培養學生工程思維提高畢業設計質量及就業競爭力

白少元　解慶林　游少鴻　丁彥禮

[摘 要]環境工程本科畢業設計是學生綜合分析問題能力的體現，高質量的畢業設計體現了高校的人才培養水平，同時有利于提高學生的就業競爭力。但目前，學生工程思維缺乏是影響其畢業設計質量及就業競爭力的主要問題。在專業知識講授過程及實踐環節培養中注重學生工程思維教育，是提高畢業設計質量，增加學生就業競爭力的有效途徑。

[關鍵詞]環境工程；畢業設計；質量工程；思維；就業競爭力

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）06-0121-03

畢業設計是工科院校人才培養的一個重要綜合性教學環節，承載著對學生專業水平進行綜合考核的功能，需要學生將學到的專業知識進行綜合、實踐、創新，是對學生四年來學習成果的最終檢驗，在教學計劃中占有至關重要的地位。[1][2]因此，畢業設計質量直接影響到學生能否在畢業后順利進入工作角色，并承擔專業任務。然而學生在開展畢業設計的第八學期面臨著就業壓力，急于落實工作單位，加上學生對畢業設計的重要性缺乏認識，很難對設計課題產生應有的興趣，從而難以集中精力潛心開展設計或研究工作，這使得畢業設計質量難以保證。在此情況下，如何使學生保質保量地完成畢業設計任務，是提高學校人才培養質量，促進學生未來職業發展的重要課題。

一、環境工程專業人才需求分析

環境工程畢業生就業方向主要有三種：一是到國家各級環保部門、規劃部門、建設管理部門或科研部門等從事政策、管理、研究等方面的工作，二是到各工礦企業有針對性地解決企業自身環保問題，三是到需要過硬專業素養的環保公司、環評機構、監測機構、環保咨詢公司等從事專業工作。通過對畢業生的追蹤調查，結果顯示，前兩個方向的就業人數較少，大多數環境工程專業畢業生都是到第三類部門從事技術工作，這也是未來就業的大趨勢。環境工程專業市場需要大批實用型環保專業技術人才，這其中最大的就業份額集中在環保工程設計、施工及運行調試等領域。

而與之對應的畢業生就業現狀是：一些工資待遇較好的設計院、環保企業都需要應聘人員具有三年以上工作經驗，畢業生剛入行通常需要接受較低的薪資水平。造成這一現象的原因在于，學生在校所學專業知識與社會實際生產有一定的脫節，學生缺乏工程思維，對一些專業細節知之甚少。雖然學生在水污染控制課程中學習了各種污水、廢水處理工藝和設計計算方法，也進行了相關認識實習與生產實習，但在具體設計過程中，卻偏向理論，對實際問題考慮不周到，如單體構筑物預留人孔的位置及大小，構筑物管道設計安裝方式，管道閥門、水泵等的布設位置等。這使得剛畢業的大學生難以直接勝任工作，還需要在就業崗位上跟學一段時間。若畢業生本身專業掌握知識不牢，則會進一步增加用人單位的人力資源成本及培訓成本。很多企業不愿意為此付出太多時間成本，而是希望環境工程專業畢業生能在走出校門前就具備較好的工程思維，能夠通過短期培訓后迅速上崗，這就對高校人才培養提出了更高的要求。在此情況下，在人才培養的各個環節注重學生工程思維教育，并將其在畢業設計中體現出來，勢必能夠顯著提高學生畢業設計質量，同時增加學生的就業競爭力。

二、畢業設計問題剖析

為了弄清學生畢業設計的問題所在，項目組對我校環境工程專業近五年畢業設計情況開展總體復查工作，分析學生普遍存在的問題，以期將整改措施貫穿在四年人才培養各環節中。分析發現，造成畢業設計與實際工程脫節現象的原因主要體現在設計選題及設計內容兩個方面。

