工程教育專業認證背景下畢業設計教學的探索與實踐

黃冬輝　宣衛紅　劉志峰

摘要：本文以工程教育專業認證對解決復雜工程問題的畢業要求為著力點，闡述土木工程專業復雜工程問題的特征。以本專業在工程教育專業認證背景下復雜工程問題的畢業設計選題改革思路為切入點，強調過程管理與校企合作，探索實踐符合解決復雜工程問題的畢業設計有效做法，提升土木工程專業畢業設計的整體水平，促進符合畢業要求的土木工程本科畢業生的培養。

關鍵詞：工程教育專業認證；《華盛頓協議》；土木工程；畢業設計；復雜工程問題

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）49-0161-02

一、復雜工程問題釋義

1.必須運用深入的工程原理，經過分析才可能得到解決。這就要求學生具備扎實的基本“工程原理”；從基礎知識出發，不滿足于淺顯的工程原理，而是應更進一步運用深入的原理，能夠熟練靈活的綜合應用，即體現“經過分析”。

2.涉及多方面的技術、工程和其他因素，并可能相互有一定沖突。本校土木工程專業的學生以建筑工程培養方向為主，應以此為基礎，跨專業方向跨學科學習多方面的技術、工程等。

3.需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現出創造性。這需要學生將復雜的工程問題分解或簡化，并抽象為計算物理模型或數學模型，從而利用科學知識和理論來解決問題

4.不是僅靠常用方法就可以完全解決的。說明不能僅靠常用方法就能完全解決的問題，就需要綜合應用多種方法或創新思路來解決復雜問題。不是僅靠常用方法，表現在兩個方面：一是集成式的創新，能夠綜合應用多種方法來解決的問題；另一種是原創新方法，打破現有方法的局限，基于工程原理，另辟蹊徑，尋求解決方法。

5.問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業工程實踐的標準和規范中。在現有的專業工程實踐的標準和規范沒有明確的表述，但是其求解方法還是基于基本的科學原理或工程原理。要求學生能夠創造性的，透過表象看本質，靈活應用已有的原理來解決標準和規范沒有明文規定的問題。

6.問題相關各方利益不完全一致。實際工程應用中尋求的目標往往不是唯一的，并且這些目標多數情形下又是相互矛盾對立的。這就要求學生學會利益均衡，要有大局意識和整體宏觀視野，把握事物的主要矛盾，照顧各方訴求。

7.具有較高的綜合性，包含多個相互關聯的子問題。體現了問題與系統的規模、難度、復雜性和綜合性。要求學生從整體把握解決問題的方向，以系統的視角去看問題，發現相互關聯的子問題間的彼此影響和制約，不能只顧宏觀層面而忽略了細節，也不能陷于局部而拖累了整體。

二、基于解決復雜工程問題的畢業設計選題導向

（一）傳統土木工程專業畢業設計選題

以傳統土木工程專業畢業設計題目主要分三個方向，框架結構設計、基坑支護設計和相關論文?？蚣芙Y構設計部分以三跨四層或五層的框架結構最為常見，能夠使學生綜合應用專業基礎知識或專業知識，運用科學原理和工程原理，解決工程實際問題。這種做法存在的主要問題在于，通常采用常用的方法解決常規的問題，采用矩形建筑平面，對稱結構。這樣使得畢業設計內容相對單一，難度較低，工作量較小，與復雜工程問題有一定差距。

（二）基于復雜工程問題的畢業設計選題改革思路

基于前述復雜工程問題的釋義，對照復雜工程問題的特征，需要學生能夠運用深入的原理，綜合多方面因素的考量，以解決復雜的工程技術問題。因此，要求設計的選題能夠培養學生向解決復雜工程問題方向轉移。對此，我校土木工程專業制定了《土木工程專業畢業設計選題的補充規定》，對畢業設計選題做了明確規定。

