工科畢業(yè)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析和教學(xué)體系構(gòu)建的思考

丁勇　李文婧　高亞鋒

摘要：針對(duì)工程學(xué)科知識(shí)體系的構(gòu)建問(wèn)題，以工科畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)展為切入點(diǎn)，基于建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的課程構(gòu)成分析，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)生對(duì)知識(shí)體系掌握和應(yīng)用程度、產(chǎn)生原因及效果影響的調(diào)研，深入分析了當(dāng)前工科課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，指出學(xué)分需求模式下課程覆蓋面不足、知識(shí)體系不健全、工程應(yīng)用性欠缺的現(xiàn)狀，以及由此產(chǎn)生的在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)學(xué)生知識(shí)掌握不牢固、系統(tǒng)性不足、需要再學(xué)習(xí)等問(wèn)題?；谛鹿た瓢l(fā)展要求，工程專業(yè)人才培養(yǎng)需要適于當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，進(jìn)行學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)知識(shí)的重新梳理和完善更新，結(jié)合教學(xué)模式和學(xué)習(xí)需求，構(gòu)建適合不同發(fā)展方向的課程體系，擴(kuò)大專業(yè)知識(shí)的覆蓋面，根據(jù)高校人才差異化培養(yǎng)的特點(diǎn)，面向人才需求提升課程設(shè)置要求，提高教育教學(xué)水平，從知識(shí)體系、課程體系和人才培養(yǎng)3個(gè)層面構(gòu)建教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：工科；課程設(shè)置；教學(xué)體系；畢業(yè)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.47 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2023）01-0192-06

畢業(yè)設(shè)計(jì)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論、知識(shí)和技能，針對(duì)一個(gè)實(shí)際的工程問(wèn)題進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和研究，其過(guò)程包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、經(jīng)濟(jì)論證以及合理化建議等，最后提交包括分析報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙等在內(nèi)的完整工程設(shè)計(jì)資料，其目的是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是評(píng)定畢業(yè)成績(jī)的重要依據(jù)，學(xué)生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯，成績(jī)?cè)u(píng)定合格方能畢業(yè)［1］。

在工科專業(yè)教學(xué)體系中，畢業(yè)設(shè)計(jì)具有十分重要的作用，是評(píng)價(jià)和反思教學(xué)效果的關(guān)鍵所在，基于畢業(yè)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，以逆向思維的模式，重新審視工科類專業(yè)教學(xué)體系的構(gòu)建，并提出合理化建議［2-4］。

一、專業(yè)學(xué)分分析

按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求，學(xué)生需要完整回顧相關(guān)專業(yè)課的內(nèi)容，并參照實(shí)際工程的要求，運(yùn)用專業(yè)知識(shí)完成“理論到實(shí)踐”的過(guò)程轉(zhuǎn)換。以重慶大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)為例，本科課程設(shè)置分別為基礎(chǔ)課程（包括公共基礎(chǔ)、通識(shí)教育、大類基礎(chǔ)課程）、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)［5］，其中，各類課程中又分別設(shè)置了必修和選修課程。在重慶大學(xué)最新的本科培養(yǎng)方案中，專業(yè)

基礎(chǔ)課和專業(yè)課的必修課程與選修課程學(xué)分比分別為7.7∶1和1.2∶1。在專業(yè)基礎(chǔ)課程的設(shè)置中，必修課學(xué)分占88.5%，占較大比重；而專業(yè)課中的必修課學(xué)分占比為54.5%?？梢?jiàn)，在專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)中，必修課比例達(dá)到80%以上，專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)覆蓋面較大；但在專業(yè)課的學(xué)習(xí)中，必修比例剛剛超過(guò)一半，大部分的專業(yè)課內(nèi)容處于可選擇狀態(tài)。理論和應(yīng)用兩類12門(mén)選修課程共計(jì)31.5學(xué)分，要求最低選修10學(xué)分，對(duì)應(yīng)每門(mén)課程約2～4學(xué)分不等，平均選擇4門(mén)課程就可滿足學(xué)分要求，也就是說(shuō)，在所設(shè)的12門(mén)課程中，如果以滿足學(xué)分要求為目的，大約只有1/3的課程會(huì)被選擇，而接近2/3的課程不會(huì)被選擇。