（一）設計選題

社會對環境工程專業畢業生設計能力的要求逐年提高，但畢業設計選題形式還過于單一，難以貼近生產實際、滿足學生的需求，這間接地反映出指導教師對行業發展與技術前沿的不敏感。要解決這一問題，首先需要指導教師更新自身專業知識水平，設計任務結合專業生產實際及技術發展科技前沿動態，避免題目過于陳舊，設計成果沒有實用價值。要將畢業設計視為本科四年學習的深化與升華，學生走向工作崗位前的一次實戰演習。此外，很多學生在進行畢業設計時已經落實好了工作單位或者考上研究生，此時，指導教師安排的設計內容如果與學生的工作性質相差較遠，學生沒有設計熱情，便會降低對自己的要求，影響設計質量。這就需要指導教師及時與所指導學生進行交流，了解學生動向，根據學生的具體情況為其量身定做設計任務，或者直接以學生所落實工作崗位的實際工程問題為題指導其開展畢業設計，激發學生求知欲，真正鍛煉學生的工程思維，提升學生的實踐創新能力。

（二）設計內容

設計內容上的問題主要體現在設計計算和設計圖紙兩個方面。在設計計算方面，學生在構筑物計算過程中習慣性地依據專業課教材中的設計案例進行相關構筑物或工程的計算，而往往不顧國家相關設計規范，或者采用的設計規范為舊版本，沒有采用最新的設計規范。因此，其計算出的成果難以與實際工程設計對接。

以水污染控制類設計任務為例，學生通常以《環境工程設計》《環境工程設計教程》《環境工程設計手冊》等書籍或手冊為參考進行設計，而沒有利用其選用的處理工藝的國家規范進行設計，如城市污水處理廠多采用的工藝《厭氧-缺氧-好氧活性污泥法污水處理工程技術規范HJ 576-2010》、小型污水生化處理工藝《生物濾池法污水處理工程技術規范（HJ 2014-2012）》、高效厭氧反應設計規范《厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應器污水處理工程技術規范》《升流式厭氧污泥床反應器污水處理工程技術規范（HJ 2013-2012）》，以及為行業廢水制定的規范，如《醫院污水處理工程技術規范（HJ2029—2013）》《焦化廢水治理工程技術規范（HJ 2022-2012）》、《電鍍廢水治理工程技術規范（HJ2002-2010）》等。再者，有學生在設計中選擇的參數指標過于冒進，在此情況下，難以保證污水的達標排放。此外，盡管學生設計污水處理各單元構筑物均通過計算得出，但廠區中附屬構筑物，如綜合樓、化驗室、曝氣鼓風機房、機修車間等的設計尺寸卻很隨意，大多數沒有按照《城鎮污水處理廠附屬建筑和附屬設備設計標準 CJJ31-89》和《城市污水處理工程項目建設標準》等規范中規定的參考面積來進行設計。在投資估算方面，也與實際工程差距甚遠，有學生采用的定額甚至還是10年前的標準，使得估算結果沒有參考性。

在設計圖紙上，有的學生未按照《建筑給水排水制圖標準（GB/T50106-2010）》進行標準化繪圖，體現在圖紙上的問題主要有：缺少圖紙說明及圖紙目錄；繪圖比例的不規范，常采用1：220、1：580、1：1700等非標準比例；文字樣式及字體大小的不規范；線型選擇及線寬的不規范。尤其在平面布置圖上，更加凸顯出學生工程思維的缺乏：圖紙上尺寸標示不清；構筑物間道路寬度設計與實際情況相距甚遠；沒有地坪標高，不考慮廠區給水來源、污水排放途徑、雨水管道的設置等。此外，設計圖紙還體現出學生在廠區布局上功能分區意識不清，生活、工作、生產區混淆，也不注意建筑物的南北朝向、不顧風玫瑰圖的指示，如隨意地將綜合樓設置在下風向位置。

