赵宇 胡春红 蔺海晓

[摘 要] 工程教育认证明确要求着重培养学生解决复杂工程问题的能力。结合工程教育认证标准及新修订的专业类补充标准，阐述了复杂工程问题的基本特征及含义;探讨了培养学生解决复杂工程问题能力的途径与方法，通过开展本科生学业导师制改革、推进校企深度融合、强化学生科技创新、加强实践性教学环节质量要求等方法，将培养学生解决复杂工程问题的能力贯穿整个人才培养全过程;分析了对学生解决复杂工程问题能力达成的评价方法，对工科专业培养学生解决复杂工程问题的能力具有一定的指导和借鉴意义。

[关键词] 工程教育;专业认证;复杂工程问题;达成评价

[基金项目] 2020年度河南省新工科研究与实践项目“土木类专业校企产教融合协同育人模式改革与实践”（2020JGLX036）;2018年度河南理工大学新工科建设研究与实践项目“面向解决复杂工程问题的土木类人才培养模式研究与实践”“基于OBE教育理念的土木工程专业课程教学模式改革研究与实践——以‘混凝土结构设计基本原理课程为例”（校教〔2018〕30号）

[作者简介] 赵 宇（1981—），男，河南永城人，工学博士，河南理工大学土木工程学院副教授，主要从事隧道及地下工程方面的教学与科学研究;胡春红（1976—），女，河南项城人，工学博士，河南理工大学土木工程学院副教授，主要从事结构工程方面的教学与科学研究;蔺海晓（1978—），男，河南登封人，工学博士，河南理工大学土木工程学院副教授，主要从事工程力学方面的教学与科学研究。

[中图分类号] G640     [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）20-0085-04   [收稿日期] 2021-01-10

我国高等教育已从精英教育跨入大众化教育阶段，目前正处于以质量提高为主的内涵式发展阶段[1]。2016年6月，我国正式成为第18个工程教育专业认证国际互认协议《华盛顿协议》成员，所有通过专业认证的毕业生取得的学位将得到国际互认。截至2019年底，全国共有241所普通高等学校1353个专业通过了工程教育认证[2]。工程教育认证通用标准（2017年11月修订）中有12条毕业要求，其中8条要求与培养学生解决复杂工程问题的能力相关[3]。工程教育认证土木类补充标准（2020年修订）中对于课程体系设置，明确要求培养学生具有综合运用宽口径专业知识和技能识别、表达分析和解决土木类复杂工程问题的能力[4]。因此，如何按照工程教育认证标准的要求，结合行业、区域发展、学校办学实际及专业定位，更好地培养学生解决复杂工程问题的能力，已经成为各高校和专业建设关注的热点问题。

一、复杂工程问题的特征及其含义

工程教育认证标准中对复杂工程问题具备的特征进行了详细描述[3]。复杂工程问题必须具备下述特征（1），同时具备下述特征（2）～（7）的部分或全部：（1）必须运用深入的工程原理，经过分析才可能得到解决;（2）涉及多方面的技术、工程和其他因素，并可能相互之间有一定的冲突;（3）需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性;（4）不是仅靠常用方法就可以完全解决的;（5）问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践的标准和规范中;（6）问题相关各方利益不完全一致;（7）具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题。

由上述复杂工程问题的特征可以看出，培养学生解决复杂工程问题能力的核心是对学生的工程知识提出了“学以致用”的要求。这不仅对学生本科阶段需要学习的知识结构有了明确要求，更重要的是对学生利用所学知识进行工程运用提出了更高的要求。学生对理论知识的要求已经由“知识点的掌握”变成“深入分析后的工程应用”，更加强调利用所学知识解决工程实际问题。对于研究（创新性方法）的要求也更加强调工程应用性研究，而非基础科学研究，研究源于工程且最终应用于工程。根据行业及经济社会发展对专业人才的需求，解决复杂工程问题更加强调团队的协作和多学科的交叉融合，需要综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，对复杂工程问题进行优化解决[5，6]。

二、培养学生解决复杂工程问题能力的举措

根据工程教育认证标准中对复杂工程问题特征的描述，培养学生解决复杂工程问题的能力必须贯穿整个人才培养全过程，需要将培养学生解决复杂工程问题的能力进行细化，变成明确、可衡量的具体要求，再逐一分解落实到人才培养方案中的各个教学环节。在人才培养过程中，引导学生把解决复杂工程问题作为学习的根本出发点和落脚点，贯彻“以学生为中心，以产出为导向”的教育理念，创新人才培养模式与方法，强化实践能力培养[7-9]，注重对学生学习效果的监督与管理，切实加强学生运用所学知识解决復杂工程问题的能力培养。

