摘"要：設(shè)計能力是解決復(fù)雜工程問題能力的重要組成要素，也已經(jīng)成為檢驗工程教育質(zhì)量的重要指標。工程教育認證則要求為達成設(shè)計能力培養(yǎng)目標提供全面而具體的支撐。盡管不同的工科專業(yè)針對的設(shè)計對象不同，但教學(xué)過程存在共性問題。該文探討如何深化工程教育認證背景下設(shè)計能力培養(yǎng)改革，構(gòu)建新的培養(yǎng)模式，并從教學(xué)規(guī)范性、大工程格局、設(shè)計與工程的銜接、責任意識和從個體裝備到系統(tǒng)的設(shè)計五個方面開展綜合性實踐；進而，結(jié)合我國工科專業(yè)自身的特點，對設(shè)計能力培養(yǎng)提出建議，為新時代工科專業(yè)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：工程教育認證；設(shè)計能力；教學(xué)改革；過程性評價；思政教育

中圖分類號：G640"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2024）36-0050-05

Abstract：Thedesignabilityservesasanimportantcomponentoftheabilityofsolvingcomplexengineeringproblems，anditscultivationhasbeendeemedasanindicatorofthequalityofengineeringeducation.Accordingtotherequirementsfromtheengineeringeducationaccreditation，acomprehensiveandspecificsupportshouldbeprovidedforaccomplishingthegoalofthedesignabilitytraining.Althoughengineeringmajorsdifferintermsofthedesignedobjects，theteachingprocessessharecommonproblems.Inthepresentstudy，thereformofthetrainingprogramforthedesignabilityunderthebackgroundofengineeringeducationaccreditationisinvestigated.Anewtrainingmodeisexpectedtobeestablished.Acomprehensivepracticeisimplementedfromfiveaspects，namelynormalizedteaching，engineeringlandscape，connectionofdesignandengineering，senseofresponsibility，andextensionfromproductdesigningtosystemdesigning.Furthermore，accordingtothecharacteristicsoftheengineeringmajorsinChina，suggestionsareputforwardforthetrainingofthedesignability，offeringareferenceforprofessionalconstructionofengineeringmajorsinthenewera.

Keywords：engineeringeducationaccreditation;designability;teachingreform;processassessment;ideologicalandpoliticaleducation

我國的高等工程教育規(guī)模居世界第一位，且整體實力已進入世界第一方陣。近年來，制造業(yè)對國民經(jīng)濟的強支撐作用凸顯，而工程教育的重要性隨之被提升至新的高度，這對當前的工科人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)。通過卓越工程師教育培養(yǎng)計劃、專業(yè)綜合改革試點專業(yè)、新工科、產(chǎn)教融合專業(yè)和學(xué)院等一系列教學(xué)改革實踐，工程教育的內(nèi)涵得到深化，工程教育質(zhì)量不斷提升。然而，我國目前的工科人才培養(yǎng)尚未達到供需有序銜接的效果，與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)也非密切。2016年，我國成為《華盛頓協(xié)議》第18個正式成員，凡通過中國科協(xié)所屬的中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會（CEEAA）認證的中國大陸工程專業(yè)本科學(xué)位將得到美國、英國等所有該協(xié)議正式成員的承認。截至2023年底，全國共有321所普通高等學(xué)校的2395個專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認證?！皩W(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”解決的是能力培養(yǎng)的規(guī)范性問題；然而，是否能夠持續(xù)激發(fā)能力培養(yǎng)的內(nèi)在動力，尚需在人才培養(yǎng)的時效性、專業(yè)性和系統(tǒng)性方面進行探索與實踐。

通過了工程教育認證是不是意味著不需要繼續(xù)進行教學(xué)改革？答案是否定的。工程教育認證側(cè)重構(gòu)建支撐畢業(yè)能力的體系，強調(diào)以教學(xué)過程監(jiān)測、評價和反饋、持續(xù)改進實現(xiàn)培養(yǎng)目標的達成[1]。教學(xué)改革是適應(yīng)新形勢、保障高等工程教育高質(zhì)量輸出的重要手段。工程教育認證并不排斥教學(xué)改革，更不建議弱化專業(yè)特色。尊重工程邏輯、緊扣社會需求、滿足學(xué)生個性化發(fā)展要求的教學(xué)改革與工程教育認證相輔相成。如何深化教學(xué)改革，使其不至于成為工程教育認證的“額外負擔”，是工科專業(yè)面臨的現(xiàn)實問題。

設(shè)計能力是工程能力的重要組分。不同的工科專業(yè)面向的產(chǎn)品對象不同，設(shè)計能力的具體表現(xiàn)有所差異。同一個專業(yè)可能涉及多個產(chǎn)品對象，且各具特點。以能源與動力工程專業(yè)為例，其涵蓋了能源轉(zhuǎn)化、能源利用和動力系統(tǒng)，且被劃分為特色鮮明的模塊方向，如動力機械、流體機械、熱能工程和制冷與空調(diào)工程等。該專業(yè)關(guān)注以流體為介質(zhì)、發(fā)揮特定功能的能源裝備的設(shè)計，也強調(diào)設(shè)計對象在所屬系統(tǒng)中發(fā)揮的功能，所以集機械、流體、控制和材料等交叉學(xué)科知識為一體。當前，能源開發(fā)利用與環(huán)境保護是全世界關(guān)注的焦點，因此該專業(yè)的人才培養(yǎng)具有鮮明的時代特征。我國能源與動力工程專業(yè)的工程教育認證工作較其他工科專業(yè)起步晚，但該專業(yè)在其發(fā)展歷程中一貫注重設(shè)計能力的培養(yǎng)，且構(gòu)建了系統(tǒng)的支撐體系；只要加強過程性評價，并明確培養(yǎng)目標、畢業(yè)能力與各支撐環(huán)節(jié)之間的邏輯關(guān)系，就能夠滿足工程教育認證的要求。

