解决复杂工程问题的人才培养探究

摘要：本文通过梳理复杂工程问题内涵，对培养本科生具有解决复杂工程问题能力内涵进行了深入剖析，提出了从工程设计能力、实践能力和社会能力三个层面多个渠道来培养解决复杂工程问题能力的本科生教育培养计划和教育培养实施，旨在为我国解决复杂工程问题能力的本科人才培养提供借鉴作用。

关键词：复杂工程问题；人才培养；实践能力

一、解决复杂工程问题的界定

1.复杂工程问题的界定。2016年12月，在讲话中指出“教育强则国家强。高等教育发展水平是一个国家发展水平和发展潜力的重要标志”。[1]对于工程类的本科教育而言，培养学生将理论知识与实际工程相结合，成为具备解决复杂工程问题能力的综合性人才，是高校及教师的职责所在。随着经济全球化，培养具备就业竞争力的国际型人才成为高校教育的目标，而社会也日益显现对具备解决复杂工程能力人才的需求。目前，国内复杂工程问题的理论基础主要源于《华盛顿协议》[2]和《工程教育认证标准》[3]，二者对复杂工程问题的界定极具相似性，均通过阐述复杂工程问题的七个特性阐释复杂工程问题的内涵，其包含主特性和其他6个特性中的一个或多个的问题就是复杂工程问题。2.解决复杂工程问题能力的界定。《华盛顿协议》和《工程教育认证标准》对复杂工程问题的阐释主要是从所需知识深度、冲突需求广度、分析需求深度、熟悉问题范围、规范标准范围、利益相关者的牵连度及各方需求的冲突度、相互关联等七方面开展[4]。具体到工科类本教学，应从专业基础技能、专业实践能力、社会能力和综合能力等四方面培养学生解决复杂工程问题的能力，使学生具有专业性、广泛性、透彻性、灵活性、延展性、协调性、综合性等能力特性人才。

二、解决复杂工程问题教学体制改革

1.基本教育体制改革。近年来，以成果为导向的“基于创新能力”、“基于工作能力”、“双向导师制”等教育培养目标已成为本科院校教育体制的核心，旨在培育出具备基础工作能力的应用型大学生。通常，本科生在步入社会工作需要一段时间的适应期，适应期长短则源于本科生在教育培养与工作需求之间的差异程度，源于本科生教育教学过程中的创新能力和解决问题能力培养的达成，源于高等院校教育教学目标落实和实施成果。因此，基本教育体制改革决定着当今本科生适宜社会、适宜发展的基本技能。2.“解决复杂工程问题”的教学改革。基于《华盛顿协议》和《工程教育认证标准》，近年来，本科工科类院校和工科类专业以培养学生解决复杂工程问题能力为导向，开展了精细化的教育教学改革：在课程体系设置和所达学分方面，《工程教育认证标准》中明确规定了课程体系中的数学与自然科学类课程、工程基础类课程和专业基础类课程、工程实践和毕业设计环节、人文社会科学类通识教育课程必须占学生完成本科学业总学分的比例要求。为此，全国工科类专业以达成工程教育认证标准要求为目标，不断修改和完善课程体系[5]，建设和实施新的课程体系。在教学模式改革方面，逐步取缔以教师为主导的课堂授课和学生课后练习的“单向输入式”教学模式。为此，教学模式改革应以“授之以渔”为价值内核，实施以学生为中心、教师引导的“多向吸收式”模式，培养学生具有自发、主动、钻艰、研微的学习习惯，拥有独立、创意、创新、缜密的思考意识，进而具备解决复杂工程问题的能力。

