培养学生工程思维提高毕业设计质量及就业竞争力

白少元　解庆林　游少鸿　丁彦礼

[摘 要]环境工程本科毕业设计是学生综合分析问题能力的体现，高质量的毕业设计体现了高校的人才培养水平，同时有利于提高学生的就业竞争力。但目前，学生工程思维缺乏是影响其毕业设计质量及就业竞争力的主要问题。在专业知识讲授过程及实践环节培养中注重学生工程思维教育，是提高毕业设计质量，增加学生就业竞争力的有效途径。

[关键词]环境工程；毕业设计；质量工程；思维；就业竞争力

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）06-0121-03

毕业设计是工科院校人才培养的一个重要综合性教学环节，承载着对学生专业水平进行综合考核的功能，需要学生将学到的专业知识进行综合、实践、创新，是对学生四年来学习成果的最终检验，在教学计划中占有至关重要的地位。[1][2]因此，毕业设计质量直接影响到学生能否在毕业后顺利进入工作角色，并承担专业任务。然而学生在开展毕业设计的第八学期面临着就业压力，急于落实工作单位，加上学生对毕业设计的重要性缺乏认识，很难对设计课题产生应有的兴趣，从而难以集中精力潜心开展设计或研究工作，这使得毕业设计质量难以保证。在此情况下，如何使学生保质保量地完成毕业设计任务，是提高学校人才培养质量，促进学生未来职业发展的重要课题。

一、环境工程专业人才需求分析

环境工程毕业生就业方向主要有三种：一是到国家各级环保部门、规划部门、建设管理部门或科研部门等从事政策、管理、研究等方面的工作，二是到各工矿企业有针对性地解決企业自身环保问题，三是到需要过硬专业素养的环保公司、环评机构、监测机构、环保咨询公司等从事专业工作。通过对毕业生的追踪调查，结果显示，前两个方向的就业人数较少，大多数环境工程专业毕业生都是到第三类部门从事技术工作，这也是未来就业的大趋势。环境工程专业市场需要大批实用型环保专业技术人才，这其中最大的就业份额集中在环保工程设计、施工及运行调试等领域。

而与之对应的毕业生就业现状是：一些工资待遇较好的设计院、环保企业都需要应聘人员具有三年以上工作经验，毕业生刚入行通常需要接受较低的薪资水平。造成这一现象的原因在于，学生在校所学专业知识与社会实际生产有一定的脱节，学生缺乏工程思维，对一些专业细节知之甚少。虽然学生在水污染控制课程中学习了各种污水、废水处理工艺和设计计算方法，也进行了相关认识实习与生产实习，但在具体设计过程中，却偏向理论，对实际问题考虑不周到，如单体构筑物预留人孔的位置及大小，构筑物管道设计安装方式，管道阀门、水泵等的布设位置等。这使得刚毕业的大学生难以直接胜任工作，还需要在就业岗位上跟学一段时间。若毕业生本身专业掌握知识不牢，则会进一步增加用人单位的人力资源成本及培训成本。很多企业不愿意为此付出太多时间成本，而是希望环境工程专业毕业生能在走出校门前就具备较好的工程思维，能够通过短期培训后迅速上岗，这就对高校人才培养提出了更高的要求。在此情况下，在人才培养的各个环节注重学生工程思维教育，并将其在毕业设计中体现出来，势必能够显著提高学生毕业设计质量，同时增加学生的就业竞争力。

二、毕业设计问题剖析

为了弄清学生毕业设计的问题所在，项目组对我校环境工程专业近五年毕业设计情况开展总体复查工作，分析学生普遍存在的问题，以期将整改措施贯穿在四年人才培养各环节中。分析发现，造成毕业设计与实际工程脱节现象的原因主要体现在设计选题及设计内容两个方面。

（一）设计选题

社会对环境工程专业毕业生设计能力的要求逐年提高，但毕业设计选题形式还过于单一，难以贴近生产实际、满足学生的需求，这间接地反映出指导教师对行业发展与技术前沿的不敏感。要解决这一问题，首先需要指导教师更新自身专业知识水平，设计任务结合专业生产实际及技术发展科技前沿动态，避免题目过于陈旧，设计成果没有实用价值。要将毕业设计视为本科四年学习的深化与升华，学生走向工作岗位前的一次实战演习。此外，很多学生在进行毕业设计时已经落实好了工作单位或者考上研究生，此时，指导教师安排的设计内容如果与学生的工作性质相差较远，学生没有设计热情，便会降低对自己的要求，影响设计质量。这就需要指导教师及时与所指导学生进行交流，了解学生动向，根据学生的具体情况为其量身定做设计任务，或者直接以学生所落实工作岗位的实际工程问题为题指导其开展毕业设计，激发学生求知欲，真正锻炼学生的工程思维，提升学生的实践创新能力。

（二）设计内容

设计内容上的问题主要体现在设计计算和设计图纸两个方面。在设计计算方面，学生在构筑物计算过程中习惯性地依据专业课教材中的设计案例进行相关构筑物或工程的计算，而往往不顾国家相关设计规范，或者采用的设计规范为旧版本，没有采用最新的设计规范。因此，其计算出的成果难以与实际工程设计对接。

