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摘要：在工程教育專業認證背景下，解決復雜工程問題的能力是畢業要求的核心。本文從分析畢業設計在工程教育中的重要性出發，對當前畢業設計在培養解決復雜工程問題能力方面存在的問題進行梳理，基于專業認證產出導向和持續改進的理念，探討凸顯復雜工程問題解決能力培養的畢業設計改革措施，并開展教學實踐，可為工科專業畢業設計的改革提供參考

關鍵詞：工程教育;專業認證;能源與動力工程;畢業設計;復雜工程問題

一、畢業設計在工程教育中的重要性

工程教育專業認證是目前我國高等教育大力推進的一項重大改革舉措，其核心是確保工科專業的畢業生在畢業時能夠達到行業認可的既定質量標準要求，其本質是一種以培養目標和畢業要求為導向的合格性評價。在認證標準畢業要求12條中，“復雜工程問題”被多次提及。在畢業生的能力達成評價中，解決復雜工程問題的能力是核心所在。解決復雜工程問題的能力包括問題識別、問題表達（建模）、問題分析、解決方案設計、現代工具使用、結論綜合評價（局限性、合理性、可持續性等方面的評價）等等多個方面的能力。這些能力的培養，主要通過理論教學環節和實踐教學環節完成。理論教學環節為學生提供解決復雜工程問題所必需的工程知識，而實踐教學環節鍛煉學生綜合運用所學知識動手解決實際工程問題的能力。畢業設計是工科專業實踐性教學的重要組成部分，是本科教育階段的最后一個，也是學時最長的一個教學環節。一直以來，畢業設計是評定學生畢業成績的重要依據。目前，工科專業的畢業設計通常采用項目課題式的教學方法，即指導教師擬定一個課題，然后學生運用所學的專業知識，圍繞課題相關內容展開分析和設計，最終得出結果并進行評價。這樣，在專業認證背景下，在畢業設計教學過程中，如果指導教師擬定的課題能夠很好地包含一個復雜工程問題，然后學生圍繞這個復雜工程問題開展方案分析、設計和評價，提出對整個復雜工程問題的完整解決方案，學生的解決復雜工程問題的能力必然會得到很好的鍛煉。因此，發揮畢業設計在解決復雜工程問題的能力培養方面的作用，是當前工科專業工程教育教學改革必不可少的環節。

二、目前畢業設計中存在的問題

在解決復雜工程問題的能力培養方面，畢業設計目前主要存在以下幾個問題。1.畢業設計選題不合理。畢業設計課題的擬定是否科學合理，直接決定著學生解決復雜工程問題能力的培養是否達到預期效果。但目前來看，指導教師選題存在較多不合理之處，主要表現在以下幾個方面。（1）重復性選題過多。很多指導教師進行畢業設計選題時，課題的基本內容和往年相比幾乎改動不大，導致多屆學生題目類似甚至雷同。由于本科生知識體系的限制，課題內容存在部分重復是不可避免的。但一些過于老舊的題目，已經不符合當前科學技術的發展和社會的需求，無法達到培養學生能力的目的。此外，課題內容的重復將帶來論文抄襲和重復率較高的問題。這反映出指導教師缺乏一定的創新性，在日常教學和科研中缺乏深入思考。（2）選題不符合復雜工程問題的要求。畢業設計要培養學生解決復雜工程問題的能力，那選題就必須涉及一個實際的復雜工程問題。但目前一些選題并不符合復雜工程問題的要求。出現這種情況的原因是指導教師對什么是復雜工程問題理解不深刻，或者無法將復雜工程問題和專業知識相聯系。其本質在于指導教師自身工程實踐研究的經驗和能力不足，無法發現和準確描述自己專業領域的復雜工程問題。（3）選題不符合本科生知識結構。一個好的選題，課題內容需要對應課本所學基礎知識和專業知識。但一些教師往往是根據個人喜好和科研方向確定選題，內容范圍超出本專業本科生的知識結構，學生無法理解課題內容，因而也達不到復雜工程問題解決能力培養的目的。（4）選題難易程度不合理。課題的難易程度直接決定他們能否順利完成畢業設計并達到預期的鍛煉效果。部分指導教師的選題過于簡單，甚至是專業課程設計題目的變形，學生在短時間內即可完成課題。而部分指導教師的選題過于復雜，來源于所帶博士或碩士課題的部分內容，包含大量理論分析或復雜的數值模擬，本科生會感覺無從下手。2.學生對畢業設計的重視程度不夠。畢業設計是對學生本科期間所學知識的綜合檢驗和考核，也是學生和老師就某一個具體問題進行面對面交流學習的機會，但這一重要過程并沒有得到學生的足夠重視，達不到培養解決復雜工程問題能力的目的。這種不重視表現在以下幾個方面：選題時拈輕怕重，盡量選擇簡單的課題，而這類題目往往不能體現復雜工程問題；認為畢業設計的內容與即將從事的崗位關系不大，不愿深入理解課題中的復雜工程問題，敷衍了事；專業知識不扎實，不足解決問題，但學習主動性不足，依賴指導教師。3.畢業設計教學過程不規范嚴謹（1）選題審核不嚴格或審題無依據。一些畢業設計選題并不符合專業認證對解決復雜工程問題培養的要求，但題目沒有經過嚴格的審核就下發供學生選擇。同時，缺乏可操作性強的審題依據，也會導致審題人員不能很好地對題目進行審核。（2）指導教師投入不足。指導教師還承擔著其他的教學和科研任務，因此部分指導教師在畢業設計方面投入的時間和精力不足。學生遇到困難時，無法與老師進行及時溝通，全憑自己的理解開展課題研究，導致學生的能力得不到培養。（3）畢業設計過程管理過于松懈。畢業設計沒有固定的教學地點和時間，除了開題、中期考核等僅有的幾次檢查以外，缺乏更多的組織管理，這導致部分學生放松自我，畢業設計完成不好。（4）畢業設計考評過于寬松。過于寬松的考評制度，讓學生認為只要參加了畢業設計的整個過程，最終都會順利通過。這導致部分學生對課題設計結果的好壞不夠重視，能力得不到培養。

