趙雪娟，李志永

（1.唐山學(xué)院土木工程學(xué)院，河北 唐山 063000；2.唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院，河北 唐山 063000）

0 引言

我國(guó)在《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》和《教育部工業(yè)和信息化部中國(guó)工程院關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見(jiàn)》中均明確提出要樹(shù)立工程教育新理念，全面落實(shí)“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，對(duì)所有學(xué)生，注重學(xué)習(xí)效果，加強(qiáng)質(zhì)量水平，持續(xù)提升工程人才培養(yǎng)水平。卓越工程師計(jì)劃2.0的前提和基礎(chǔ)是通過(guò)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證。自我國(guó)20世紀(jì)90年代初的建筑學(xué)、土木工程等專(zhuān)業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)開(kāi)始，工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證實(shí)踐僅有30年的發(fā)展歷史[1]。針對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)的認(rèn)證，《工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)解讀及使用指南（2022版）》中明確給出了畢業(yè)生在12個(gè)方面的畢業(yè)要求和解釋。新的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中有8項(xiàng)要求是直接針對(duì)解決復(fù)雜工程問(wèn)題而提出的能力要求，本科生工程教育的基本定位是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[2]，因此具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力成為學(xué)生的核心畢業(yè)要求。如何定義土木工程專(zhuān)業(yè)的復(fù)雜工程問(wèn)題并將其體現(xiàn)在教學(xué)環(huán)節(jié)是亟待解決的問(wèn)題。畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專(zhuān)業(yè)中的一門(mén)重要的實(shí)踐課程，本文通過(guò)優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、設(shè)計(jì)模式、指導(dǎo)模式為土木工程專(zhuān)業(yè)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力提供有益的實(shí)踐參考。

1 復(fù)雜工程問(wèn)題的內(nèi)涵

復(fù)雜工程問(wèn)題的特征。復(fù)雜工程問(wèn)題是指沒(méi)有深入的工程知識(shí)就無(wú)法解決，需要進(jìn)行基礎(chǔ)性和原理性分析的問(wèn)題?！度A盛頓協(xié)議》和《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》均給出了“復(fù)雜工程問(wèn)題”的特征條件。

復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵在于“復(fù)雜”。復(fù)雜至少包括三個(gè)層面的含義：突破常見(jiàn)問(wèn)題場(chǎng)景，創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)和方法；超越單一學(xué)科知識(shí)，需要多樣化技術(shù)知識(shí)體系；超越純粹技術(shù)范疇，統(tǒng)籌兼顧非技術(shù)因素的沖突。[3]所以復(fù)雜工程問(wèn)題不等同于復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題，復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題屬于復(fù)雜工程問(wèn)題的一種，但不是全部。復(fù)雜工程問(wèn)題可以是一些工程基本問(wèn)題，但同時(shí)問(wèn)題本身可能受到多方面的制約，問(wèn)題的解決需要去從多方面權(quán)衡，更需要結(jié)合工程項(xiàng)目當(dāng)前的狀況做出判斷，給出最終的解決方案。

2 土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目類(lèi)型比較單一，缺乏復(fù)雜工程問(wèn)題的設(shè)計(jì)

我校的畢業(yè)設(shè)計(jì)通常是由指導(dǎo)教師指定題目，設(shè)計(jì)題目分為兩大類(lèi)型：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文和建筑工程的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或道路工程的線路設(shè)計(jì)。畢業(yè)論文的占比較少，本文主要以建筑工程的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析。建筑工程的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為兩個(gè)方向：道路與橋梁工程方向和房屋與建筑工程方向。以建筑工程方向?yàn)槔话阋髮W(xué)生在教師給定的任務(wù)要求下完成相應(yīng)工程項(xiàng)目的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。擬定的工程項(xiàng)目大都是框架結(jié)構(gòu)的辦公樓、宿舍樓、教學(xué)樓等類(lèi)似建筑的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)題目雖然取材于類(lèi)似的工程，但并沒(méi)有完全使用真實(shí)的工程資料。

2.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)涵蓋專(zhuān)業(yè)有限，缺乏復(fù)雜工程問(wèn)題的系統(tǒng)性

建筑工程畢業(yè)設(shè)計(jì)主要包括建筑方案的設(shè)計(jì)、建筑施工圖的繪制、結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)等主要內(nèi)容，但是建筑工程是一項(xiàng)綜合復(fù)雜的工程，它不僅涉及建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)，還涉及項(xiàng)目規(guī)劃、給排水專(zhuān)業(yè)、暖通專(zhuān)業(yè)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，而且還與機(jī)電、環(huán)境保護(hù)等緊密聯(lián)系。尤其自我國(guó)提出實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)以來(lái)，如何在建筑工程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是雙碳目標(biāo)中非常重要的一環(huán)。為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，我們可以加快發(fā)展裝配式建筑、推出更多的綠色建筑和超低能耗建筑。目前的畢業(yè)設(shè)計(jì)中并沒(méi)有體現(xiàn)上述內(nèi)容，缺乏對(duì)建筑工程系統(tǒng)性設(shè)計(jì)的考慮，不符合解決復(fù)雜工程問(wèn)題的要求。

2.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式傳統(tǒng)，缺乏交叉綜合培養(yǎng)的特征