三、解决复杂工程问题的工程设计能力培养

1.“渗入式”教学模式培养。工科类大学生的工程设计能力在入校之际几乎均处于空白状态，因此，如何在专业培养计划中落实工程设计能力渗入培养，如何在教学环节中实施工程设计能力提升培养，对本科生的工程设计能力培养至关重要，因此，对工科类专业的成果导向教育建设尤为重要。我校环境工程专业从解决复杂工程问题的工程设计能力培养出发，设置了“基础理论—应用理论—应用技能—应用实操—应用培训”的渗入式教学培养模式。2.“纽带式”传承模式培养。随着教育理念的与时俱进，目前全国高等院校都在逐年扩招本科生和研究生，而高校教师的扩招比例明显赶不上学生的递增比例，导致目前教师工作压力较大，许多教学环节不能亲历亲为。在此背景下，由教师所带的博士生/硕士生指导本科生实践和本专业的毕业生指导本科生实践的“纽带式”传承模式自然诞生。“纽带式”传承模式是教师以其工程设计项目为基础，将工程项目所达成的目标清晰传授给博士生/硕士生/本科生，然后由博士生/硕士生负责组织本科生进行现场调研、方案设计、图纸设计和工程对接等工程项目的开展。3.“联合式”互利模式培养。在历史传承教育体制熏陶下，高校教师近年来也充分利用校友、学缘和企事业等多方面资源，通过“联合式”互利模式来提升学生解决复杂工程设计的能力，帮助学生更好融入社会。如在寒暑假或毕业设计阶段将学生推荐到设计院，让学生进行实习或毕业设计，使学生接触实际工程设计，对提升学生解决复杂工程问题能力起到了积极的推进作用。与此同时，学生在工程项目的历练过程中，自身对工程项目的规范掌握、工程技能的深化、工程设计软件的使用都得到了迅速提升，解决复杂工程问题的能力得以锻炼。通过近几年的实践，我校环境工程专业本科毕业生的工程能力得到了社会的认同，教师工程设计实践能力也同步得到快速提升。

四、解决复杂工程问题的实践能力培养

1.工程综合实验能力培养。大学新生一般均具有一定的物理、化学、生物等方面的基本实验技能，本科教育要注重学生综合实验能力培养，有效提升本科生实践能力。我校环境工程专业开设了针对环境污染项目的综合环境监测实验，综合实验一般包括污染指标监测内容和监测频率确定、监测地点论证、监测方法的合理选择、监测仪器的科学操作、监测数据计算和分析、监测异常情况论述、监测结论分享、监测报告撰写等。2.工程综合实践能力培养。工程综合实践能力培养必须采用多渠道、多样式、多领域的模式，满足大学生需求，从而不断提高其工程综合实践能力。我校环境工程专业近年来通过校内外各种活动平台，调动了学生参加实践活动的积极性，并在实践活动中提升了综合解决复杂工程问题的能力。校内每年定期组织节能减排大赛，年均有50%以上的学生参加了给水、污水、雨水、大气、固废、碳排放、新材料合成等不同领域的工程项目。3.夯实实践能力培养模式。我国本科生实践能力培养同样需要在教学环节设计中不断深入、凝炼和创新，在学生工程实践能力培养方面构建细腻的培养计划、吻合的实践环节、扎实的实践内容、创新的考核方式，对培养本科生解决复杂工程问题的实践能力卓有成效。我校环境工程专业“大一”期间环境概论课程后首次开设了专业认识实习。在“大二—大三”期间环境工程专业必修课后开设了专业必修课的课程设计。在“大三—大四”期间环境土建工程基础、环境工程施工等课后开设了专业生产实习。在“大四”期间开设了专业毕业实习，组织学生全方位进行专业技术和工程实践相结合实习，涉及四年所学的所有理论知识的广度和深度，所有实践技能的创新性和突破性。培养学生具备解决复杂工程问题的能力，不仅是《华盛顿协议》和《工程教育认证标准》的硬性标准，更是社会对工程类人才的需求。因此，我们必须通过教学改革、工程设计能力、工程实践能力和社会能力等多方面的培养与锻炼，使学生能够在国家建设中解决复杂工程问题。历经六十九年的众志成城，砥砺前行，使中国从一个落后贫穷的国家成为经济、科技、创新等多个领域走在世界前沿的佼佼者，而这一切与教育是分不开的。培养具有国际竞争实力的工程人才，是国家对高校及教师的要求，更是每一个教师责无旁贷的责任。

参考文献：

[1]:把思想政治工作贯穿教育教学全过程[EB/OL].2016-12-08.

[2]《工程教育认证标准》(2017年11月修订)[EB/OL].

[3]蒋宗礼.本科工程教育:聚焦学生解决复杂工程问题能力的培养[J].中国大学教学,2016,(11):27-30+84.

[4]阎群,李擎,崔家瑞,徐银梅,王国霞.大学生解决复杂工程问题能力的培养[J].实验技术与管理,2017,34(11):178-181+186.

[5]杨毅刚,孟斌,王伟楠.如何破解工程教育中有关“复杂工程问题”的难点———基于企业技术创新视角[J].高等工程教育研究,2017,(02):72-78.

作者:李颖 张胜楠 单位:北京建筑大学水环境部级实验教学示范中心