工程教育專業(yè)認證背景下畢業(yè)設(shè)計教學的探索與實踐

黃冬輝　宣衛(wèi)紅　劉志峰

摘要：本文以工程教育專業(yè)認證對解決復雜工程問題的畢業(yè)要求為著力點，闡述土木工程專業(yè)復雜工程問題的特征。以本專業(yè)在工程教育專業(yè)認證背景下復雜工程問題的畢業(yè)設(shè)計選題改革思路為切入點，強調(diào)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(yè)設(shè)計有效做法，提升土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的整體水平，促進符合畢業(yè)要求的土木工程本科畢業(yè)生的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證；《華盛頓協(xié)議》；土木工程；畢業(yè)設(shè)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(jīng)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(chǔ)知識出發(fā)，不滿足于淺顯的工程原理，而是應(yīng)更進一步運用深入的原理，能夠熟練靈活的綜合應(yīng)用，即體現(xiàn)“經(jīng)過分析”。

2.涉及多方面的技術(shù)、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(yè)的學生以建筑工程培養(yǎng)方向為主，應(yīng)以此為基礎(chǔ)，跨專業(yè)方向跨學科學習多方面的技術(shù)、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(xiàn)出創(chuàng)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(shù)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(yīng)用多種方法或創(chuàng)新思路來解決復雜問題。不是僅靠常用方法，表現(xiàn)在兩個方面：一是集成式的創(chuàng)新，能夠綜合應(yīng)用多種方法來解決的問題；另一種是原創(chuàng)新方法，打破現(xiàn)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(yè)工程實踐的標準和規(guī)范中。在現(xiàn)有的專業(yè)工程實踐的標準和規(guī)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(chuàng)造性的，透過表象看本質(zhì)，靈活應(yīng)用已有的原理來解決標準和規(guī)范沒有明文規(guī)定的問題。

6.問題相關(guān)各方利益不完全一致。實際工程應(yīng)用中尋求的目標往往不是唯一的，并且這些目標多數(shù)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(guān)聯(lián)的子問題。體現(xiàn)了問題與系統(tǒng)的規(guī)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(tǒng)的視角去看問題，發(fā)現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)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(jié)，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(yè)設(shè)計選題導向

（一）傳統(tǒng)土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題

以傳統(tǒng)土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計題目主要分三個方向，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計、基坑支護設(shè)計和相關(guān)論文。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計部分以三跨四層或五層的框架結(jié)構(gòu)最為常見，能夠使學生綜合應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)知識或?qū)I(yè)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(guī)的問題，采用矩形建筑平面，對稱結(jié)構(gòu)。這樣使得畢業(yè)設(shè)計內(nèi)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(yè)設(shè)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(shù)問題。因此，要求設(shè)計的選題能夠培養(yǎng)學生向解決復雜工程問題方向轉(zhuǎn)移。對此，我校土木工程專業(yè)制定了《土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題的補充規(guī)定》，對畢業(yè)設(shè)計選題做了明確規(guī)定。

三、探索實踐畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量提升的有效做法

（一）質(zhì)量提升的保障措施

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

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

3.提升教師能力，指導有方。畢業(yè)設(shè)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(jié)構(gòu)、提高指導能力是學生畢業(yè)設(shè)計能力和質(zhì)量提升的又一重要因素。培養(yǎng)學生解決復雜問題的能力，首先需要建立教師工程專業(yè)知識結(jié)構(gòu)調(diào)整和補足體系。

（二）畢業(yè)設(shè)計全過程跟蹤

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

2.明確要求，制定科學合理的任務(wù)。由指導教師根據(jù)選題，制定科學合理的設(shè)計任務(wù)。明確畢業(yè)設(shè)計目的與要求，以設(shè)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(zhì)條件（地勘報告）為設(shè)計資料，制定符合解決復雜工程問題的任務(wù)要求，注重手算的理論計算過程，同時也要突出軟件設(shè)計的能力，以達到理論和實踐的綜合訓練。任務(wù)書經(jīng)本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導小組研討并逐一審核確認后方可實施。

3.調(diào)研實習，理清思路完善開題。指導學生根據(jù)任務(wù)書的要求，經(jīng)過獨立查閱大量文獻，經(jīng)多種形式的調(diào)研初步理清設(shè)計思路。隨后，開展畢業(yè)實習，由指導教師帶領(lǐng)學生參觀學習與選題相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)，到施工工地或設(shè)計單位現(xiàn)場觀摩實習，使學生在現(xiàn)場有深刻的感性認識，了解工程的實際需求與應(yīng)用，優(yōu)化建筑方案、完善結(jié)構(gòu)設(shè)計思路。

4.虛實結(jié)合，既要面子更要里子。針對面子工程，對學生進行畢業(yè)設(shè)計撰寫格式進行培訓，形成規(guī)范化的畢業(yè)設(shè)計報告。更為重要的是，規(guī)范過程控制是畢業(yè)設(shè)計內(nèi)涵質(zhì)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(huán)節(jié)的過程控制，滿足質(zhì)量要求、進度與計劃保持一致。

5.質(zhì)量評價，持續(xù)改進提升質(zhì)量。畢業(yè)設(shè)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(huán)節(jié)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(yīng)用程度，這是對畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量最好的評價。通過答辯不僅評價了設(shè)計質(zhì)量，更重要的是發(fā)現(xiàn)問題、指出問題，從而又進一步提高了設(shè)計質(zhì)量。

四、結(jié)語

工程教育專業(yè)認證是高校教學改革的內(nèi)在要求，為工程類專業(yè)的建設(shè)與人才培養(yǎng)指明了方向，基于解決復雜工程問題的畢業(yè)設(shè)計的開展，使得土木工程專業(yè)的學習能更加緊密的聯(lián)系實際，在教學過程中優(yōu)化與控制，在實踐過程完善與應(yīng)用。作為高校教師，要切實擔負起育人的責任，切實提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)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(yè)為例，客觀闡述基于解決復雜工程問題的畢業(yè)設(shè)計的教學改革的研究與探索進行，以期與相關(guān)院校專業(yè)交流、研討與借鑒。

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