是受劳伦斯·科尔伯格（Lawrence Kohlberg）的道德发展理论、约瑟夫·赫克特（Joseph Herkert）的微观伦理与宏观伦理理论的启发，针对DIT2主要用于评估一般伦理推理而非工程伦理推理的局限性，根据工程案例的特定背景专门设计。EERI评估要求学生进行伦理判断，并且给在决策过程中至关重要的一系列因素进行评分和排名。EERI评估开发了8个案例：住房质量、肥皂盒汽车比赛、国际援助、防洪、护士时间表软件、水质、拨款提案和人行天桥。这些场景都是改编自实际项目并涉及安全问题、设计标准问题等工程伦理问题。表3是肥皂盒汽车比赛案例的具体提问内容与问卷形式。[14]

除了定量方法，EERI评估还包括半结构化访谈和非参与观察等定性方法，表4列举了访谈问题和观察要点。基于对半结构化访谈和非参与观察数据的话语分析和主题分析，将定性结果与定量结果联系起来，从而深入研究受访学生如何在教学设计中进行伦理思考。[16]

（二）伦理迁移案例评估

为衡量工程专业学生使用反身原则进行伦理推理的能力，准确把握能力变化的具体要素，普渡大学开发了伦理迁移案例评估工具。知识迁移是指学生将课程中学到的知识应用在课程外，伦理迁移则是指将课程中的伦理知识应用到课程外的伦理实践，而案例又为学生提供了解决实际伦理问题的机会。因此，伦理迁移案例的设计就为评估学生能否将课程中获得的伦理知识迁移到课程之外的环境中提供了条件，同时通过伦理迁移案例的前测与后测，评估学生课前与课后的伦理推理能力的变化。

伦理迁移案例是四个学习模块案例之外的新案例，如木柴炉的工程设计和分配案例，该案例以美国缅因州用木头取暖的传统为背景，描述了美国环境保护署将木材加热器的排放标准大幅提高后，木柴炉制造商研发成本与销售成本大幅提高，同时买家也面临更高的更换成本的问题，案例要求学生基于缅因州木柴炉制造商首席工程师和环境保护署顾问的视角，给公司提供可行的建议。学生们需要创建思维导图，描述做出决策的每个步骤。[18]

根据教学设计，在正式开始工程伦理教学课程之前，要向学生展示上述案例，并要求他们在对案例做出思考时描述并绘制思维和决策过程图。同时，还要求学生确定改进和支持决策所需的信息。学生分析案例大约需要60分钟，也可以按照自己的进度完成任务，最终通过在线调查工具上传作答结果。[19]通过对学生提交的作业的评估，得出教学对于提高学生伦理推理能力的效果。为此，普渡大学哲学、工程教育和生物医学工程的专家团队基于反身原则的五个推理组成部分：识别、阐述和平衡、换位思考、论证和一致性、反思性，开发了一个评估量表（见表5）。

四、总结与启示

新技术的出现与迭代给工程实践带来了新的伦理问题，也给工程伦理教育带来了更大的挑战。如何让工程师自觉地进行伦理推理，帮助工程师在面临新问题时进行伦理决策，是摆在工程伦理教育领域的核心问题。针对该问题，普渡大学多学科研究团队创造性地结合反身分析和原则分析，提出了反身原则伦理决策方法，并将其以SIRA工程伦理教学框架传授给学生。该团队的调研也证明，由SIRA工程伦理教学框架改编的生物医学和材料工程中的三个案例以及在土木工程学科中创建的一个案例，能够显著提高学生的伦理推理能力[20]，这表明SIRA工程伦理教学框架是工程伦理课程开发的有用工具。为此，我国高校可以借鉴普渡大学工程伦理教育经验，从三方面提高工程伦理教育教学质量。