工程教育改革路径探析

朱青

摘要：随着社会系统的复杂化与社会变迁的加速，社会对工程人才的需求正在发生新的变革。通过对比中、美、法、德四国工程教育认证标准中有关毕业要求的相关内容发现，培养解决复杂工程问题的人才是当下工程教育改革的核心与关键。着眼复杂工程问题，对其内涵和特征进行剖析和解读，对现阶段我国工程教育改革的开展具有重要意义。

关键词：复杂工程问题；人才培养；工程教育改革

中图分类号：F2文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.21.013

工程教育认证是对人才输出的一种规范性约束，便于社会识别人力资源质量，提高人力资源的整体配置效率。认证活动的基本思路是，设立一个基本的评估标准，观测被认证方是否达到该标准，以此判定是否给予其认证“标签”。经过认证的人才往往具备作为优秀工程人才的素质，以及成为工程领域领军人物的能力或潜力，从而推动工程行业发展。对工程人才所需素质的界定，也反映了社会发展中各行各业对人才的切实需要。现行的工程教育认证标准基于成果导向等原则，规定了毕业生应具备的素质，用于反映社会实际需求，也为当前我国开展工程教育改革指明了方向。

1各国工程教育认证标准对比

当前，在世界范围内，以《华盛顿协议》为代表的国际工程联盟将世界各国和地区纳入趋同化的认证框架之下，实现了工程教育认证的实质等效。以中国、美国、法国、德国四国为例，工程教育认证标准中有关工程人才毕业要求的内容呈现出一些共性（表1）。

1.1知识关系

（1）知识掌握。一方面，认证标准回答了毕业生应该掌握什么知识的问题；另一方面，解释了“掌握”一词的内涵，强调掌握的本质在于对知识的理解而不是简单记忆。

（2）设计、控制与分析。要求学生在理解数学、科学、工程基础理论的基础上，进一步甄别确认问题、表达问题并进行分析研究，研究当中能够自主设计实验、分析与解释数据并通过信息综合得到合理有效地结论，换言之，即实现“理论指导下的实践”“理论与实践的结合”。这一步骤承上启下，是上一维度的进阶也是下一维度解决复杂工程问题的基础。在研究过程中，学生需要基于较宽广的知识面，应用多学科的视角开展问题研究，以获得明确且清晰的结论。一方面，在方案设计中充分考虑诸多非技术因素；另一方面，发挥主观能动性，在设计和开发环节有所创新。

（3）知识运用。作为知识相关模块的最后环节，该环节要求毕业生能够真正“学以致用”，将所学知识应用于解决复杂工程问题，而非仅仅停留在认知层面；同时，工程问题的“复杂性”也在这一环节得以凸显，即要求工程人才在解决实际问题时，将可持续发展原则付诸实践，充分认识与尊重工程问题可能涉及的社会价值。具体而言，可持续发展原则要求工程人才在处理工程问题时，能够兼顾社会、经济、环境及管理等要素，提出有针对性地问题解决方案。同时，从可持续性发展的视角，正确认识和评估专业工程工作对人类社会和生存环境的影响。认识和尊重社会价值原则强调，工程人才应科学评估问题解决方案、专业工程实践对社会造成的影响，明确自身所应承担的责任。对于影响的评析，要求具体到某一问题解决方案或专业实践活动，讨论的角度不可宏观；对于责任，则要落实到具体的人员。

1.2能力与素养

（1）终身学习的能力。鉴于现代工程问题的复杂多变，工程人才需要树立自主学习、终身学习的能力意识，不断学习前沿的专业技术知识，完善自身的知识结构，以适应社会和个体发展的需求。

（2）运用工具的能力。强调能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

（3）沟通能力。即在复杂工程活动中，就复杂工程问题与社会公众、领域同行进行有效沟通的能力。具体而言，一方面，要求工程人才具备一定国际视野，能够在跨文化背景下进行技术交流活动。同时，拥有一定沟通技巧，能够针对不同沟通对象采取不同沟通策略。