通過(guò)學(xué)分設(shè)置和課程結(jié)構(gòu)體系設(shè)置的分析［6-7］，可以初步看到，大約2/3的專業(yè)知識(shí)可能因?yàn)椴恍枰獙W(xué)分而被忽略。剛剛接觸專業(yè)的學(xué)生很難辨別和判斷應(yīng)該選擇的課程，學(xué)生的基本出發(fā)點(diǎn)大概率是以滿足畢業(yè)要求為目的，因此，存在大部分專業(yè)知識(shí)被忽略的現(xiàn)象。

二、畢業(yè)設(shè)計(jì)問(wèn)題調(diào)研與分析

為進(jìn)一步分析該問(wèn)題存在的原因和由此產(chǎn)生的影響，筆者結(jié)合正在開(kāi)展的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)正處于畢業(yè)設(shè)計(jì)核心階段（時(shí)間進(jìn)度約2/3）的61位學(xué)生進(jìn)行了不記名雙盲問(wèn)卷調(diào)查。共設(shè)置三類問(wèn)題，分別是畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題、問(wèn)題產(chǎn)生的原因和畢業(yè)設(shè)計(jì)的收獲。

（一）畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的主要問(wèn)題

在該類調(diào)研中，共設(shè)置了3個(gè)問(wèn)題，其各自的選擇比例如表1—表3所示。

由上述調(diào)研結(jié)果可知，雖然經(jīng)過(guò)三年半的本科課程學(xué)習(xí)，但在完成綜合性畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，超過(guò)65%的學(xué)生不知所措，這表明在他們的知識(shí)體系中，相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)幾乎處于空白狀態(tài)，而近23%的學(xué)生雖了解大概內(nèi)容，但卻不知道如何實(shí)施。在對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)障礙情況進(jìn)行梳理時(shí)，超過(guò)85%的學(xué)生存在知識(shí)缺失問(wèn)題，其中大約60%缺失度比較大；在與課程配套的課程設(shè)計(jì)中學(xué)生的情況好一些，但仍有40%的被調(diào)研學(xué)生知識(shí)缺失度較大。

（二）問(wèn)題產(chǎn)生的原因

針對(duì)上述問(wèn)題產(chǎn)生的原因，調(diào)研中得到的反饋如表4—表5所示。在“不知道或不熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的原因”調(diào)查結(jié)果中，近70%的被調(diào)研者表示知識(shí)點(diǎn)學(xué)過(guò)，其中，近50%的被調(diào)研者表示學(xué)過(guò)了但是不知道怎么用；在“未學(xué)習(xí)內(nèi)容的原因”調(diào)查結(jié)果中，超過(guò)80%的受訪者認(rèn)為，在其所選擇的教學(xué)體系中，沒(méi)有涉及對(duì)應(yīng)內(nèi)容，而其中超過(guò)1/3的學(xué)生沒(méi)有選擇對(duì)應(yīng)課程。

（三）畢業(yè)設(shè)計(jì)效果評(píng)價(jià)

在獲悉上述問(wèn)題和原因后，基于“逆向思維”模式，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)開(kāi)展了后評(píng)估模式調(diào)研，這部分主要涉及被調(diào)研者在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)后，對(duì)前序教學(xué)的思考，如表6—表8所示。在“畢業(yè)設(shè)計(jì)的收獲”這一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果中可以看到，超過(guò)一半的學(xué)生認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)有助于對(duì)專業(yè)課知識(shí)的“反芻”，同時(shí)約20%的學(xué)生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)專業(yè)教學(xué)中的課程關(guān)系有了充分的理解。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)的自我后評(píng)估中，超過(guò)60%的學(xué)生認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后仍缺乏對(duì)工程的實(shí)際認(rèn)知，這也是當(dāng)前工科類專業(yè)教學(xué)中急需解決的問(wèn)題。

