工程文化概论

“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善。”

高等教育肩负人才培养、科学研究、社会服务和文化传承创新的历史重任，把立德树人作为根本任务，传承人类文化、建构先进文化、创新思想文化，努力培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

黑龙江工程学院在加快推进高水平应用技术大学建设的生动实践中，始终将工程文化教育作为落实立德树人根本任务的办学特色，深入开展工程文化教育，构建了工程文化研究、工程文化基地建设、工程文化环境建设、工程文化活动开展、工程文化传播和工程文化课程建设“六位一体”的工程文化教育体系，推动了具有鲜明特色的大学文化创新性发展。

2012年9月，传播工程文化理念的主题博物馆—工程文化博物馆在黑龙江工程学院正式落成。工程文化博物馆集收藏、展示、科研、教学功能于一体，保存和展陈了学校土木与建筑工程、测绘工程、汽车与交通工程、机电工程四个主干专业在办学和发展中积累的珍贵历史史料、积淀的深厚文化资源和形成的宝贵精神财富，科学地表达了中国和世界工程建设成就，同时将工程文化理念贯穿于专业与技术发展史的展览叙述中，以工程文化培育和塑造学生的健全人格、工程伦理、职业素质和人文艺术修养。

工程文化博物馆坚持以文化人、以文育人，立足学校、面向社会，深入开展内涵丰富、形式多样的工程文化教育，贯通人才培养的全过程。在学生入学初、在校期间、毕业时、毕业后不同成长阶段，持续开展有针对性的工程文化教育活动，打造了“工程师的召唤”特殊毕业仪式、新生入学教育、讲解员大赛等活动品牌，建构了以工程文化博物馆为中心、辐射整个校园的工程文化教育基地群。同时，工程文化博物馆充分发挥高校博物馆的文化育人功能，面向社会公众免费开放，举办工程文化课堂，传播科普知识，传承工程文化，弘扬文化自信。

为全面总结工程文化教育的实践成果，由学校土木与建筑工程、测绘工程、汽车与交通工程、机电工程等骨干专业的教师联合成立了工程文化教材编写组，以工程文化博物馆的展陈布局为大纲，编撰了《工程文化概论》一书，以飨为进一步丰富工程文化教育教学、提升学生工程文化素养、增强学生的民族自尊和文化自信提供支撑和借鉴。

本书由黑龙江工程学院张洪田任主编，张家平、李秀海、齐建家、张金柱任副主编。第1章第1节、第2节、第4节、第5章由张家平编写，第1章第3节由周晓杰编写，第2章由齐建家编写，第3章第1节、第2节由周小新编写，第3章第3节至第7节由张金柱编写，第4章由李秀海编写。全书由张洪田教授负责组织与统稿。本书在写作过程中，得到了许多专家学者的热情指导和学校宣传统战部、工程文化博物馆的大力支持，在此表示衷心感谢。书中参阅了大量国内外研究成果，引述文献已尽量标注，但难免存在疏漏，在此对各文献作者一并感谢。

由于研究力量有限，加之时间仓促，书中不妥之处在所难免，敬请专家和读者批评指正。

编　者 　

2021年10月

工程文化既是一种文化形态，也是一门交叉学科。为适应新时期高等工程教育的需要，发挥工程文化育人功能，推动工程文化教育理论研究与实践，培养德智体美劳全面发展的新时代工程技术人才，本书系统地介绍工程文化的内涵与精神，并分别讲述蕴含在机械工程、汽车工程、测绘工程和路桥工程中的文化基因、价值理念和精神财富。

