以提升解決“復(fù)雜工程問題”能力為目標(biāo)的教學(xué)體系改進(jìn)研究

周萍　孫躍東　鄭岳久

摘 要 工程教育專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)中引入了“復(fù)雜工程問題”的概念，本文以車輛工程為例，介紹了“復(fù)雜工程問題”的特征把握要點(diǎn)、“復(fù)雜工程問題”指標(biāo)點(diǎn)的分解方法以及如何將培養(yǎng)學(xué)生解決“復(fù)雜工程問題”的教學(xué)環(huán)節(jié)植入專業(yè)教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞 專業(yè)認(rèn)證 復(fù)雜工程問題 畢業(yè)要求 教學(xué)體系

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(rèn)證工作的不斷深入，參加專業(yè)認(rèn)證的專業(yè)對(duì)“復(fù)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(duì)“復(fù)雜工程問題”的研究和設(shè)計(jì)，并通過持續(xù)改進(jìn)不斷使教學(xué)與實(shí)際的新技術(shù)接軌，[1]比如：傳統(tǒng)車輛工程專業(yè)的課程體系中，發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)以內(nèi)燃機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的研究是一個(gè)“復(fù)雜技術(shù)問題”，但是現(xiàn)實(shí)社會(huì)中內(nèi)燃機(jī)正在逐步退出汽車市場(chǎng)，以電動(dòng)汽車和燃料電池汽車為代表的新能源汽車已進(jìn)入高速發(fā)展階段，且隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、共享經(jīng)濟(jì)和人工智能的發(fā)展，呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)；面對(duì)新趨勢(shì)下汽車產(chǎn)業(yè)變革的需求，內(nèi)燃機(jī)的逐步退出市場(chǎng)就反映了車輛工程“復(fù)雜工程問題”的社會(huì)現(xiàn)實(shí)性，車輛工程專業(yè)對(duì)植入什么樣的“復(fù)雜工程問題”在汽車設(shè)計(jì)制造課中還在不斷研究和實(shí)踐中，因此從討論復(fù)雜性是現(xiàn)代工程問題的本質(zhì)入手，認(rèn)真分析復(fù)雜工程問題的特征，研究解決復(fù)雜工程問題所需要的能力，制定新的教學(xué)體系，從而培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

1 認(rèn)真分析“復(fù)雜工程問題”的特征[2]

通過對(duì)《華盛頓協(xié)議》界定的“復(fù)雜工程問題”特征[3]以及中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)界定的“復(fù)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(shí)的深度 WP1是所有復(fù)雜工程問題均必須具備的，復(fù)雜工程問題的分析解決必須深入運(yùn)用工程原理和各種工程知識(shí)。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(fù)雜工程問題，建模的思路、手段和方法可突破現(xiàn)有的局限，突出創(chuàng)新性。需要有新思路和新方法，鼓勵(lì)在解決問題的過程中突破和變革現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，既要重視不同利益的協(xié)調(diào)，也要充分考慮職業(yè)道德規(guī)范和工程倫理準(zhǔn)則，考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中人與自然的和諧。

就車輛工程專業(yè)圍繞“復(fù)雜工程問題”的教學(xué)體系改革而言，首先是要準(zhǔn)確把握七個(gè)特征的內(nèi)涵，對(duì)照特征對(duì)比教學(xué)環(huán)節(jié)中的不足，設(shè)計(jì)符合復(fù)雜工程問題的特征的案例，改革新的教學(xué)內(nèi)容、制定新的教學(xué)計(jì)劃、組織新的教學(xué)形式和采用新的教學(xué)方式，才能提升解決“復(fù)雜工程問題”的能力。[5]

2 畢業(yè)要求中的“復(fù)雜工程問題”

畢業(yè)要求是由課程和實(shí)踐教學(xué)構(gòu)成的教學(xué)體系來支撐的，畢業(yè)要求必須分解成可考核的指標(biāo)點(diǎn)，所以合理分解支撐“復(fù)雜工程問題”指標(biāo)點(diǎn)是關(guān)鍵一步。

車輛專業(yè)依據(jù)專業(yè)辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)特色制定了12條明確的畢業(yè)要求，能夠?qū)I(yè)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行有效支撐，并完全覆蓋工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的12條通用畢業(yè)能力指標(biāo)要求；本專業(yè)對(duì)12條專業(yè)畢業(yè)要求進(jìn)行了合理的指標(biāo)點(diǎn)分解，明確了畢業(yè)要求的內(nèi)涵，為實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)畢業(yè)要求的可衡量，建立了畢業(yè)要求與主要課程教學(xué)、課程考核等環(huán)節(jié)的匹配關(guān)系。通過學(xué)校/學(xué)院網(wǎng)站公開、新生入學(xué)教育及專業(yè)講座、多渠道宣講強(qiáng)化學(xué)生對(duì)畢業(yè)要求的認(rèn)知，借助修訂培養(yǎng)計(jì)劃、開展教學(xué)研討和教學(xué)實(shí)踐等途徑促進(jìn)教師對(duì)畢業(yè)要求的深入理解與掌握。