在對(duì)教學(xué)模式的反思調(diào)研中，3個(gè)選項(xiàng)的差異并不大。在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，學(xué)生雖然意識(shí)到問(wèn)題，但并不能很好地解決這一問(wèn)題。綜上，解決畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的問(wèn)題，突破瓶頸，需要從教學(xué)體系的構(gòu)建上進(jìn)行思考。

三、對(duì)教學(xué)體系構(gòu)建的思考

由于學(xué)分的限制，并考慮課程的多樣性、靈活性，在課程設(shè)置上，尤其對(duì)于專業(yè)技術(shù)課程，進(jìn)行了大量的可選擇設(shè)置。這一設(shè)置導(dǎo)致了畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的諸多問(wèn)題，如，學(xué)生對(duì)工程問(wèn)題把握不全面，需要應(yīng)用的知識(shí)體系不健全，需要再學(xué)習(xí)以解決實(shí)際問(wèn)題等。從上述調(diào)研可以看出，學(xué)生的學(xué)分能達(dá)到畢業(yè)要求，但專業(yè)知識(shí)卻并未全面掌握；理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生會(huì)考試但不會(huì)做設(shè)計(jì)；沒(méi)有跟進(jìn)新的發(fā)展和要求，教學(xué)不適應(yīng)科技發(fā)展需求。

基于20年從事教學(xué)工作的體會(huì)和15年從事工程技術(shù)應(yīng)用研究的思考，結(jié)合新工科人才培養(yǎng)需求［8-9］分析這些現(xiàn)象與問(wèn)題的主要原因和解決途徑。

（一）重新梳理專業(yè)知識(shí)體系

當(dāng)前的工科高等教育模式很大程度上依然來(lái)源于20世紀(jì)60年代，在此期間，歷經(jīng)了多次專業(yè)調(diào)整、學(xué)科劃分、課程更新，專業(yè)發(fā)展的內(nèi)涵已經(jīng)有了根本性的變化。以建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)為例，專業(yè)內(nèi)涵已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其原始的暖通空調(diào)技術(shù)內(nèi)容，涉及節(jié)能、智能、綠色、區(qū)域等多個(gè)層面和尺度，但專業(yè)課程內(nèi)容大部分依然以暖通空調(diào)為主，雖加入一些選修課程予以擴(kuò)展，卻未從根本上更新整個(gè)知識(shí)體系。因此，要適應(yīng)“新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)”的需求，從專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課開(kāi)始，全面梳理既有知識(shí)點(diǎn)、新增知識(shí)點(diǎn)、未來(lái)知識(shí)點(diǎn)，重新構(gòu)建一套與之相適應(yīng)的知識(shí)體系。

（二）構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系

針對(duì)所梳理的知識(shí)點(diǎn)，重要的是合理設(shè)置課程，既要滿足教育管理要求，更要滿足專業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用的需求。隨著各學(xué)科、各專業(yè)的不斷發(fā)展，各領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新進(jìn)步，相關(guān)專業(yè)的知識(shí)內(nèi)容也在不斷擴(kuò)充、豐富，因此，課程教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)隨之調(diào)整，不能滯后于學(xué)科發(fā)展。一方面應(yīng)繼承和發(fā)展專業(yè)的原有核心內(nèi)容，另一方面也應(yīng)積極應(yīng)對(duì)新形勢(shì)、新發(fā)展的需求，擴(kuò)充新的知識(shí)內(nèi)容。同時(shí)，在課程設(shè)置中兼顧理論與實(shí)踐，使之在教學(xué)過(guò)程中充分融合，避免工科教學(xué)的純理論思維，培養(yǎng)學(xué)生的工程問(wèn)題思維和知識(shí)擴(kuò)展、文獻(xiàn)查閱的延伸學(xué)習(xí)能力，從而杜絕“教而不學(xué)”“學(xué)而不會(huì)用”的現(xiàn)象，解決理論和實(shí)踐脫節(jié)的問(wèn)題［10］。

