引入竞争机制的环境工程专业毕业设计教学实践

张发根 彭 燕 李淑更 李 笛

广州大学环境科学与工程学院 广东广州 510006

“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)作为“国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)”组织实施的一项重大项目，旨在全面提高我国工程人才培养质量，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高素质各类型工程技术人才，促进我国从工程教育大国走向工程教育强国，其重要特点就是明确高等教育应主动服务国家战略需求、主动服务行业企业需求的导向[1,2]。

工科专业的毕业设计是工程类人才培养计划中的关键性内容，它能使学生巩固已学过的专业知识，培养综合运用所学知识的素质，提高全面思考和解决实际问题的能力，并促进设计计算、制图、计算机应用等基本技能的提升，是体现教育质量的一个控制性工程和教育成果的一次集成型考核。

环境工程专业作为一个新兴学科，既有工程建设类设计(如集中式污水处理厂建设)，也有产品生产类设计(如专用环保设备)，同时也提供工程咨询服务等，涵盖面广，知识体系复杂，技术更新快，社会需求多样，这就要求学生不但要具备扎实丰富的专业知识，还要具备较强的全局观、创新能力和一定的适应性、灵活性。但国内外基本采用一般工程类人才的培养模式，并未形成独立的环境工程专业教育培养模式，特别是在毕业设计阶段，在配合国家“卓越计划”的总体规划下，更需要探索一条适合本专业发展的卓越工程师教育模式。

1 环境工程专业毕业设计教学主要问题

结合我校环境工程专业毕业设计的教学现状和其他兄弟院校的相关教学经验[3-10]，目前环境工程毕业设计教学过程主要存在以下几个问题：

1.1 设计选题的全局性有待提高

环境工程设计应贯穿于整个环境工程建设过程中,包括环境工程的立项、工程可行性研究报告、环境影响评价、编制设计任务书、制订方案、制订施工定额材料、选购处理设备、调试运行、测试、工程总结和竣工图等多个环节。目前，环境工程毕业设计选题主要集中在水处理、大气污染治理等污染处理或控制工艺设计阶段，常用平行指导方式(即学生的毕业设计内容相仿、工作量相当)，且以计算说明书和设计图纸作为主要毕业设计成果，显得单一，缺乏全局性，不利于学生综合能力的培养，更不利于培养卓越工程师的后备人才。

1.2 设计与工程实际脱节严重

工程实际应该是已经实施、正在实施或者计划实施的工程建设项目，涉及建设规划、技术经济、组织管理和沟通协商等多方面内容，就环境工程建设而言，还涵盖了基础、结构、电气、建筑、土木、环境等多个专业领域。目前的毕业设计多以环境工程工艺设计为主，缺乏专业领域之间的协作，不利于学生在工程实际中对整个工程建设的组织管理。

1.3 设计未能有效培养竞争意识

工程建设在国家整体建设方针指引下，不仅要求技术可行、经济合理，还需要遵循国家针对建设项目实施的有关法律法规，如招投标制度，针对同一个建设项目，建设方案最优者获得有关建设权。目前，为了杜绝教师偷懒，避免学生抄袭，实行一人一题或者设计内容(含题目)不能重复的规定。在这种情况下，学生难以形成竞争意识，也不会对设计方案进行真正的优化，更谈不上创新，使得毕业设计貌似不同，实则千篇一律，无法选拔优秀学生，也难以达到培养卓越工程师后备人才的目的。

1.4 未形成及时的双向沟通机制

技术需求在变化、知识内容在更新，学校教育、社会需要、技术进步之间需要一个有效的沟通桥梁，才能保持三者之间的同步发展。特别是学校教育，需要及时从社会获得反馈信息，不断调整教学内容。同时，也使新知识、新技术尽快被社会所认可和接受。毕业设计和毕业生实际上担当了这样的一个桥梁作用，目前看来，这个作用尚有待进一步发挥。

2 环境工程专业毕业设计教学实践

我校是广东省和广州市共建的综合性地方大学，工程教学具有很强的导向性，即立足珠江三角洲，服务地方经济。以环境工程专业为例，学生不仅要求具备较为扎实的专业知识，还需培养比较浓厚的市场意识，毕业设计既要满足专业教学要求，也要符合市场需求。因此，根据培养卓越工程师的要求，探索具有市场导向性、引入竞争机制的毕业设计教学模式显得尤为迫切。

2.1 基本思路

主要从设计资料、设计过程和设计成果评价三个方面，立足市场，引入竞争，以投标模式对毕业设计进行择优评判。设计资料主要选择已经建设或正在建设的工程建设项目，特别是在技术方面具有先进性、代表性的工程实例；设计过程依据投标要求，选择3～5个设计小组，针对同一份设计资料，开展竞争性设计；依据设计成效对小组以及小组成员成绩进行评判。

