以提升解決“復雜工程問題”能力為目標的教學體系改進研究

周萍　孫躍東　鄭岳久

摘 要 工程教育專業認證畢業要求標準中引入了“復雜工程問題”的概念，本文以車輛工程為例，介紹了“復雜工程問題”的特征把握要點、“復雜工程問題”指標點的分解方法以及如何將培養學生解決“復雜工程問題”的教學環節植入專業教學體系。

關鍵詞 專業認證 復雜工程問題 畢業要求 教學體系

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.02.014

Abstract Engineering education professional certification graduation requirements brings in the concept of complex engineering problem. Based on vehicle engineering， it tells the feature points about solving engineering problem， introduces the index decompose methods of complex engineering problem and presents the way about implanting teaching steps of training students capable of solving complex engineering problem into profession teaching system.

Keywords professional certification； complex engineering problem； graduation requirements； teaching system

隨著工程教育認證工作的不斷深入，參加專業認證的專業對“復雜工程問題”的理解和把握也在不斷提高，在課程體系中越來越重視對“復雜工程問題”的研究和設計，并通過持續改進不斷使教學與實際的新技術接軌，[1]比如：傳統車輛工程專業的課程體系中，發動機教學以內燃機為主，發動機技術的研究是一個“復雜技術問題”，但是現實社會中內燃機正在逐步退出汽車市場，以電動汽車和燃料電池汽車為代表的新能源汽車已進入高速發展階段，且隨著互聯網技術、共享經濟和人工智能的發展，呈現出新的發展趨勢；面對新趨勢下汽車產業變革的需求，內燃機的逐步退出市場就反映了車輛工程“復雜工程問題”的社會現實性，車輛工程專業對植入什么樣的“復雜工程問題”在汽車設計制造課中還在不斷研究和實踐中，因此從討論復雜性是現代工程問題的本質入手，認真分析復雜工程問題的特征，研究解決復雜工程問題所需要的能力，制定新的教學體系，從而培養學生解決復雜工程問題的能力。

1 認真分析“復雜工程問題”的特征[2]

通過對《華盛頓協議》界定的“復雜工程問題”特征[3]以及中國工程教育專業認證協會界定的“復雜工程問題”特征[4]的研究， 我們知道特征的第一條：需要知識的深度 WP1是所有復雜工程問題均必須具備的，復雜工程問題的分析解決必須深入運用工程原理和各種工程知識。必須通過建模與分析的方式，在多方面因素矛盾和沖突的過程中解決復雜工程問題，建模的思路、手段和方法可突破現有的局限，突出創新性。需要有新思路和新方法，鼓勵在解決問題的過程中突破和變革現有標準和規范，既要重視不同利益的協調，也要充分考慮職業道德規范和工程倫理準則，考慮經濟社會發展中人與自然的和諧。

就車輛工程專業圍繞“復雜工程問題”的教學體系改革而言，首先是要準確把握七個特征的內涵，對照特征對比教學環節中的不足，設計符合復雜工程問題的特征的案例，改革新的教學內容、制定新的教學計劃、組織新的教學形式和采用新的教學方式，才能提升解決“復雜工程問題”的能力。[5]

2 畢業要求中的“復雜工程問題”

畢業要求是由課程和實踐教學構成的教學體系來支撐的，畢業要求必須分解成可考核的指標點，所以合理分解支撐“復雜工程問題”指標點是關鍵一步。

車輛專業依據專業辦學定位和人才培養特色制定了12條明確的畢業要求，能夠對專業培養目標進行有效支撐，并完全覆蓋工程認證標準的12條通用畢業能力指標要求；本專業對12條專業畢業要求進行了合理的指標點分解，明確了畢業要求的內涵，為實現各項畢業要求的可衡量，建立了畢業要求與主要課程教學、課程考核等環節的匹配關系。通過學校/學院網站公開、新生入學教育及專業講座、多渠道宣講強化學生對畢業要求的認知，借助修訂培養計劃、開展教學研討和教學實踐等途徑促進教師對畢業要求的深入理解與掌握。

