以提升解决“复杂工程问题”能力为目标的教学体系改进研究

周萍　孙跃东　郑岳久

摘 要 工程教育专业认证毕业要求标准中引入了“复杂工程问题”的概念，本文以车辆工程为例，介绍了“复杂工程问题”的特征把握要点、“复杂工程问题”指标点的分解方法以及如何将培养学生解决“复杂工程问题”的教学环节植入专业教学体系。

关键词 专业认证 复杂工程问题 毕业要求 教学体系

中图分类号：G642 文献标识码：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

隨着工程教育认证工作的不断深入，参加专业认证的专业对“复杂工程问题”的理解和把握也在不断提高，在课程体系中越来越重视对“复杂工程问题”的研究和设计，并通过持续改进不断使教学与实际的新技术接轨，[1]比如：传统车辆工程专业的课程体系中，发动机教学以内燃机为主，发动机技术的研究是一个“复杂技术问题”，但是现实社会中内燃机正在逐步退出汽车市场，以电动汽车和燃料电池汽车为代表的新能源汽车已进入高速发展阶段，且随着互联网技术、共享经济和人工智能的发展，呈现出新的发展趋势；面对新趋势下汽车产业变革的需求，内燃机的逐步退出市场就反映了车辆工程“复杂工程问题”的社会现实性，车辆工程专业对植入什么样的“复杂工程问题”在汽车设计制造课中还在不断研究和实践中，因此从讨论复杂性是现代工程问题的本质入手，认真分析复杂工程问题的特征，研究解决复杂工程问题所需要的能力，制定新的教学体系，从而培养学生解决复杂工程问题的能力。

1 认真分析“复杂工程问题”的特征[2]

通过对《华盛顿协议》界定的“复杂工程问题”特征[3]以及中国工程教育专业认证协会界定的“复杂工程问题”特征[4]的研究， 我们知道特征的第一条：需要知识的深度 WP1是所有复杂工程问题均必须具备的，复杂工程问题的分析解决必须深入运用工程原理和各种工程知识。必须通过建模与分析的方式，在多方面因素矛盾和冲突的过程中解决复杂工程问题，建模的思路、手段和方法可突破现有的局限，突出创新性。需要有新思路和新方法，鼓励在解决问题的过程中突破和变革现有标准和规范，既要重视不同利益的协调，也要充分考虑职业道德规范和工程伦理准则，考虑经济社会发展中人与自然的和谐。

就车辆工程专业围绕“复杂工程问题”的教学体系改革而言，首先是要准确把握七个特征的内涵，对照特征对比教学环节中的不足，设计符合复杂工程问题的特征的案例，改革新的教学内容、制定新的教学计划、组织新的教学形式和采用新的教学方式，才能提升解决“复杂工程问题”的能力。[5]

2 毕业要求中的“复杂工程问题”

毕业要求是由课程和实践教学构成的教学体系来支撑的，毕业要求必须分解成可考核的指标点，所以合理分解支撑“复杂工程问题”指标点是关键一步。

车辆专业依据专业办学定位和人才培养特色制定了12条明确的毕业要求，能够对专业培养目标进行有效支撑，并完全覆盖工程认证标准的12条通用毕业能力指标要求；本专业对12条专业毕业要求进行了合理的指标点分解，明确了毕业要求的内涵，为实现各项毕业要求的可衡量，建立了毕业要求与主要课程教学、课程考核等环节的匹配关系。通过学校/学院网站公开、新生入学教育及专业讲座、多渠道宣讲强化学生对毕业要求的认知，借助修订培养计划、开展教学研讨和教学实践等途径促进教师对毕业要求的深入理解与掌握。

3 车辆工程专业的教学体系改革探索

本专业从三个方面对“复杂工程问题”贯穿于教学过程进行探索，按照分解体现“复杂工程问题”的指标点应遵循的3 个原则：（1）对应原则，（2）层次原则，（3）支撑原则。确定毕业要求哪几项指标点包含“复杂工程问题”；选择相关的教学活动（理论课程及实践环节）；在课程教学大纲中明确“复杂工程问题”的教学内容、教学方法等教学要求。