三、畢業設計教學過程的改革措施與實踐

1.制定選題標準，嚴把審題關。依據工程教育認證標準中提到的“復雜工程問題”的主要特征，制定具有良好可操作性的選題標準，引導指導教師理解復雜工程問題在本專業的內涵，進而擬出能夠滿足復雜工程問題解決能力培養的選題。同時，嚴把畢業設計審題關，對不符合要求的選題，要求指導教師修改或者重新擬定題目。這樣，就從源頭上確保畢業設計以復雜工程問題解決能力培養的目的。筆者所在的能源與動力工程專業制定了面向解決復雜工程問題的畢業設計選題和審題方案。制作了內容詳盡的審題表，要求指導教師擬定選題時，需要對標復雜工程問題的特征，并給出相關的依據。同時設定了審核環節，每一個題目至少由兩名審題人審核，審核不通過時進行修改或重擬題目，并重新審核，直至通過。本專業2018屆畢業設計首次按照該辦法進行選題和審題，有13.2%的題目不符合復雜工程問題的特征并進行了修改或重擬。經過一年的試行，在20畢業設計中，只有不到3%的選題進行了修改或重擬。2.以專業認證為基礎制定培養質量評價準則。以專業認證和本科專業類教學質量國家標準為基礎，制定合理的畢業設計課程目標和完善可行的評價標準，客觀準確地評價學生在畢業設計過程中解決復雜工程問題能力培養的效果；制定合理的畢業設計課程目標與本專業畢業要求支撐關系矩陣，考查畢業設計的課程目標達成情況。筆者所在的能源與動力工程專業，首先充分考慮本專業復雜工程問題的解決過程，制定了畢業設計需要達成的10個課程目標：復雜工程問題識別與分解能力、問題分析與建模能力、調研能力、創新設計能力、方案論證與優選能力、工具與資源使用能力、設計結果分析與判斷能力、撰寫能力、口頭表達能力和國際視野。明確了畢業設計考核和評價方式由平時表現成績、中期檢查成績、成品質量（論文）成績和答辯成績4部分組成，確定了18個打分環節并制定每個打分環節的詳細評分標準。確定了畢業設計10個課程目標能夠支撐的12條畢業要求指標點，給出了支撐關系矩陣。在2018屆和20畢業設計過程中，本專業嚴格按照此標準進行畢業設計考核，取得了較好的效果。明確細化的考核方式對畢業設計教學的目的性、針對性和主動性都有所提升。3.加強管理制度建設和落實。為了更好地培養學生解決復雜工程問題能力，除了畢業設計選題和評價兩方面做好之外，必須建立嚴格的畢業設計過程管理制度，并做好落實工作。本專業圍繞畢業設計過程管理，主要采取了以下一些措施。（1）組織畢業設計動員大會。學院教學院長、系領導、輔導員和指導教師代表出席會議。除了講解畢業設計具體流程、學習紀律要求等之外，重點解讀畢業設計教學大綱，讓學生知悉畢業設計的考核方式和評分標準，深刻認識到畢業設計的重要性。（2）明確時間節點做好過程控制。對任務書、開題報告、讀書筆記、外文資料翻譯、中期檢查、畢業論文和答辯等環節都給出了明確的時間節點，并要求學生和指導教師嚴格執行。教師對學生畢業設計情況的指導與檢查每周不少于兩次，并需要簽字確認。（3）畢業設計全過程突出產出導向。教師在指導過程中，必須始終圍繞如何培養學生綜合應用所學知識解決復雜工程問題的能力。學生在學習過程中，必須時刻關注自己的設計或分析是否滿足課程目標，自己的能力是否得到提高。畢業設計所有考核環節必須嚴格按照評價標準進行評分，并對課程目標達成度進行分析。基于以上措施，讓指導教師和學生都深刻認識到畢業設計在復雜工程問題解決能力培養方面的重要性，能夠在畢業設計過程中及時發現問題，不斷改進。教師指導和學生學習的積極性也得到了明顯提高。

四、結束語

在專業認證的推動下，我校能源與動力工程專業的教學改革已探索開展三年，其中面向復雜工程問題解決能力培養的畢業設計改革已經推行兩年，得到了學校和教育主管部門的認可。畢業生對實際工程問題的認識有所加深，解決實際工程問題的能力較以往有很大提升。未來幾年本專業將在各方面繼續深化改革，爭取畢業生得到行業和用人單位的高度評價。

參考文獻：

[1]董彬，梁坤峰，朱竹.新工科背景下基于CDIO的能源動力類專業教學改革[J].教育現代化，2019

[2]盧艷軍，徐濤，張曉東.植入“復雜工程問題”的畢業設計改革探索[J].教育現代化，2019

[3]吳凈，陳克，張宏遠.基于CDIO工程教育模式的能源動力類課程體系改革與實施[J].中國現代教育裝備，2017

作者:曹瑞峰 肖斌 劉國偉 楊鶴 單位:東北電力大學能源與動力工程學院