1.开展本科生学业导师制改革。以工程项目为牵引，从入学之初，导师就要联合企业给学生确立一个明确的、他们感兴趣的工程项目，帮助学生构建分析、解决工程实际问题所需要学习的完整的课程知识体系，制订更具个性化的培养方案和学业生涯规划，明确学生的学业方向和人生目标。学生通过具体课程的学习、参与学业导师相关课题研究、社会实践和学科竞赛等，其专业素养和创新创业能力均能得到很大提高，从而达到培养解决复杂工程问题能力的目标。在本科生学业导师制改革过程中，充分发挥专业教师在人才培养中的主导作用，围绕解决工程实际问题设置个性化的培养方案，真正实现以学生为主体，最大限度地发挥学生学习的自主性，更好地促进学生培养目标和毕业要求的达成。

2.强化解决复杂工程问题能力的教学环节。为了强化学生解决复杂工程问题的能力培养，必须在人才培养方案制（修）订过程中，合理设置能够凸显学生解决复杂工程问题能力培养的教学环节。工程教育认证通用标准和土木类专业补充标准对课程体系内容均有明确规定，课程体系的设置要以培养科学基础、实践能力和人文素养为总目标，以社会发展对专业人才的需求为导向，构建以知识传授、能力培养、素质提高为一体，适应行业发展需求并能与国际接轨的课程体系。加强通识类课程教育，注重学生社会责任和社会主义核心价值观的培养，培养学生综合考虑社会、安全、法律、文化以及环境等因素，对复杂工程问题进行优化解决;强化实践环节教学，课程教学内容应与工程实际相结合，把所学到的知识点应用于解决工程实际问题;设置创新创业教育模块，并与专业教育有机结合，注重培养学生创新创业的意识和能力;合理设置体现多学科交叉融合的选修类课程，为学生解决工程实际问题、制订个性化培养方案提供帮助。

3.推进校企深度融合的人才培养模式改革。第四次工业革命背景下，社会需求走在学校人才培养的前面。知识供给不能完全满足社会需求，甚至有些知识落后于社会发展。因此，在人才培养过程中，学校需要与企业深度融合，根据专业人才培养定位与目标，主动对接区域经济和行业产业发展需求，强化高校、行业、企业等多元主体之间的协同，利用高校理论优势与企业生产实际相结合，共建本科教学实践基地，改革教学模式，进行合作科学研究，实现精准就业，探索共建共管的组织架构和人才培养模式。进一步推动开放式办学，实施“校企合作”育人项目，把理论课程带入实践课堂，聘请企业有丰富工作经验的工程师作为兼职教师共同完成理论课程的教学任务，让学生从工程案例中学到相关知识，提升解决工程实际问题的能力。

4.依托科技创新强化学生实践能力的培养。围绕提升学生的创新精神、创业意识，依托第二课堂，着力在课程体系外加强学生创新创业能力的培养。在目前的教育模式下，学生在整个实践教学环节中往往处于相对被动的状态，习惯于服从学校的统一安排[ 10，11 ]，缺少结合工程实际、主动发现问题、进行实验设计进而解决问题的过程。这种课程体系内的实践锻炼阻碍了学生创新能力的培养。因此，为了培养学生解决复杂工程问题的能力，必须依托第二课堂，以科技创新活动为引领，以科研项目为依托，强化学生实践创新能力的培养。通过制订学生参加科技创新及学科竞赛的相关奖励政策，采取项目带动教学的模式，彰显“以实际项目为导向”“以学生为中心”的实际需求。同时，鼓励学生积极参加“互联网+”大学生创新创业训练项目、“挑战杯”大学生系列课外学术科技竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生结构设计竞赛等，以实际项目为依托，指导教师帮助学生分析解决工程问题的思路与方法。学生在指导教师的帮助下，充分发挥学生专业特长，激发学生的创新灵感，培养学生的创新实践能力。

5.提高对毕业设计（论文）等实践性环节的质量要求。本科毕业设计（论文）是专业人才培养中最重要的综合性、实践性教学环节，是培养学生综合运用所学知识、技能独立分析和解决工程实践问题的重要载体，也是体现工程教育认证中解决复杂工程问题的关键环节[ 12 ]。针对目前学生毕业设计（论文）中存在的选题与实际工程结合度不高、分析和解决问题模式单一、学生综合运用知识能力较差等突出问题，对照工程教育认证标准，在毕业设计选题过程中，充分发挥校外实践基地的育人功能，与校企合作单位联合选定毕业设计题目，做到真题真做。在毕业设计指导过程中，定期与学生交流，听取学生阶段性成果汇报，锻炼学生运用所学理论知识识别、表达复杂工程问题，并通过文献研究，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，创造性地设计出针对复杂工程问题的具体解决方案。认真组织好毕业设计（论文）中期考核和答辩环节，邀请行业或企业专家参与指导，让行业和企业专家指出学生在解决复杂工程问题方面存在的问题和不足，进一步完善毕业设计（论文）内容。学生通过开展与工程实际密切结合的毕业设计（论文）工作，切实提高分析和解决工程实际问题的能力。

