聚焦解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐

趙宇 胡春紅 藺海曉

[摘 要] 工程教育認(rèn)證明確要求著重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。結(jié)合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及新修訂的專業(yè)類補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，闡述了復(fù)雜工程問(wèn)題的基本特征及含義;探討了培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的途徑與方法，通過(guò)開(kāi)展本科生學(xué)業(yè)導(dǎo)師制改革、推進(jìn)校企深度融合、強(qiáng)化學(xué)生科技創(chuàng)新、加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求等方法，將培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力貫穿整個(gè)人才培養(yǎng)全過(guò)程;分析了對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力達(dá)成的評(píng)價(jià)方法，對(duì)工科專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

[關(guān)鍵詞] 工程教育;專業(yè)認(rèn)證;復(fù)雜工程問(wèn)題;達(dá)成評(píng)價(jià)

[基金項(xiàng)目] 2020年度河南省新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目“土木類專業(yè)校企產(chǎn)教融合協(xié)同育人模式改革與實(shí)踐”（2020JGLX036）;2018年度河南理工大學(xué)新工科建設(shè)研究與實(shí)踐項(xiàng)目“面向解決復(fù)雜工程問(wèn)題的土木類人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐”“基于OBE教育理念的土木工程專業(yè)課程教學(xué)模式改革研究與實(shí)踐——以‘混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理課程為例”（校教〔2018〕30號(hào)）

[作者簡(jiǎn)介] 趙 宇（1981—），男，河南永城人，工學(xué)博士，河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，主要從事隧道及地下工程方面的教學(xué)與科學(xué)研究;胡春紅（1976—），女，河南項(xiàng)城人，工學(xué)博士，河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，主要從事結(jié)構(gòu)工程方面的教學(xué)與科學(xué)研究;藺海曉（1978—），男，河南登封人，工學(xué)博士，河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，主要從事工程力學(xué)方面的教學(xué)與科學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G640? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2021）20-0085-04? ?[收稿日期] 2021-01-10

我國(guó)高等教育已從精英教育跨入大眾化教育階段，目前正處于以質(zhì)量提高為主的內(nèi)涵式發(fā)展階段[1]。2016年6月，我國(guó)正式成為第18個(gè)工程教育專業(yè)認(rèn)證國(guó)際互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》成員，所有通過(guò)專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)生取得的學(xué)位將得到國(guó)際互認(rèn)。截至2019年底，全國(guó)共有241所普通高等學(xué)校1353個(gè)專業(yè)通過(guò)了工程教育認(rèn)證[2]。工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)（2017年11月修訂）中有12條畢業(yè)要求，其中8條要求與培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力相關(guān)[3]。工程教育認(rèn)證土木類補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)（2020年修訂）中對(duì)于課程體系設(shè)置，明確要求培養(yǎng)學(xué)生具有綜合運(yùn)用寬口徑專業(yè)知識(shí)和技能識(shí)別、表達(dá)分析和解決土木類復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[4]。因此，如何按照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合行業(yè)、區(qū)域發(fā)展、學(xué)校辦學(xué)實(shí)際及專業(yè)定位，更好地培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，已經(jīng)成為各高校和專業(yè)建設(shè)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

一、復(fù)雜工程問(wèn)題的特征及其含義

工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題具備的特征進(jìn)行了詳細(xì)描述[3]。復(fù)雜工程問(wèn)題必須具備下述特征（1），同時(shí)具備下述特征（2）～（7）的部分或全部：（1）必須運(yùn)用深入的工程原理，經(jīng)過(guò)分析才可能得到解決;（2）涉及多方面的技術(shù)、工程和其他因素，并可能相互之間有一定的沖突;（3）需要通過(guò)建立合適的抽象模型才能解決，在建模過(guò)程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性;（4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的;（5）問(wèn)題中涉及的因素可能沒(méi)有完全包含在專業(yè)工程實(shí)踐的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中;（6）問(wèn)題相關(guān)各方利益不完全一致;（7）具有較高的綜合性，包含多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子問(wèn)題。