3 車輛工程專業(yè)的教學(xué)體系改革探索

本專業(yè)從三個(gè)方面對(duì)“復(fù)雜工程問題”貫穿于教學(xué)過程進(jìn)行探索，按照分解體現(xiàn)“復(fù)雜工程問題”的指標(biāo)點(diǎn)應(yīng)遵循的3 個(gè)原則：（1）對(duì)應(yīng)原則，（2）層次原則，（3）支撐原則。確定畢業(yè)要求哪幾項(xiàng)指標(biāo)點(diǎn)包含“復(fù)雜工程問題”；選擇相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)（理論課程及實(shí)踐環(huán)節(jié)）；在課程教學(xué)大綱中明確“復(fù)雜工程問題”的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等教學(xué)要求。

3.1分解指標(biāo)點(diǎn)及選擇相關(guān)教學(xué)活動(dòng)

按上述的3 個(gè)分解原則，以畢業(yè)要求1 的指標(biāo)點(diǎn)“工程知識(shí)”分解為例。

該分解法是按照工程涉及的知識(shí)范疇進(jìn)行分解，并不在每項(xiàng)指標(biāo)點(diǎn)上都觸及“復(fù)雜工程問題”，因?yàn)樵?.1 等指標(biāo)點(diǎn)中學(xué)生在相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)中還只是為解決“復(fù)雜工程問題”做準(zhǔn)備，還沒有觸摸到“復(fù)雜工程問題”，而在1.4 指標(biāo)點(diǎn)上則涉及“復(fù)雜工程問題”，但是僅限于學(xué)生了解復(fù)雜工程問題和分析、解決較低層次復(fù)雜問題的能力，而支撐的教學(xué)活動(dòng)為車輛工程專業(yè)核心課程的教學(xué)，如“汽車制造技術(shù)”“汽車設(shè)計(jì)”等。

在畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.4 中也包含“復(fù)雜工程問題”，見表2 的畢業(yè)要求3 指標(biāo)點(diǎn)分解。

畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.4對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求3 中能夠設(shè)計(jì)滿足特定需求的車輛系統(tǒng)、零部件的“復(fù)雜工程問題解決方案”的能力要求，因而其涉及“復(fù)雜工程問題”的層次比1.4 要高，體現(xiàn)特征也比較多，對(duì)應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)也更為復(fù)雜。

車輛工程專業(yè)根據(jù)畢業(yè)要求設(shè)計(jì)課程體系，課程體系的設(shè)計(jì)有企業(yè)專家參與，課程體系能支持畢業(yè)要求的達(dá)成?，F(xiàn)在構(gòu)建的教學(xué)體系中，明確了教學(xué)體系中的各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)是為何種能力培養(yǎng)要求服務(wù)的，并分層次分階段對(duì)學(xué)生解決“復(fù)雜工程問題”的能力進(jìn)行培養(yǎng)。

3.2 課程教學(xué)大綱的制定與要求

課程大綱由課程責(zé)任教授組織老師編寫，經(jīng)專業(yè)負(fù)責(zé)人審核后提交學(xué)院本科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審核，審核通過后施行。課程的教學(xué)內(nèi)容能體現(xiàn)課程在畢業(yè)要求支撐矩陣中的作用，課程目標(biāo)與所適應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)有效對(duì)接。教學(xué)方式及考核方式均對(duì)課程目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，課程的深度與廣度與課程目標(biāo)相匹配。考核方式與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)能有效證明課程目標(biāo)的達(dá)成情況。針對(duì)解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)，不同課程承擔(dān)相應(yīng)的培養(yǎng)任務(wù)，并在課程大綱中有所體現(xiàn)。例如：專業(yè)基礎(chǔ)課加強(qiáng)識(shí)別、表達(dá)、分析復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)，專業(yè)核心課強(qiáng)化復(fù)雜工程問題分析、設(shè)計(jì)、研究等能力的培養(yǎng)，實(shí)踐類課程體現(xiàn)綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練。

4 結(jié)束語

車輛工程專業(yè)根據(jù)工程教育認(rèn)證工作的要求，對(duì)“復(fù)雜工程問題”的特征進(jìn)行了認(rèn)真的研究，其專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)圍繞學(xué)校的辦學(xué)理念、辦學(xué)目標(biāo)、人才培養(yǎng)規(guī)格進(jìn)行了定位，專業(yè)依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求配置了完善的基礎(chǔ)理論教學(xué)及工程實(shí)踐教學(xué)體系，專業(yè)理論教學(xué)以學(xué)生工程能力培養(yǎng)（下轉(zhuǎn)第50頁）（上接第30頁）為導(dǎo)向，注重結(jié)合精選例題、工程案例分析啟發(fā)學(xué)生的思維，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力；課程習(xí)題作業(yè)及課程考核注重覆蓋課程知識(shí)點(diǎn)，通過理論闡述型、計(jì)算型、數(shù)據(jù)處理分析型以及拓展應(yīng)用型等多種題型促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的靈活運(yùn)用。為進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐以及解決車輛復(fù)雜工程問題的能力，本專業(yè)建立了系統(tǒng)性實(shí)踐教學(xué)體系，專業(yè)主干課程依據(jù)教學(xué)目標(biāo)靈活配置課程實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、企業(yè)實(shí)踐及畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力進(jìn)行集中訓(xùn)練，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相互獨(dú)立又互為補(bǔ)充，為培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力提供有力保證，提高了學(xué)生解決“復(fù)雜工程問題”的能力。

參考文獻(xiàn)

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

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