三、学生解决复杂工程问题能力的达成性评价

学生解决复杂工程问题能力的达成性评价可以通过两个方面来实现：一是考查对该能力的培养要求是否贯穿整个人才培养体系之中，并有效实施;二是考查对该能力的评价是否真实地反映了学生的能力。

1.将学生解决复杂工程问题的能力培养细化为毕业要求中的二级指标点，体现在具体的教学环节中，并定期开展达成情况评价。以专业培养目标为依据，以提高学生学习效果为导向，将毕业要求中与解决复杂工程问题的能力培养相关要求细分为明确的、可衡量的、便于实施的二级指标点，在专业人才培养方案制（修）订过程中，通过对用人单位的走访调研，与企业及行业专家交流座谈，确定能够有效支撑解决复杂工程问题能力二级指标点所对应的理论课程和实践教学环节;再通过课程大纲将所对应的理论课程和实践教学环节相关指标点细化为对知识、能力和素质的明确要求，确定学生毕业时应该具备的能力、素质及水平，并根据支撑强度的大小量化为具体的权重;最终通过对所有支撑解决复杂工程问题能力的理论课程或实践教学环节定期开展达成情况评价，从而促进学生解决复杂工程问题能力这一目标的达成。

2.建立健全教学过程质量监控机制，采取多元化评价模式，明确各环节质量要求，确保评价结果的合理性和科学性。为确保学生解决复杂工程问题能力的达成，需要支撑该能力达成的所有教学环节均能得到有效监控。为科学合理地评价学生各教学环节的达成情况，就需要建立健全教学过程质量监控机制、毕业生跟踪调查反馈机制、高等教育系统外有关方参与的社会评价机制。通过建立课内循环、校内循环和校外循环相结合的模式，采用直接评价和间接评价相结合的方法进行多元化评价，力求评价结果真实地反映学生解决复杂工程问题的能力。

课程目标支撑毕业要求的达成，毕业要求支撑培养目标的实现，因此要确保培养学生解决复杂工程问题能力这一毕业要求的实现，就需要支撑该能力达成的所有课程目标能够有效达成。课程目标的达成情况评价是毕业要求达成情况评价的基础，因此，必须保证课程目标的达成情况评价客观、真实地反映学生课程相关知识点的掌握情况。目前，对于理论课程仍以课程考核、成绩分析为主进行目标达成情况评价，就要求考核内容、方式以及评分体系等能够充分体现学生解决复杂工程问题能力培养的需要，按照教学大纲规定的课程教学目标进行考核。同时，课程考核也应采用多元化的评价模式，如提交结课论文、分组汇报等，最终考核结果由不同分数构成，使得评价结果更能真实反映学生的能力，并用于专业的持续改进。

四、结语

工程教育认證标准对复杂工程问题的特征给出具体、明确的说明。本文对照工程教育认证标准，对培养学生解决复杂工程问题能力的内涵进行分析，提出一些培养学生解决复杂工程问题能力的途径与方法，对学生解决复杂工程问题能力的达成评价途径进行了分析。高校在人才培养过程中，应紧密结合行业及区域发展趋势、专业办学定位，以培养学生解决工程实际问题为导向，开展本科生学业导师制试点，推进校企深度融合的人才培养模式改革，依托科技创新、学科竞赛等强化学生实践能力培养，将培养学生解决复杂工程问题的能力要求细化为明确的、可衡量的、便于操作的二级指标点进行达成情况评价，助力学生培养复杂工程问题的能力。

參考文献

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Exploration and Practice of Focusing on the Ability Training of Solving Complex Engineering Problems

ZHAO Yu， HU Chun-hong， LIN Hai-xiao

（School of Civil Engineering， Henan Polytechnic University， Jiaozuo， Henan 454000， China）

Abstract： Engineering education certification clearly requires that students' ability to solve complex engineering problems should be focused on. Combined with the engineering education certification standard and the newly revised major certification supplementary standard， this paper expounds the basic characteristics and connotation of complex engineering problems， probes into the main ways and methods of cultivating students' ability to solve complicated engineering problems， Through carrying out the reform of undergraduate academic tutorial system， promoting the deep integration of school and enterprise， strengthening students' scientific and technological innovation and strengthening the quality requirements of practical teaching， the ability of cultivating students to solve complex engineering problems will run through the whole process of talent training. Introducing the evaluation of students' ability to solve complex engineering problems has a certain guiding and reference significance to improve the ability of engineering students to solve complex engineering problems.

Key words： engineering education; professional certification; complex engineering problems; achievement evaluation