由此可見，學生在畢業設計中存在的問題主要是因為缺乏工程思維，設計未考慮實際情況。如何在大學四年人才培養過程中進行工程思維教育，是提高畢業設計質量，增強學生就業競爭力的關鍵。

三、工程思維的培養

工程是人類的創造性實踐活動，工程思維是在工程的設計和研究中形成的思維，是一種籌劃性的思維，是運用各種知識解決工程實踐問題的核心。[3][4]工程思維的培養有別于科學思維，科學家為了得到一個先進的成果可以不計成本，而工程思維需要更多地考慮成本及可靠性。在人才培養過程中，對學生工程思維能力的訓練是一種有目的、有計劃、有系統的教育活動，它對一個人的思維能力影響很大，甚至能在很大程度上造就一個“新”人。

目前，高校教育設計無法系統直觀地讓學生通過課堂專業知識的學習活動認知工程，造成了學生不知道工程是什么，工程活動有哪些環節，每個環節需要做什么工作、怎么做，做的過程應該遵循什么規范等。因此高等工科院校在專業課程講授過程中，可以通過課堂外部環境進行工程環境建設，讓學生直觀地接觸到工程。如水污染控制課程，可以展示一個污水處理廠/站的模型產物，這個產物的誕生需要經過哪些環節，是如何從最開始的規劃構思到后來的建設，如何從無到有地進行全生命周期展現。如在污水處理廠設計環節，向學生展示設計的主要工作和流程，相應的技術文件（設計任務書、圖紙、設計規范），使學生從中了解到整個過程有哪些流程、每個環節需要做什么、遵循哪些規則，讓學生在思想上對工程訓練有認同感，對工程與工程師有更清楚的認識，引發學生的興趣和好奇心。除此之外，在授課過程中，教師要對每個環節規范進行詳細講解，開展研究型、實踐性教學，提醒學生關注身邊的工程細節。

專業課程教育之外，工程思維的培養更加注重學生實踐能力的培養，這可以通過建設實踐基地，促進校企的深度合作來實現。[5]通過大工程觀念的教育理念，形成學生從理論到實踐的非線性思維。通過校企聯合培養，增加學生到企業的學習與實踐機會，強調在工程實踐中強化專業理論知識，從而能夠真正地運用所學知識系統化、綜合化地解決工程實踐問題。因此，在四年的人才培養中，學生需要累積一年的參與生產的經驗，由學校導師與企業導師聯合指導，甚至部分課程在企業學習，由有經驗的工程師現場教學。實踐學習能鼓勵學生的創新意識，激發學生個人興趣，鼓勵學生從辯證的視角思考工程問題。除此之外，學校可以結合專業背景開展寒暑假社會實踐活動，鼓勵學生外出考察，并在考察之前詳細制訂考察計劃以及預期目標。

四、結語

環境工程本科畢業設計是學生綜合分析問題能力的體現，高質量的畢業設計體現了高校的人才培養水平，同時有利于提高學生就業競爭力。筆者通過分析近五年畢業設計中存在的問題發現，工程思維缺乏限制了學生畢業設計質量的提升，因此要通過在課堂專業知識的學習活動中強化學生工程思維的培養，并利用實踐教學環節強化專業知識等措施，來提高學生的畢業設計質量，增強學生的就業競爭力。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張慶樂，董建，王虹，等.環境工程專業畢業設計存在的問題及對策研究[J].中國電力教育，2012（2）：66-67.

[2] 凌琪.結合工程實際改革環境工程本科專業畢業設計教學[J].中國西部科技，2010（16）：78-79.

[3] 賈廣社，曹麗.工程師的工程思維培養[J].自然辯證法研究，2008（6）：71-75.

[4] 楊英杰，邱俊，金星.基于現代工程師的科學思維與工程思維培養[J].現代教育科學：高教研究，2010（2）：149-151.

[5] 趙曉聞，劉寧.基于工程思維視角的我國“卓越工程師教育培養計劃”[J].現代教育管理，2013（2）：69-72.

[責任編輯：劉鳳華]