课程性质
课程定位为文化素质教育核心基础课程，主要面向大文科和理科等非工科本科生，属于文科生必修课。课程类型为理论+实践类课程，采取大班上课+小班研讨的教学组织模式。
课程编号
11510023
教学目标
通过名家导引、产业案例研讨和小组探究实践等形式展开探究式自主学习，有助于非工科学生接触工程实际、获得工业体验、感受工业文明、了解工程系统、熏陶工程思维，同时强化严谨的工作作风、逻辑思维和团队合作精神。
课程简介
课程总体框架确定为“工程思维、实践本位、人文视角”。
本课程以名家讲述产业系统为导引，以系统科学的基本定律为线索，以学生团队形式参与工程实践为载体展开内容，通过理论与实践相结合，使学生体验工程实践，了解工程系统，强化工程思维，感受工业文明。
课程为3学分(课内48学时课外96学时)，分三个阶段进行：
第一阶段：名家讲座，了解产业系统，提高工程认识；
第二阶段：剖析产业案例，了解系统工程思维；
第三阶段：开展团队小组研讨，实践工程项目。
教学内容
名家讲座（课内15学时，课外15学时）
- 工业化使命和清华文化的生成-人文学院程刚（2学时）
- 通识教育视角看工程教育-数学系白峰杉（3学时）
- 工业产品与艺术设计-美术学院刘新（2学时）
- 工程哲学与工程思维-社科学院鲍鸥（3学时）
- 工业生态学与工程伦理-环境系石磊(2学时)
- 注：每次课后有阅读要求，课上2-3学时/次，课下2-3学时/次，共5次
剖析产业案例，了解系统工程思维（课内18学时，课外18学时）
- 能源工业：重点理解系统观之整体优化律
- 材料工业：重点理解系统观之结构质变律
- 化学工业：重点理解系统观之层次转化律
- 制造业： 重点理解系统观之差异协同律（现场参观长安汽车基地）
- 高新技术产业与新兴战略性产业：重点理解系统观之自组织涌现律
- 建筑业： 兼论生产与文化的关系
- 注：每次课后有阅读要求，课内3学时/次，课外3学时/次，共6次。
开展团队研讨，实践工程项目（课内15学时加课外50学时）
- 团队每组8-10人，围绕主题实践并升华产业认识，每组配1名指导教师。教学方式包含教师讲解，学生亲身体验实践，小组主题讨论，教师辅导，实践验证等教学环节。每组分两个主题方向，每个小组方向4-5人。
| 案例名称 | 实践单元 | 案例目标 | 分类 |
|---|---|---|---|
| 化工及能源行业过程控制优化 | 流程控制实验装置 | 化工及能源行业过程控制优化 | 化工、能源 |
| 大规模生产的智能化与定制化 | 柔性线 | 典型汽车行业 | 汽车 |
| 3D打印-制造业的未来 | 3D打印 | 无限的可能 3D打印的精确度与功能桌面级、工业级、高精度 3D打印发展方向 | 3D打印 |
| 沙盘点兵 | 智能工厂沙盘 | O2O系统仿真与实体沙盘结合的案例学习，进行沙盘模型搭建、仿真系统搭建、模型计算优化等 | 工业系统构成 |
| 天工开物，道技合一 | 焊接，焊接机器人 | 焊接技术的发展，焊接产业的构成和运行方式 | 焊接与切割 |
| 穿越六千年的文明—铸造技术的发展 | 砂型铸造，消失模铸造与3D砂型打印 | 铸造技术的发展，跨学科融合渗透的技术变革 | 冶金产业、绿色环保 |
| 可持续发展—低碳环保设计与实践 | 无碳小车设计制作，斯特林发动机设计制作 | 低碳环保的可行性途径，成本与社会效益 | 绿色低碳环保 |
| 最强大脑—人工智能产业 | 云计算平台使用，TensorFlow使用 | 安卓应用开发，语音识别开发 | 信息产业、软件、电子 |
- 注：每次课后有阅读、研讨与实践要求，课上3学时/次，共5次，课下总50学时。
小组（每个小组方向）汇报展示，凝练工程思维（课内3学时加课外16学时）
- 注：课后各小组方向进行讨论，准备和制作汇报材料，共16学时
教学具体安排
第1周：课程考核要求及安排介绍（1学时）+工业化使命和清华文化的生成（程刚，2学时）
第2周：通识教育视角看工程教育（白峰杉，3学时）
第3周：工业产品与艺术设计(刘新，2学时)+课程案例考察与指导老师见面(1学时)
第4周：面向工业4.0的制造业生产模式（李双寿，3学时）
第5周：煤炭、石油与电力产业-整体优化律
第6周：新能源、钢铁产业-整体优化律、结构功能律
第7周：工程哲学与工程思维（鲍鸥，3学时）
第8周：工业生态学与工程伦理（石磊2学时）+期中考试(1学时)
第9周：化学工业-层次转化律
第10周：机械产业-差异协同律
第11周：汽车产业-现场参观长安汽车基地
第12周：建筑产业-生产与文化的关系
第13周：小组方向的案例统一预演与指导（案例实践从第9周启动，每周1次）
第14周：小组方向的统一汇报展示（周末，和白峰杉课程学生一同交流）
- 注：小组案例实践环节在第9周正式启动，实践5次。除课程所设案例实践统一时间段以外，其他周次保证每周每个案例均自行组织实践1次。