本书文图并茂，深入浅出，可以作为理工科院校进行工程文化普及的教材，也可作为对工程和工程文化感兴趣的读者深入了解工程文化的参考书。

第1章 工程与工程文化001

1.1　工程 003

1.1.1　何谓工程 003

1.1.2　理解工程的多个维度 006

1.1.3　工程的本质与特征 009

1.2　工程文化 014

1.2.1　工程文化的含义与功能 014

1.2.2　工程文化的历史发展 015

1.2.3　工程与自然、社会的协调 018

1.2.4　工程与科学、技术的关系 023

1.2.5　工程理念制度法规 027

1.3　伟大与失败的工程 031

1.3.1　都江堰水利工程惠泽千古民生 031

1.3.2　切尔诺贝利核电站事故灾难深重 036

1.4　中国工程文化的内涵及精神 039

1.4.1　中国工匠精神 039

1.4.2　中国工程师的职业精神 040

1.4.3　中国工程精神的诠释 042

第2章 机械工程文化047

2.1　机械工程概述 048

2.2　机械工程学科 050

2.2.1　机械工程学科简介 050

2.2.2　机械工程学科基础理论 052

2.2.3　机械工程相关交叉学科 058

2.3　机械工程发展史 064

2.3.1　古代机械工程 064

2.3.2　近代机械工程 071

2.3.3　现代机械工程 075

2.4　机械工程新技术 076

2.4.1　智能制造 076

2.4.2　精密及超精密加工 079

2.4.3　柔性制造 082

2.4.4　增材制造 084

2.4.5　绿色制造 088

2.4.6　生物制造 090

2.5　机械工程与文化 096

2.5.1　机械工程文化的概念与特征 096

2.5.2　机械与社会生产 096

2.5.3　机械工程与我们的生活 100

2.5.4　机械文明的辩证思考 106

2.6　机械工程的未来 107

2.6.1　机械工程技术的发展趋势 107

2.6.2　未来机械工程与生产生活 114

第3章 汽车工程文化115

3.1　汽车发展史 116

3.1.1　蒸汽汽车的诞生 116

3.1.2　台汽油机的诞生 117

3.1.3　辆汽油机汽车的诞生 117

3.1.4　哥特里布·戴姆勒的四轮汽车 118

3.1.5　手工装配单件小量生产 118

3.1.6　汽车史上首次大批量生产 118

3.1.7　车型种类和技术的发展时期 119

3.1.8　汽车技术进步时期 119

3.1.9　汽车产品多样化时期 120

3.1.10　汽车全球化 121

3.2　中国汽车工业发展史 122

3.2.1　中国汽车工业的起步阶段（1950～1965年） 122

3.2.2　中国汽车工业的成长阶段（1965～1980年） 124

3.2.3　中国汽车工业的开放合作阶段（1999年） 124

3.2.4　汽车工业快速发展的阶段（2000年以来至今） 125

3.3　汽车品牌 126

3.3.1　国内汽车品牌 126

3.3.2　国外汽车品牌 130

3.4　汽车基础知识 138

3.4.1　汽车的总体构造 138

3.4.2　发动机 139

3.4.3　汽车底盘 147

3.4.4　汽车车身 151

3.4.5　汽车电气设备 153

3.5　汽车设计 153

3.5.1　方案策划阶段 153

3.5.2　概念设计阶段 154

3.5.3　工程设计阶段 155

3.5.4　样车试验阶段 156

3.5.5　投产启动阶段 158

3.6　汽车制造 158

3.6.1　冲压工艺 158

3.6.2　焊接工艺 159

3.6.3　涂装工艺 159

3.6.4　总装工艺 159

3.6.5　检测 160

3.7　汽车新技术 160

3.7.1　新能源汽车技术 160

3.7.2　智能汽车技术 165

第4章 测绘工程与文化169

4.1　测绘学的概念和研究内容 170

4.1.1　测绘学的概念 170

4.1.2　测绘学研究的内容 171

4.2　测绘学的学科分类 172

4.2.1　大地测量学 172

4.2.2　地图学 174

4.2.3　工程测量学 178

4.2.4　摄影测量学 178

4.2.5　海洋测绘学 179

4.3　测绘学的地位和作用 181

4.3.1　测绘学在国民经济建设中的保障作用 181

4.3.2　在自然灾害监测和环境保护中的作用 182

4.3.3　在社会发展中的作用 182

4.3.4　测绘学在空间探测和国防建设中的作用 183

4.3.5　在当代科学研究中的作用 184

4.4　测绘学发展历史 185

4.4.1　概述 185

4.4.2　地球形状和大小研究 186

4.4.3　地图发展历史 187

4.4.4　测绘仪器发展历史 189

4.5　现代测绘技术 191

4.5.1　全球卫星导航定位系统 191

4.5.2　遥感技术 193

4.5.3　地理信息系统技术 195

4.5.4　“3S”集成技术 196

4.5.5　数字地图制图技术 197

4.5.6　数字摄影测量技术 197

4.5.7　三维激光扫描技术 199

4.5.8　卫星重力探测技术 200

4.5.9　虚拟现实技术 201

4.5.10　现代测绘仪器 201

4.6　测绘技术发展趋势 204

4.6.1　大地测量发展趋势 205

4.6.2　工程测量发展趋势 206

4.6.3　地图制图学发展趋势 208

4.6.4　摄影测量与遥感发展趋势 209

4.6.5　地理信息系统发展趋势 212

4.6.6　海洋测绘发展趋势 212

第5章 路桥工程文化213

5.1　道路工程 214

5.1.1　道路的历史发展 214

5.1.2　道路结构与材料的历史演进 221

5.1.3　道路的设计与修筑 226

5.1.4　天路是什么路 234

5.2　桥梁工程 243

5.2.1　跨水越谷 243

5.2.2　桥梁结构 249

5.2.3　两座大桥的启示 259

参考文献270

文图并茂，深入浅出