（4）团队协作能力。指融入团队、活跃团队氛围、促进团队发展的能力。涉及的内容包括自我认识、团队精神、投入精神与领导能力、项目管理以及与专家和非专家的交流。

（5）国际化：除上述共同点之外，各国还根据国家人才培养战略的需要，将国际化单独列为一项要求，要求毕业生能够掌握一至两门外语、拥有国际工作经验、掌握国际经济信息等。

总的来说，围绕毕业要求，工程教育认证标准是以解决复杂工程问题为中心进行建构的。在“知识关系”模块中，无论是掌握知识还是开展分析研究，都是解决复杂工程问题的前设步骤。反观“能力与素养”模块，也可看作从能力论角度对“培养解决复杂工程问题人才应当具备何种能力”这一问题进行回答。在整个认证标准中，“解决复杂工程问题”作为关键词被多次提及或者变相涉及，尤其在我国工程教育认证协会制定的工程认证标准中，先后被多次直接提及，足以彰显其在工程人才培养中的核心地位。聚焦复杂工程问题的特征和内涵，以此为基点，对工程人才应具备的能力素质进行总结归纳，将为进一步完善我国工程教育改革路径提供助益。

2复杂工程问题的特征及要求

复杂工程系统产生于客观世界中的复杂现象以及人类改造客观事物的现实需要，它是人类为了谋求生存与发展而在改造过程中研究、设计和创造出的工程系统。按照其他系统演变的规律和逻辑，可以对复杂工程问题产生的原因进行剖析：工程系统的足够规模是其復杂化的必要不充分条件；工程系统构成的多样性和差异性，是其系统复杂性的主要根源；系统内部各要素间的相互作用和系统与外部环境的相互关系是其复杂化的重要原因。从复杂工程问题的特征出发，可以对其产生的原因、复杂性的内涵及其对工程人才提出的新要求进行探析。

2.1涉及因素复杂化

复杂工程问题关涉技术、工程、其他领域等多方面因素，不同因素间存在着冲突的可能。在知识更新迅速、学科交叉频繁、社会需求多元的新工业时代，解决工程问题需要考虑的因素不仅存在于技术和工程的范畴，更有可能涉及工程学科之外甚至自然科学学科之外的因素，这也使得工程问题显得更加复杂、棘手，从而对问题解决者的组织形式与自身能力提出了更高要求。从组织形式来看，比之单打独斗，复杂工程问题的解决更加依赖团队的力量，工程师需要学会如何与学科背景不同、相关利益各异的其他团队成员开展有效协作，并从中发挥自身优势。这无疑对工程人才所拥有的思维广度、合作沟通能力的高低提出要求。

2.2分析过程复杂化

复杂工程问题的解决有赖于对工程原理的深入运用以及对问题本身的透彻分析。着眼点在于“深入”运用与“分析”，工程问题的复杂多变要求工程人才在真正理解原理和问题本质的基础上灵活解决问题而非简单套用原理。同时，在分析问题的过程中，工程人才需要通盘考虑诸要素，厘清不同要素间的逻辑关系，在复杂多变的形势下做出高质量的综合研判。

2.3解决方法复杂化

由于当下工程问题变得日益复杂，现有工作思路、技术手段已无法服务于解决复杂工程问题。基于此，工程人才需要转变思路，从新的视角出发，探索新的技术路线与方法手段来处理工程问题。这无疑对工程人才的批判性思维、创新创造等能力提出了较高要求，要求学生在充分掌握已有方法路径基础上，开展发明创造活动。

2.4其他特征与要求

如《华盛顿协议》所述，复杂工程问题还呈现出问题相关各方存在利益分歧；问题所关涉因素未被完全囊括在专业标准和规范中；具有较高的综合性，包含多个相互关联子问题等其他特征，这些特征使得问题的解决充满变数和不确定性，体现了“复杂”二字的真意。