（三）因材施教，設(shè)定彈性要求

目前，在建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)中，設(shè)置了大量的選修課，但學(xué)生對(duì)課程的實(shí)際選擇情況和課程教學(xué)效果并沒(méi)有達(dá)到課程設(shè)置的目的，一方面課程被選擇率低，另一方面學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)感覺(jué)知識(shí)不夠用。這中間縱然存在必然的關(guān)聯(lián)，但可惜的是學(xué)生意識(shí)到問(wèn)題時(shí)，已經(jīng)到了畢業(yè)階段，不可能“時(shí)光倒流”再去選修相關(guān)課程。為有效解決這一問(wèn)題，

從課程設(shè)置上予以提前“干預(yù)”，即在專業(yè)培養(yǎng)大綱中將專業(yè)應(yīng)用面較大、對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有較大影響的課程設(shè)置為必選課，對(duì)

有繼續(xù)學(xué)習(xí)深造訴求的學(xué)生，還可以要求其選擇前瞻性課程。通過(guò)課程設(shè)置和人才定向兩個(gè)層面的舉措，健全人才培養(yǎng)體系。

四、結(jié)語(yǔ)

工科，是以應(yīng)用技術(shù)和工藝為主要研究對(duì)象的學(xué)科，是以應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題的學(xué)科，是應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)原理，結(jié)合工程實(shí)際問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)而不斷發(fā)展的學(xué)科。因此，工科教學(xué)體系也應(yīng)隨著科學(xué)、技術(shù)的不斷發(fā)展而升級(jí)更新，并根據(jù)社會(huì)發(fā)展的需求不斷調(diào)整，結(jié)合人才培養(yǎng)的需求和新工科發(fā)展的要求，實(shí)時(shí)推進(jìn)高質(zhì)量教育體系建設(shè)。

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Analysis of problems in engineering graduation design and

reflections on the construction of teaching system

DING Yong， LI Wenjing， GAO Yafeng

（School of Civil Engineering， Chongqing University， Chongqing 400045， P. R. China）

Abstract： This paper aims at the construction of the knowledge system of engineering discipline， taking the development of engineering graduation design as the starting point， based on the analysis of the curriculum composition of architectural environment and energy application engineering， combined with the investigation of students mastery and application of the knowledge system in the graduation design and its reasons and effects. This paper deeply analyzes the problems existing in the current engineering curriculum teaching， points out? the teaching problems of incomplete curriculum coverage， imperfect student knowledge system and lack of engineering application under the current credit demand model， and? the problems of incomplete grasp， systematic insufficiency， and the need to learn again arising from the graduation design link. Based on the development requirements of emerging engineering， it is proposed that the discipline foundation and professional knowledge suitable for the current national economic and social development should be rearranged， improved and updated in the education and training of engineering professionals. It is necessary to combine the teaching mode and learning needs， build a curriculum system suitable for different development directions， and expand the coverage of professional knowledge. It is necessary to further combine the characteristics of talent differentiation training in colleges and universities， face the needs and improve the requirements of curriculum setting and the level of education and teaching. Constructing the teaching system from three levels of knowledge system， curriculum system and talent training.

Key words：engineering; curriculum setting; teaching system; graduation design

（責(zé)任編輯 周 沫）

修回日期：2021-03-16

基金項(xiàng)目：重慶市高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)智能化控制教學(xué)體系研究”（193013）

作者簡(jiǎn)介：丁勇（1975—），男，重慶大學(xué)土木工程學(xué)院教授，博士，主要從事暖通空調(diào)研究，（E-mail）dingyongqq@163.com。