由上述復(fù)雜工程問(wèn)題的特征可以看出，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的核心是對(duì)學(xué)生的工程知識(shí)提出了“學(xué)以致用”的要求。這不僅對(duì)學(xué)生本科階段需要學(xué)習(xí)的知識(shí)結(jié)構(gòu)有了明確要求，更重要的是對(duì)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行工程運(yùn)用提出了更高的要求。學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的要求已經(jīng)由“知識(shí)點(diǎn)的掌握”變成“深入分析后的工程應(yīng)用”，更加強(qiáng)調(diào)利用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題。對(duì)于研究（創(chuàng)新性方法）的要求也更加強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用性研究，而非基礎(chǔ)科學(xué)研究，研究源于工程且最終應(yīng)用于工程。根據(jù)行業(yè)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)專業(yè)人才的需求，解決復(fù)雜工程問(wèn)題更加強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作和多學(xué)科的交叉融合，需要綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化解決[5，6]。

二、培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的舉措

根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題特征的描述，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力必須貫穿整個(gè)人才培養(yǎng)全過(guò)程，需要將培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力進(jìn)行細(xì)化，變成明確、可衡量的具體要求，再逐一分解落實(shí)到人才培養(yǎng)方案中的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。在人才培養(yǎng)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生把解決復(fù)雜工程問(wèn)題作為學(xué)習(xí)的根本出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，貫徹“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的教育理念，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式與方法，強(qiáng)化實(shí)踐能力培養(yǎng)[7-9]，注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的監(jiān)督與管理，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力培養(yǎng)。

1.開(kāi)展本科生學(xué)業(yè)導(dǎo)師制改革。以工程項(xiàng)目為牽引，從入學(xué)之初，導(dǎo)師就要聯(lián)合企業(yè)給學(xué)生確立一個(gè)明確的、他們感興趣的工程項(xiàng)目，幫助學(xué)生構(gòu)建分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題所需要學(xué)習(xí)的完整的課程知識(shí)體系，制訂更具個(gè)性化的培養(yǎng)方案和學(xué)業(yè)生涯規(guī)劃，明確學(xué)生的學(xué)業(yè)方向和人生目標(biāo)。學(xué)生通過(guò)具體課程的學(xué)習(xí)、參與學(xué)業(yè)導(dǎo)師相關(guān)課題研究、社會(huì)實(shí)踐和學(xué)科競(jìng)賽等，其專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力均能得到很大提高，從而達(dá)到培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的目標(biāo)。在本科生學(xué)業(yè)導(dǎo)師制改革過(guò)程中，充分發(fā)揮專業(yè)教師在人才培養(yǎng)中的主導(dǎo)作用，圍繞解決工程實(shí)際問(wèn)題設(shè)置個(gè)性化的培養(yǎng)方案，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體，最大限度地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，更好地促進(jìn)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成。

2.強(qiáng)化解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的教學(xué)環(huán)節(jié)。為了強(qiáng)化學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力培養(yǎng)，必須在人才培養(yǎng)方案制（修）訂過(guò)程中，合理設(shè)置能夠凸顯學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)和土木類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)對(duì)課程體系內(nèi)容均有明確規(guī)定，課程體系的設(shè)置要以培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)、實(shí)踐能力和人文素養(yǎng)為總目標(biāo)，以社會(huì)發(fā)展對(duì)專業(yè)人才的需求為導(dǎo)向，構(gòu)建以知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高為一體，適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求并能與國(guó)際接軌的課程體系。加強(qiáng)通識(shí)類課程教育，注重學(xué)生社會(huì)責(zé)任和社會(huì)主義核心價(jià)值觀的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合考慮社會(huì)、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化解決;強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與工程實(shí)際相結(jié)合，把所學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用于解決工程實(shí)際問(wèn)題;設(shè)置創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模塊，并與專業(yè)教育有機(jī)結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識(shí)和能力;合理設(shè)置體現(xiàn)多學(xué)科交叉融合的選修類課程，為學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題、制訂個(gè)性化培養(yǎng)方案提供幫助。