3.1分解指标点及选择相关教学活动

按上述的3 个分解原则，以毕业要求1 的指标点“工程知识”分解为例。

该分解法是按照工程涉及的知识范畴进行分解，并不在每项指标点上都触及“复杂工程问题”，因为在1.1 等指标点中学生在相应的教学活动中还只是为解决“复杂工程问题”做准备，还没有触摸到“复杂工程问题”，而在1.4 指标点上则涉及“复杂工程问题”，但是仅限于学生了解复杂工程问题和分析、解决较低层次复杂问题的能力，而支撑的教学活动为车辆工程专业核心课程的教学，如“汽车制造技术”“汽车设计”等。

在毕业要求指标点3.4 中也包含“复杂工程问题”，见表2 的毕业要求3 指标点分解。

毕业要求指标点3.4对应毕业要求3 中能够设计满足特定需求的车辆系统、零部件的“复杂工程问题解决方案”的能力要求，因而其涉及“复杂工程问题”的层次比1.4 要高，体现特征也比较多，对应的教学活动也更为复杂。

车辆工程专业根据毕业要求设计课程体系，课程体系的设计有企业专家参与，课程体系能支持毕业要求的达成。现在构建的教学体系中，明确了教学体系中的各项教学活动是为何种能力培养要求服务的，并分层次分阶段对学生解决“复杂工程问题”的能力进行培养。

3.2 课程教学大纲的制定与要求

课程大纲由课程责任教授组织老师编写，经专业负责人审核后提交学院本科教学指导委员会审核，审核通过后施行。课程的教学内容能体现课程在毕业要求支撑矩阵中的作用，课程目标与所适应的毕业要求指标点有效对接。教学方式及考核方式均对课程目标进行设计，课程的深度与广度与课程目标相匹配。考核方式与评分标准能有效证明课程目标的达成情况。针对解决复杂工程问题的能力培养，不同课程承担相应的培养任务，并在课程大纲中有所体现。例如：专业基础课加强识别、表达、分析复杂工程问题能力的培养，专业核心课强化复杂工程问题分析、设计、研究等能力的培养，实践类课程体现综合运用专业知识解决实际工程问题能力的培养与训练。

4 结束语

车辆工程专业根据工程教育认证工作的要求，对“复杂工程问题”的特征进行了认真的研究，其专业培养目标围绕学校的办学理念、办学目标、人才培养规格进行了定位，专业依据培养目标和毕业要求配置了完善的基础理论教学及工程实践教学体系，专业理论教学以学生工程能力培养（下转第50页）（上接第30页）为导向，注重结合精选例题、工程案例分析启发学生的思维，提高理论联系实际的能力；课程习题作业及课程考核注重覆盖课程知识点，通过理论阐述型、计算型、数据处理分析型以及拓展应用型等多种题型促进学生对理论知识的灵活运用。为进一步提高学生的工程实践以及解决车辆复杂工程问题的能力，本专业建立了系统性实践教学体系，专业主干课程依据教学目标灵活配置课程实验及课程设计等实践环节，通过专业综合实验、企业实践及毕业设计对学生的实践能力进行集中训练，理论教学与实践教学环节相互独立又互为补充，为培养学生的工程实践能力提供有力保证，提高了学生解决“复杂工程问题”的能力。

參考文献

[1] 杨毅刚，王伟楠，孟斌.以提升解决“复杂工程问题”能力为目标的工程教育培养模式改进研究[J].高等工程教育研究，2017（4）：63-67.

[2] 林健.如何理解和解决复杂工程问题[J].高等工程教育研究，2016（5）：17-26.

[3] Graduate Attributes and Professional Competencies（Version3：21June 2013）http：//www.ieagreement.org.

[4] 中国工程教育专业认证协会秘书处.工程教育认证工作指南（2016年版）.

[5] 周克宁，罗朝盛，康敏.植入“复杂工程问题”的教学体系改革探索[J].中国大学教学，2016（10）：51-54.