3 車輛工程專業的教學體系改革探索

本專業從三個方面對“復雜工程問題”貫穿于教學過程進行探索，按照分解體現“復雜工程問題”的指標點應遵循的3 個原則：（1）對應原則，（2）層次原則，（3）支撐原則。確定畢業要求哪幾項指標點包含“復雜工程問題”；選擇相關的教學活動（理論課程及實踐環節）；在課程教學大綱中明確“復雜工程問題”的教學內容、教學方法等教學要求。

3.1分解指標點及選擇相關教學活動

按上述的3 個分解原則，以畢業要求1 的指標點“工程知識”分解為例。

該分解法是按照工程涉及的知識范疇進行分解，并不在每項指標點上都觸及“復雜工程問題”，因為在1.1 等指標點中學生在相應的教學活動中還只是為解決“復雜工程問題”做準備，還沒有觸摸到“復雜工程問題”，而在1.4 指標點上則涉及“復雜工程問題”，但是僅限于學生了解復雜工程問題和分析、解決較低層次復雜問題的能力，而支撐的教學活動為車輛工程專業核心課程的教學，如“汽車制造技術”“汽車設計”等。

在畢業要求指標點3.4 中也包含“復雜工程問題”，見表2 的畢業要求3 指標點分解。

畢業要求指標點3.4對應畢業要求3 中能夠設計滿足特定需求的車輛系統、零部件的“復雜工程問題解決方案”的能力要求，因而其涉及“復雜工程問題”的層次比1.4 要高，體現特征也比較多，對應的教學活動也更為復雜。

車輛工程專業根據畢業要求設計課程體系，課程體系的設計有企業專家參與，課程體系能支持畢業要求的達成。現在構建的教學體系中，明確了教學體系中的各項教學活動是為何種能力培養要求服務的，并分層次分階段對學生解決“復雜工程問題”的能力進行培養。

3.2 課程教學大綱的制定與要求

課程大綱由課程責任教授組織老師編寫，經專業負責人審核后提交學院本科教學指導委員會審核，審核通過后施行。課程的教學內容能體現課程在畢業要求支撐矩陣中的作用，課程目標與所適應的畢業要求指標點有效對接。教學方式及考核方式均對課程目標進行設計，課程的深度與廣度與課程目標相匹配。考核方式與評分標準能有效證明課程目標的達成情況。針對解決復雜工程問題的能力培養，不同課程承擔相應的培養任務，并在課程大綱中有所體現。例如：專業基礎課加強識別、表達、分析復雜工程問題能力的培養，專業核心課強化復雜工程問題分析、設計、研究等能力的培養，實踐類課程體現綜合運用專業知識解決實際工程問題能力的培養與訓練。

4 結束語

車輛工程專業根據工程教育認證工作的要求，對“復雜工程問題”的特征進行了認真的研究，其專業培養目標圍繞學校的辦學理念、辦學目標、人才培養規格進行了定位，專業依據培養目標和畢業要求配置了完善的基礎理論教學及工程實踐教學體系，專業理論教學以學生工程能力培養（下轉第50頁）（上接第30頁）為導向，注重結合精選例題、工程案例分析啟發學生的思維，提高理論聯系實際的能力；課程習題作業及課程考核注重覆蓋課程知識點，通過理論闡述型、計算型、數據處理分析型以及拓展應用型等多種題型促進學生對理論知識的靈活運用。為進一步提高學生的工程實踐以及解決車輛復雜工程問題的能力，本專業建立了系統性實踐教學體系，專業主干課程依據教學目標靈活配置課程實驗及課程設計等實踐環節，通過專業綜合實驗、企業實踐及畢業設計對學生的實踐能力進行集中訓練，理論教學與實踐教學環節相互獨立又互為補充，為培養學生的工程實踐能力提供有力保證，提高了學生解決“復雜工程問題”的能力。

參考文獻

[1] 楊毅剛，王偉楠，孟斌.以提升解決“復雜工程問題”能力為目標的工程教育培養模式改進研究[J].高等工程教育研究，2017（4）：63-67.

[2] 林健.如何理解和解決復雜工程問題[J].高等工程教育研究，2016（5）：17-26.

[3] Graduate Attributes and Professional Competencies（Version3：21June 2013）http：//www.ieagreement.org.

[4] 中國工程教育專業認證協會秘書處.工程教育認證工作指南（2016年版）.

[5] 周克寧，羅朝盛，康敏.植入“復雜工程問題”的教學體系改革探索[J].中國大學教學，2016（10）：51-54.