解決復雜工程問題的人才培養(yǎng)探究
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摘要：本文通過梳理復雜工程問題內(nèi)涵，對培養(yǎng)本科生具有解決復雜工程問題能力內(nèi)涵進行了深入剖析，提出了從工程設計能力、實踐能力和社會能力三個層面多個渠道來培養(yǎng)解決復雜工程問題能力的本科生教育培養(yǎng)計劃和教育培養(yǎng)實施，旨在為我國解決復雜工程問題能力的本科人才培養(yǎng)提供借鑒作用。
關鍵詞：復雜工程問題；人才培養(yǎng)；實踐能力
一、解決復雜工程問題的界定
1.復雜工程問題的界定。2016年12月，在講話中指出“教育強則國家強。高等教育發(fā)展水平是一個國家發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦酥尽?。[1]對于工程類的本科教育而言，培養(yǎng)學生將理論知識與實際工程相結(jié)合，成為具備解決復雜工程問題能力的綜合性人才，是高校及教師的職責所在。隨著經(jīng)濟全球化，培養(yǎng)具備就業(yè)競爭力的國際型人才成為高校教育的目標，而社會也日益顯現(xiàn)對具備解決復雜工程能力人才的需求。目前，國內(nèi)復雜工程問題的理論基礎主要源于《華盛頓協(xié)議》[2]和《工程教育認證標準》[3]，二者對復雜工程問題的界定極具相似性，均通過闡述復雜工程問題的七個特性闡釋復雜工程問題的內(nèi)涵，其包含主特性和其他6個特性中的一個或多個的問題就是復雜工程問題。2.解決復雜工程問題能力的界定。《華盛頓協(xié)議》和《工程教育認證標準》對復雜工程問題的闡釋主要是從所需知識深度、沖突需求廣度、分析需求深度、熟悉問題范圍、規(guī)范標準范圍、利益相關者的牽連度及各方需求的沖突度、相互關聯(lián)等七方面開展[4]。具體到工科類本教學，應從專業(yè)基礎技能、專業(yè)實踐能力、社會能力和綜合能力等四方面培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力，使學生具有專業(yè)性、廣泛性、透徹性、靈活性、延展性、協(xié)調(diào)性、綜合性等能力特性人才。
二、解決復雜工程問題教學體制改革
1.基本教育體制改革。近年來，以成果為導向的“基于創(chuàng)新能力”、“基于工作能力”、“雙向?qū)熤啤钡冉逃囵B(yǎng)目標已成為本科院校教育體制的核心，旨在培育出具備基礎工作能力的應用型大學生。通常，本科生在步入社會工作需要一段時間的適應期，適應期長短則源于本科生在教育培養(yǎng)與工作需求之間的差異程度，源于本科生教育教學過程中的創(chuàng)新能力和解決問題能力培養(yǎng)的達成，源于高等院校教育教學目標落實和實施成果。因此，基本教育體制改革決定著當今本科生適宜社會、適宜發(fā)展的基本技能。2.“解決復雜工程問題”的教學改革?；凇度A盛頓協(xié)議》和《工程教育認證標準》，近年來，本科工科類院校和工科類專業(yè)以培養(yǎng)學生解決復雜工程問題能力為導向，開展了精細化的教育教學改革：在課程體系設置和所達學分方面，《工程教育認證標準》中明確規(guī)定了課程體系中的數(shù)學與自然科學類課程、工程基礎類課程和專業(yè)基礎類課程、工程實踐和畢業(yè)設計環(huán)節(jié)、人文社會科學類通識教育課程必須占學生完成本科學業(yè)總學分的比例要求。為此，全國工科類專業(yè)以達成工程教育認證標準要求為目標，不斷修改和完善課程體系[5]，建設和實施新的課程體系。在教學模式改革方面，逐步取締以教師為主導的課堂授課和學生課后練習的“單向輸入式”教學模式。為此，教學模式改革應以“授之以漁”為價值內(nèi)核，實施以學生為中心、教師引導的“多向吸收式”模式，培養(yǎng)學生具有自發(fā)、主動、鉆艱、研微的學習習慣，擁有獨立、創(chuàng)意、創(chuàng)新、縝密的思考意識，進而具備解決復雜工程問題的能力。
三、解決復雜工程問題的工程設計能力培養(yǎng)
1.“滲入式”教學模式培養(yǎng)。工科類大學生的工程設計能力在入校之際幾乎均處于空白狀態(tài)，因此，如何在專業(yè)培養(yǎng)計劃中落實工程設計能力滲入培養(yǎng)，如何在教學環(huán)節(jié)中實施工程設計能力提升培養(yǎng)，對本科生的工程設計能力培養(yǎng)至關重要，因此，對工科類專業(yè)的成果導向教育建設尤為重要。我校環(huán)境工程專業(yè)從解決復雜工程問題的工程設計能力培養(yǎng)出發(fā)，設置了“基礎理論—應用理論—應用技能—應用實操—應用培訓”的滲入式教學培養(yǎng)模式。2.“紐帶式”傳承模式培養(yǎng)。隨著教育理念的與時俱進，目前全國高等院校都在逐年擴招本科生和研究生，而高校教師的擴招比例明顯趕不上學生的遞增比例，導致目前教師工作壓力較大，許多教學環(huán)節(jié)不能親歷親為。