综上所述，复杂工程问题的产生和发展是社会发展的必然，其解决方式、影响因素、作业环境的复杂多变势必对工程人才培养提出了更高要求，也势必会推动工程教育改革的步伐。基于能力观的视角，将解决复杂工程问题所需要的能力素质进行分解，据此建构与之相对的人才培养模式体系，或为破解这一难题提供思路。

3工程教育改革路径探析

综上所述，工程教育改革作为一项系统性工程，需要以培养解决复杂工程问题的人才为核心，从培养目标、课程改革、教学改革、考核评价等多个环节统筹推进。

3.1重塑培养目标

具体来说，高等学校需要根据认证标准所提及的能力要求，对培养目标进行分解，再富有针对性地逐一击破。如将工程毕业生的能力细分为工程基础知识、工程系统能力等硬实力以及团队协作能力、沟通能力等软实力，并按此思路制定人才培养计划。需要注意的是，在制定培养目标的过程中，要考虑到不同目标间的关联性，以目标群为单位进行统筹规划，进而为后续的课程优化等工作打好基础。不同类型、不同层次的院校在设置过程中也应依据自身情况对培养目标予以调整细化。

3.2优化课程体系

在课程建设方面，高校应对原有的课程体系进行整合重组或改革。基本的思路是对照培养目标中的各项能力，将课程体系划分为若干模块，使各模块地在培养学生相应素质能力上发挥应有作用。模块与模块之间应相互联系形成统一整体，这要求课程在设置时严格遵循受教者能力形成的基本规律，充分考虑到不同能力之间的内在联系。

此外，也要充分发挥通识教育的积极作用。通识教育是一门不受学科领域限制、允许学生根据自身兴趣选择的融合课程，旨在拓展学生知识面、培养学生核心能力。以往的课程多以概论讲授为主，存在课程内容深度不够、重点不突出等缺点。为发挥通识教育辅助作用，必须以能力培养为核心设置相关课程。

3.3改进教学方式

从理论课程的教学方式上看，国内高校多以大班为单位进行课堂传授，强调课堂讲授艺术，对学生实际接受、消化知识的情况了解不够充分。从复杂能力培养的视角来看，单纯的课堂讲授也无法体现“学以致用、学用结合”的教学原则，难以为学生提供在实践中锻炼能力的机会。理论课程的教学方式需要围绕能力培养这一核心丰富形式，以鼓励学生自主学习、探究性学习为宗旨，积极开展讲座型学习、体验式学习、学术研讨、模拟和案例研究等学习活动。

从实践课程的教学方式上看，必须尽快建立全新的实践教学模式。基本的思路是要提升学生的参与度，帮助学生实现从“要我实践”到“我要实践”的身份转变，真正作为活动主体参与到实践课程的各个环节中来。

3.4完善考评体系

考核评价是保证人才培养质量的关键环节，需要高校内部与外部共同发挥监督保障作用。在工程教育认证迈向国际化的今天，我国需坚持“以学生为中心”“持续性改进”“成果导向”等核心理念，不断优化和完善认证体系。在实际操作层面，一方面，高校应按照“以能力为导向”的培养理念来思考，转变传统教学测试方法，即通过带有某种测试功能的合理方式，如测试基础知识、基本步骤（程序），来产生该课程某个部分知识全部熟练程度的评价。另一方面，加快建立完善与培养目标相适应的，面向高水平认知与能力的科学评判办法，提升教学与测评环节的社会适用性与实用性。与此同时，高等院校还需要建立自我认证机制以贯彻“持续性改进”理念，确保认证体系处于不断更新与完善的状态。国内的工程认证机构则要继续与国际认证体系接轨，在建构满足本国需求的工程认证体系过程中不断推动高校新教学目标的制定、课程与教学的改革。

参考文献

［1］蒋宗礼.本科工程教育：聚焦學生解决复杂工程问题能力的培养[J].中国大学教学，2016，（11）：27-30.

[2]中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准[S/OL].[2022-04-19].https：//www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/rzcxjbz/gcjyrzbz/tybz/index.html.

[3]林健.如何理解和解决复杂工程问题——基于《华盛顿协议》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016，（5）：17-26.

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