以往的畢業(yè)設(shè)計(jì)大都是采用“一人一題目、一師指導(dǎo)多人”的傳統(tǒng)模式，若在畢業(yè)設(shè)計(jì)中達(dá)到培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的要求，對(duì)指導(dǎo)教師來(lái)說(shuō)不論是從知識(shí)儲(chǔ)備還是時(shí)間精力上都存在較大的難度，而且專(zhuān)業(yè)教師多專(zhuān)注于其所研究領(lǐng)域的某一個(gè)或幾個(gè)研究方向，很難完全覆蓋畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的全部?jī)?nèi)容。在復(fù)雜工程問(wèn)題特征要求的背景下，對(duì)指導(dǎo)教師在專(zhuān)業(yè)寬度和深度上都提出了更高要求，單個(gè)指導(dǎo)教師很難較好地滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)任務(wù)的要求。

3 面向解決復(fù)雜工程問(wèn)題的土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)改革措施

針對(duì)以上提出的畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，可以從以下三方面考慮解決：

3.1 體現(xiàn)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題

為了在畢業(yè)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)解決復(fù)雜工程問(wèn)題，首先在源頭上必須考慮復(fù)雜工程問(wèn)題的嵌入，借助于成果導(dǎo)向的教育理念，可以進(jìn)行反向教學(xué)設(shè)計(jì)，摒棄傳統(tǒng)單一的純框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)題目，設(shè)計(jì)服務(wù)實(shí)際工程的多要素待解決問(wèn)題。

畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的來(lái)源可以分為三部分：一是來(lái)自合作企業(yè)，包括校企合作單位、學(xué)生的就業(yè)單位、產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)等，此類(lèi)題目均來(lái)自實(shí)際工程，工程種類(lèi)豐富，工程資料齊全，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要權(quán)衡考慮的因素較多，不必局限于傳統(tǒng)單一的框架類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。例如：高層剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)類(lèi)型的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、深基坑支護(hù)、地基處理、大型工程的施工組織設(shè)計(jì)、裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均可作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目；二是來(lái)自指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目，此類(lèi)畢業(yè)設(shè)計(jì)大部分為畢業(yè)論文，可以來(lái)自指導(dǎo)教師的縱向課題，側(cè)重于理論研究型的項(xiàng)目，也可以來(lái)自指導(dǎo)教師的橫向課題，側(cè)重于解決工程中的實(shí)際問(wèn)題，此類(lèi)型的畢業(yè)設(shè)計(jì)都要求學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)正式開(kāi)始以前就實(shí)際參與到教師的項(xiàng)目當(dāng)中，對(duì)項(xiàng)目有較清楚的了解，以保證在有限的時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容；三是來(lái)自教師擬定的設(shè)計(jì)題目，項(xiàng)目可以是已建或待建工程，或者是根據(jù)學(xué)生的研究學(xué)習(xí)興趣立題。

3.2 項(xiàng)目合作式的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式

基于復(fù)雜工程問(wèn)題的特征，可以開(kāi)發(fā)項(xiàng)目合作式的設(shè)計(jì)模式。對(duì)于某一整體建設(shè)項(xiàng)目，可以將建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)工程、給排水科學(xué)與工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、工程造價(jià)、工程管理等多專(zhuān)業(yè)結(jié)合在一起進(jìn)行項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)式畢業(yè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)模式需要的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，可以提前一學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的布置，明確每一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員的設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)過(guò)程中各專(zhuān)業(yè)必須相互交流、相互合作才能共同完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和管理。此種模式更真實(shí)地模擬了實(shí)際的工作環(huán)境，使學(xué)生能夠更系統(tǒng)地了解各專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)流程，處理各專(zhuān)業(yè)存在的矛盾問(wèn)題，有意目的地主動(dòng)去協(xié)調(diào)和解決設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的分歧問(wèn)題，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，可以較好地實(shí)現(xiàn)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的要求。

3.3 團(tuán)隊(duì)式的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式

針對(duì)傳統(tǒng)的師生一對(duì)一指導(dǎo)方式的不足，在畢業(yè)設(shè)計(jì)題目確定之后，根據(jù)學(xué)生選題組建畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)。根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求在專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)甄選設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師，在指導(dǎo)教師和學(xué)生之間形成多對(duì)一的指導(dǎo)模式。聘請(qǐng)企業(yè)優(yōu)秀的專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人或行業(yè)專(zhuān)家加入指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中既能提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)指導(dǎo)，也能給予豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的介紹，為學(xué)生提供全系統(tǒng)的指導(dǎo)。每位學(xué)生配備一名主指導(dǎo)教師，負(fù)責(zé)協(xié)助學(xué)生制定畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃，詳細(xì)指導(dǎo)該生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，控制該生的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度和工作質(zhì)量。團(tuán)隊(duì)內(nèi)的其他教師也同時(shí)為該生提供輔助性的指導(dǎo)，尤其在遇到需要綜合解決問(wèn)題的時(shí)候，可以得到不同老師的指導(dǎo)意見(jiàn)最后由學(xué)生決策定奪，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題的處理能力的目標(biāo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)過(guò)程中，還可以充分開(kāi)展工程師和專(zhuān)家進(jìn)校園活動(dòng)，為學(xué)生帶來(lái)不同專(zhuān)題的講座和報(bào)告，開(kāi)闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題的動(dòng)力和新思路。

4 結(jié)論

培養(yǎng)學(xué)生使其具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力是所有工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心任務(wù)，尤其是自我國(guó)開(kāi)展工程教育認(rèn)證以來(lái)，對(duì)如何提高解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力提出了更高的要求。畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專(zhuān)業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃中最后一個(gè)綜合性課程教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)即將走向工作崗位的學(xué)生最接近工程實(shí)際的一次全模擬演練。本文通過(guò)從畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成模式和教師指導(dǎo)模式三個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)改革探索，希望能夠?yàn)楣こ探逃J(rèn)證中提出的如何解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)提供有益借鑒。