2.2 教学实践

2.2.1 设计资料

选择的工程项目是广州市内某新建的污水处理厂，该厂建于2010年，污水处理规模为10万吨/日，采用当前世界最为先进的膜生物反应器(MBR)处理工艺。整厂处理工艺设备采用“地下全埋式”，分两层，深20米，为目前亚洲最大的地下污水处理厂，同时也是国内单位水量占地面积最小的污水处理厂，仅相当于传统工艺正常占地面积的1/10。同时，厂区地面建有花园式园林，与周边环境融为一体，成为该地段一道亮丽风景。

该厂建成形式与厂址所在地段有很大关系。厂址位于市内人口密度较大、工商业活动比较频繁的地段，建设用地非常少；同时由于周边建有大量住宅区，这对污水厂的占地、绿化水平、废物处理处置质量等提出了很高的要求，使得新建污水厂必须突破传统建设模式，另辟他径。

选择该厂作为设计资料，正是看重其能够因地制宜，很好地解决了占地、绿化、处理标准之间的协调问题，具备较高的设计水准和示范意义。当然，作为环境工程专业毕业设计资料，不能照搬该厂的设计资料，需要对资料进行必要的简化，以适应学生的实际设计水平；同时注意避免提示性文字，防止学生直接抄袭该厂设计形式。

2.2.2 设计过程

根据学生的设计意愿，最终选择12名学生开展污水处理厂设计；学生分为3组，每组4人；同时教师组成毕业设计指导团队，对学生的设计进行过程指导。

教师以招标的形式发放设计任务书，依据工程项目实际，提出了占地、绿化、排放标准等要求；同时要求学生以投标的形式准备相关的设计材料，包括设计说明、图纸、概算表等。

在指导过程中，避免不同小组学生之间的相互抄袭，同时明确小组内各个成员的设计任务，既保证设计质量，也保证成员的设计任务负荷基本相当。

2.2.3 设计成果及其评判

对于本科毕业设计而言，设计成果除了形式，如报告、图纸等，另外一个重要内容就是成果的质量及其评判。尽管引入了市场竞争原则，但也不能完全按照市场要求，毕竟这些设计成果离市场要求还有一定差距。因此，对这些成果的评判必须基于学生的知识水平和实践能力的现状。

设计成果既有可以定量评价的内容，也有需要定性评价的内容，所以客观公正地进行相关评价显得尤为重要。模糊综合评价方法是模糊数学中应用比较广泛的一种方法，其基本思想是许多事情的边界并不十分明显，评价时很难将其归于某个类别，于是我们先对单个因素评价，然后对所有因素进行综合模糊评价，防止遗漏任何统计信息和信息的中途损失，这有助于解决用“是”或“否”这样的确定性评价带来的对客观真实的偏离问题。

针对毕业设计，综合了专业教师意见和学校毕业设计质量要求，设定如下参数：

评价指标集合：U={技术水平，经济效率，图纸质量，文档质量}；

评语集合：V={很好，较好，一般，不好}；

评价指标权系数向量：W={0.4，0.3，0.2，0.1}。

选择5～7名专业教师依据评价指标和评语要求，对3个设计小组的设计成果进行评分，评语的分值按照给出该档评语的教师比例计算，进而确定每个评价指标的评价矩阵；最后按照模糊综合评价模型计算综合评价结果，按照“技术水平，经济效率，图纸质量，文档质量”的顺序确定各个小组的成果评判结果。

3 结束语

竞争性设计机制的引入，激发了学生提高设计质量的欲望，让学生除了掌握专业知识，还初步接触了市场行为，储备了一定的市场知识；同时，采用模糊综合评价方法，保证了整个评判过程的公正和公平，为毕业设计评分模式的标准化构建奠定了一定的基础。

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”学校工作方案研究[J].高等工程教育研究,2010(5):30-36,43.

[2]李德才,王俊.关于培养“卓越工程师”的几点认识[J].研究生教育研究,2011(3):53-57.

[3]谭江月.导师制在环境工程专业毕业设计教学中的应用[J].科教文汇,2011,11(上):56-57.

[4]刘绮,石林.环境工程类专业本科毕业设计(论文)改革研究[J].高教与经济,2008,21(2):18-22.

[5]张文生,宋克茹.“回归工程”教育理念下实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].西北工业大学学报:社会科学版,2011,31(1):77-79,92.

[6]全国工程教育专业认证专家委员会.工程教育专业认证标准(试行)[Z].2009.

[7]全国工程教育专业认证专家委员会.全国工程教育专业认证工作手册[Z].2009.

[8]林健.工程师的分类与工程人才培养[J].清华大学教育研究,2010,31(1):51～60.

[9]魏立安,李明俊,张秋根.“环境工程设计”综合素质培养体系及内容优化[J].南昌航空工业学院学报,2002,4(3):62-63,72.

[10]凌琪.结合工程实际,改革环境工程本科专业毕业设计教学[J].中国西部教育,2010,9(16):78-79,39.