以水污染控制类设计任务为例，学生通常以《环境工程设计》《环境工程设计教程》《环境工程设计手册》等书籍或手册为参考进行设计，而没有利用其选用的处理工艺的国家规范进行设计，如城市污水处理厂多采用的工艺《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范HJ 576-2010》、小型污水生化处理工艺《生物滤池法污水处理工程技术规范（HJ 2014-2012）》、高效厌氧反应设计规范《厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器污水处理工程技术规范》《升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范（HJ 2013-2012）》，以及为行业废水制定的规范，如《医院污水处理工程技术规范（HJ2029—2013）》《焦化废水治理工程技术规范（HJ 2022-2012）》、《电镀废水治理工程技术规范（HJ2002-2010）》等。再者，有学生在设计中选择的参数指标过于冒进，在此情况下，难以保证污水的达标排放。此外，尽管学生设计污水处理各单元构筑物均通过计算得出，但厂区中附属构筑物，如综合楼、化验室、曝气鼓风机房、机修车间等的设计尺寸却很随意，大多数没有按照《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ31-89》和《城市污水处理工程项目建设标准》等规范中规定的参考面积来进行设计。在投资估算方面，也与实际工程差距甚远，有学生采用的定额甚至还是10年前的标准，使得估算结果没有参考性。

在设计图纸上，有的学生未按照《建筑给水排水制图标准（GB/T50106-2010）》进行标准化绘图，体现在图纸上的问题主要有：缺少图纸说明及图纸目录；绘图比例的不规范，常采用1：220、1：580、1：1700等非标准比例；文字样式及字体大小的不规范；线型选择及线宽的不规范。尤其在平面布置图上，更加凸显出学生工程思维的缺乏：图纸上尺寸标示不清；构筑物间道路宽度设计与实际情况相距甚远；没有地坪标高，不考虑厂区给水来源、污水排放途径、雨水管道的设置等。此外，设计图纸还体现出学生在厂区布局上功能分区意识不清，生活、工作、生产区混淆，也不注意建筑物的南北朝向、不顾风玫瑰图的指示，如随意地将综合楼设置在下风向位置。

由此可见，学生在毕业设计中存在的问题主要是因为缺乏工程思维，设计未考虑实际情况。如何在大学四年人才培养过程中进行工程思维教育，是提高毕业设计质量，增强学生就业竞争力的关键。

三、工程思维的培养

工程是人类的创造性实践活动，工程思维是在工程的设计和研究中形成的思维，是一种筹划性的思维，是运用各种知识解决工程实践问题的核心。[3][4]工程思维的培养有别于科学思维，科学家为了得到一个先进的成果可以不计成本，而工程思维需要更多地考虑成本及可靠性。在人才培养过程中，对学生工程思维能力的训练是一种有目的、有计划、有系统的教育活动，它对一个人的思维能力影响很大，甚至能在很大程度上造就一个“新”人。

目前，高校教育设计无法系统直观地让学生通过课堂专业知识的学习活动认知工程，造成了学生不知道工程是什么，工程活动有哪些环节，每个环节需要做什么工作、怎么做，做的过程应该遵循什么规范等。因此高等工科院校在专业课程讲授过程中，可以通过课堂外部环境进行工程环境建设，让学生直观地接触到工程。如水污染控制课程，可以展示一个污水处理厂/站的模型产物，这个产物的诞生需要经过哪些环节，是如何从最开始的规划构思到后来的建设，如何从无到有地进行全生命周期展现。如在污水处理厂设计环节，向学生展示设计的主要工作和流程，相应的技术文件（设计任务书、图纸、设计规范），使学生从中了解到整个过程有哪些流程、每个环节需要做什么、遵循哪些规则，让学生在思想上对工程训练有认同感，对工程与工程师有更清楚的认识，引发学生的兴趣和好奇心。除此之外，在授课过程中，教师要对每个环节规范进行详细讲解，开展研究型、实践性教学，提醒学生关注身边的工程细节。

专业课程教育之外，工程思维的培养更加注重学生实践能力的培养，这可以通过建设实践基地，促进校企的深度合作来实现。[5]通过大工程观念的教育理念，形成学生从理论到实践的非线性思维。通过校企联合培养，增加学生到企业的学习与实践机会，强调在工程实践中强化专业理论知识，从而能够真正地运用所学知识系统化、綜合化地解决工程实践问题。因此，在四年的人才培养中，学生需要累积一年的参与生产的经验，由学校导师与企业导师联合指导，甚至部分课程在企业学习，由有经验的工程师现场教学。实践学习能鼓励学生的创新意识，激发学生个人兴趣，鼓励学生从辩证的视角思考工程问题。除此之外，学校可以结合专业背景开展寒暑假社会实践活动，鼓励学生外出考察，并在考察之前详细制订考察计划以及预期目标。

四、结语

环境工程本科毕业设计是学生综合分析问题能力的体现，高质量的毕业设计体现了高校的人才培养水平，同时有利于提高学生就业竞争力。笔者通过分析近五年毕业设计中存在的问题发现，工程思维缺乏限制了学生毕业设计质量的提升，因此要通过在课堂专业知识的学习活动中强化学生工程思维的培养，并利用实践教学环节强化专业知识等措施，来提高学生的毕业设计质量，增强学生的就业竞争力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张庆乐，董建，王虹，等.环境工程专业毕业设计存在的问题及对策研究[J].中国电力教育，2012（2）：66-67.

[2] 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].中国西部科技，2010（16）：78-79.

[3] 贾广社，曹丽.工程师的工程思维培养[J].自然辩证法研究，2008（6）：71-75.

[4] 杨英杰，邱俊，金星.基于现代工程师的科学思维与工程思维培养[J].现代教育科学：高教研究，2010（2）：149-151.

[5] 赵晓闻，刘宁.基于工程思维视角的我国“卓越工程师教育培养计划”[J].现代教育管理，2013（2）：69-72.

[责任编辑：刘凤华]