三、探索實踐畢業設計質量提升的有效做法

（一）質量提升的保障措施

1.強化理論教學，夯實基礎。通過建章立制規范教學管理，建設各層級的優秀課程、精品課程，大力培養青年骨干教師，指導學生參與學科競賽，充分調動學生的主觀能動性，提升課堂教學效果，打牢專業知識，強化實踐能力，為畢業設計能夠解決復雜工程問題奠定良好基礎。

2.完善實踐教學，加強應用。實踐是工程的本質，實踐是創新的基礎，沒有系統和充分的實踐，解決復雜工程問題能力的培養只能是紙上談兵。土木工程專業以課程設計為核心，以三大實習（認識實習、生產實習和畢業實習）來助推，強化課堂實踐與校外實踐的有機結合，是最基本的專業實踐。

3.提升教師能力，指導有方。畢業設計復雜工程問題選題的引入，對指導教師提出了更高的要求。完善指導教師知識結構、提高指導能力是學生畢業設計能力和質量提升的又一重要因素。培養學生解決復雜問題的能力，首先需要建立教師工程專業知識結構調整和補足體系。

（二）畢業設計全過程跟蹤

1.制定標準，嚴把畢業設計選題關。突出以生為本的人才培養理念，突出解決復雜工程問題，把好畢業設計選題關。土木工程專業按照工程教育專業認證的要求，結合本校學生的實際，探討基于解決復雜問題的畢業設計選題方案。

2.明確要求，制定科學合理的任務。由指導教師根據選題，制定科學合理的設計任務。明確畢業設計目的與要求，以設計院或施工單位實際工程為藍本，以工程所在地的水文、氣象、地質條件（地勘報告）為設計資料，制定符合解決復雜工程問題的任務要求，注重手算的理論計算過程，同時也要突出軟件設計的能力，以達到理論和實踐的綜合訓練。任務書經本專業畢業設計指導小組研討并逐一審核確認后方可實施。

3.調研實習，理清思路完善開題。指導學生根據任務書的要求，經過獨立查閱大量文獻，經多種形式的調研初步理清設計思路。隨后，開展畢業實習，由指導教師帶領學生參觀學習與選題相關的建筑結構，到施工工地或設計單位現場觀摩實習，使學生在現場有深刻的感性認識，了解工程的實際需求與應用，優化建筑方案、完善結構設計思路。

4.虛實結合，既要面子更要里子。針對面子工程，對學生進行畢業設計撰寫格式進行培訓，形成規范化的畢業設計報告。更為重要的是，規范過程控制是畢業設計內涵質量提升的里子工程，通過指導教師全過程、高密度參與，強化每個環節的過程控制，滿足質量要求、進度與計劃保持一致。

5.質量評價，持續改進提升質量。畢業設計的成績是通過指導教師評分、互評教師評分和答辯成績組成。答辯成績比重較大，答辯環節可直接檢查學生對復雜工程問題的分析理解能力，對解決復雜問題的掌握和應用程度，這是對畢業設計質量最好的評價。通過答辯不僅評價了設計質量，更重要的是發現問題、指出問題，從而又進一步提高了設計質量。

四、結語

工程教育專業認證是高校教學改革的內在要求，為工程類專業的建設與人才培養指明了方向，基于解決復雜工程問題的畢業設計的開展，使得土木工程專業的學習能更加緊密的聯系實際，在教學過程中優化與控制，在實踐過程完善與應用。作為高校教師，要切實擔負起育人的責任，切實提高畢業設計質量、增強學生復雜工程問題處理的綜合能力。

本文以金陵科技學院土木工程專業為例，客觀闡述基于解決復雜工程問題的畢業設計的教學改革的研究與探索進行，以期與相關院校專業交流、研討與借鑒。

參考文獻：

[1]李志義.對我國工程教育專業認證十年的回顧與反思之二：我們應該防止和摒棄什么[J].中國大學教學，2017，（01）：8-14.

[2]林健.如何理解和解決復雜工程問題——基于《華盛頓協議》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016，（05）：17-26+38.

[3]彭文慶，朱永健，彭剛.基于“培養解決復雜工程問題能力”的工程教育專業認證探討[J].當代教育理論與實踐，2017，（06）：14-18.