在此背景下，由教師所帶的博士生/碩士生指導本科生實踐和本專業(yè)的畢業(yè)生指導本科生實踐的“紐帶式”傳承模式自然誕生?！凹~帶式”傳承模式是教師以其工程設計項目為基礎，將工程項目所達成的目標清晰傳授給博士生/碩士生/本科生，然后由博士生/碩士生負責組織本科生進行現(xiàn)場調(diào)研、方案設計、圖紙設計和工程對接等工程項目的開展。3.“聯(lián)合式”互利模式培養(yǎng)。在歷史傳承教育體制熏陶下，高校教師近年來也充分利用校友、學緣和企事業(yè)等多方面資源，通過“聯(lián)合式”互利模式來提升學生解決復雜工程設計的能力，幫助學生更好融入社會。如在寒暑假或畢業(yè)設計階段將學生推薦到設計院，讓學生進行實習或畢業(yè)設計，使學生接觸實際工程設計，對提升學生解決復雜工程問題能力起到了積極的推進作用。與此同時，學生在工程項目的歷練過程中，自身對工程項目的規(guī)范掌握、工程技能的深化、工程設計軟件的使用都得到了迅速提升，解決復雜工程問題的能力得以鍛煉。通過近幾年的實踐，我校環(huán)境工程專業(yè)本科畢業(yè)生的工程能力得到了社會的認同，教師工程設計實踐能力也同步得到快速提升。
四、解決復雜工程問題的實踐能力培養(yǎng)
1.工程綜合實驗能力培養(yǎng)。大學新生一般均具有一定的物理、化學、生物等方面的基本實驗技能，本科教育要注重學生綜合實驗能力培養(yǎng)，有效提升本科生實踐能力。我校環(huán)境工程專業(yè)開設了針對環(huán)境污染項目的綜合環(huán)境監(jiān)測實驗，綜合實驗一般包括污染指標監(jiān)測內(nèi)容和監(jiān)測頻率確定、監(jiān)測地點論證、監(jiān)測方法的合理選擇、監(jiān)測儀器的科學操作、監(jiān)測數(shù)據(jù)計算和分析、監(jiān)測異常情況論述、監(jiān)測結(jié)論分享、監(jiān)測報告撰寫等。2.工程綜合實踐能力培養(yǎng)。工程綜合實踐能力培養(yǎng)必須采用多渠道、多樣式、多領域的模式，滿足大學生需求，從而不斷提高其工程綜合實踐能力。我校環(huán)境工程專業(yè)近年來通過校內(nèi)外各種活動平臺，調(diào)動了學生參加實踐活動的積極性，并在實踐活動中提升了綜合解決復雜工程問題的能力。校內(nèi)每年定期組織節(jié)能減排大賽，年均有50%以上的學生參加了給水、污水、雨水、大氣、固廢、碳排放、新材料合成等不同領域的工程項目。3.夯實實踐能力培養(yǎng)模式。我國本科生實踐能力培養(yǎng)同樣需要在教學環(huán)節(jié)設計中不斷深入、凝煉和創(chuàng)新，在學生工程實踐能力培養(yǎng)方面構(gòu)建細膩的培養(yǎng)計劃、吻合的實踐環(huán)節(jié)、扎實的實踐內(nèi)容、創(chuàng)新的考核方式，對培養(yǎng)本科生解決復雜工程問題的實踐能力卓有成效。我校環(huán)境工程專業(yè)“大一”期間環(huán)境概論課程后首次開設了專業(yè)認識實習。在“大二—大三”期間環(huán)境工程專業(yè)必修課后開設了專業(yè)必修課的課程設計。在“大三—大四”期間環(huán)境土建工程基礎、環(huán)境工程施工等課后開設了專業(yè)生產(chǎn)實習。在“大四”期間開設了專業(yè)畢業(yè)實習，組織學生全方位進行專業(yè)技術(shù)和工程實踐相結(jié)合實習，涉及四年所學的所有理論知識的廣度和深度，所有實踐技能的創(chuàng)新性和突破性。培養(yǎng)學生具備解決復雜工程問題的能力，不僅是《華盛頓協(xié)議》和《工程教育認證標準》的硬性標準，更是社會對工程類人才的需求。因此，我們必須通過教學改革、工程設計能力、工程實踐能力和社會能力等多方面的培養(yǎng)與鍛煉，使學生能夠在國家建設中解決復雜工程問題。歷經(jīng)六十九年的眾志成城，砥礪前行，使中國從一個落后貧窮的國家成為經(jīng)濟、科技、創(chuàng)新等多個領域走在世界前沿的佼佼者，而這一切與教育是分不開的。培養(yǎng)具有國際競爭實力的工程人才，是國家對高校及教師的要求，更是每一個教師責無旁貸的責任。
參考文獻：
[1]:把思想政治工作貫穿教育教學全過程[EB/OL].2016-12-08.
[2]《工程教育認證標準》(2017年11月修訂)[EB/OL].
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[4]閻群,李擎,崔家瑞,徐銀梅,王國霞.大學生解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理,2017,34(11):178-181+186.
[5]楊毅剛,孟斌,王偉楠.如何破解工程教育中有關“復雜工程問題”的難點———基于企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新視角[J].高等工程教育研究,2017,(02):72-78.
作者:李穎 張勝楠 單位:北京建筑大學水環(huán)境國家級實驗教學示范中心