設(shè)計是工程裝備研發(fā)與制造的基礎(chǔ)。設(shè)計過程中的構(gòu)思、表達、分析、優(yōu)化和驗證等環(huán)節(jié)無不體現(xiàn)工程的魅力和對邏輯思維能力的考驗。設(shè)計能力的培養(yǎng)需要完備的支撐體系，且與科學(xué)合理的教學(xué)方法密不可分。國外工程教育較為先進的高校如麻省理工學(xué)院、普渡大學(xué)等，均強調(diào)要培養(yǎng)具有STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）素養(yǎng)的人才。在這種教育理念指引下，學(xué)生在解決復(fù)雜工程問題的過程中需要綜合運用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)4個方面的知識，而設(shè)計能力的培養(yǎng)被貫穿其間[2]。2016年，我國香港對當?shù)氐母叩裙こ探逃M行了反思，發(fā)現(xiàn)普遍存在的問題是學(xué)生的書面表達能力強，但產(chǎn)品設(shè)計與解決實際問題的技能較弱，認為必須更加重視培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

無論是工程教育本科專業(yè)國際互認協(xié)議，還是歐洲工程教育項目的跨國許可與認證，均將設(shè)計能力的培養(yǎng)置于首要位置，這是基于工程的本質(zhì)對工程教育進行引導(dǎo)，因此具有重要的現(xiàn)實意義。我國的高等工程教育既參照工程教育認證的規(guī)范性要求，也要結(jié)合我國的國情開展相應(yīng)的教學(xué)改革。設(shè)計能力培養(yǎng)是教學(xué)改革的關(guān)注點之一，也迎合了時代發(fā)展之需。本文聚焦工程教育認證背景下的設(shè)計能力培養(yǎng)，從規(guī)范性、大工程格局、設(shè)計與工程的銜接、責任意識和從產(chǎn)品到系統(tǒng)的延伸5個方面強化設(shè)計能力培養(yǎng)，并闡釋設(shè)計能力培養(yǎng)的時代意義。進而，結(jié)合我國工科專業(yè)自身的特點，提出建議，為工科專業(yè)建設(shè)提供借鑒。

一"強化設(shè)計能力培養(yǎng)的規(guī)范性

我國工科專業(yè)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步的歷程高度契合，也符合我國工程教育的發(fā)展規(guī)律。近年來，我國高校重視培養(yǎng)過程規(guī)范性的程度不斷加深，這一點由能力培養(yǎng)的細化及不斷完善的支撐體系所印證。通過有效的人才培養(yǎng)實踐，為各個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域輸送了高質(zhì)量的專業(yè)人才。從培養(yǎng)方案中各個具體環(huán)節(jié)的落實來看，不同的專業(yè)根據(jù)自身特色和學(xué)生的個性化發(fā)展需求，修訂了實踐實習、畢業(yè)設(shè)計、創(chuàng)新訓(xùn)練等環(huán)節(jié)的實施細則，明確了對畢業(yè)要求中知識、技能和素養(yǎng)的支撐，并從不同的角度支撐了設(shè)計能力的培養(yǎng)。對照工程教育認證標準，我國工科專業(yè)的設(shè)計能力培養(yǎng)尚存在以下3個方面的差距：

①形成性評價不完善。例如設(shè)計類課程的部分命題與課程目標的關(guān)聯(lián)不明確，試卷分析無法反映具體知識點的掌握情況，支撐課程目標達成的元素缺失。②支撐設(shè)計能力培養(yǎng)的課程設(shè)置欠合理。例如課程之間的邏輯性較差，對設(shè)計能力培養(yǎng)的支撐較為分散，部分課程的內(nèi)容呈現(xiàn)“理工不分”的特點。③非技術(shù)能力的培養(yǎng)缺少明確的教學(xué)環(huán)節(jié)支撐。例如職業(yè)規(guī)范、團隊意識、終身學(xué)習等的培養(yǎng)無從追溯，其對綜合能力培養(yǎng)的支撐作用未引起足夠的重視。

工程教育認證的目標不是證明而是改進。在以往的教學(xué)過程中，注重設(shè)計類課程的考評結(jié)果，而針對教學(xué)過程監(jiān)控、分析與改進所開展的有效工作較少。為了全面掌握設(shè)計能力培養(yǎng)目標的達成情況，需專門對設(shè)計類課程的教學(xué)過程進行監(jiān)控，從出勤率、練習、師生互動、評教和評學(xué)等各個角度，對教學(xué)效果進行綜合評價，深入分析影響能力培養(yǎng)的因素，并形成改進方案。為了提高課程評價的可操作性，有的專業(yè)還專門開發(fā)了數(shù)據(jù)處理與分析程序，任課教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺可進行課程評價的數(shù)據(jù)輸入、校核、分析、圖形表達與輸出，課程負責人和專業(yè)負責人有權(quán)限在網(wǎng)絡(luò)平臺查看課程評價結(jié)果，詳細了解課程教學(xué)過程，分析各個培養(yǎng)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果，制訂改進方案。

社會需求是工程教育認證標準制訂和教學(xué)改革的依據(jù)，而科學(xué)合理、具有時效性的培養(yǎng)方案則是人才培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的直接體現(xiàn)。培養(yǎng)方案修訂是工程教育認證的要求，也是專業(yè)建設(shè)的需要。培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)的綱領(lǐng)性文件，其修訂應(yīng)充分征集高校、用人單位、實踐基地、校友和家長等不同群體的意見。對這些意見進行分析、歸類、確認后，提交培養(yǎng)方案修訂小組進行討論和最終確定。對于同一專業(yè)存在若干模塊方向的情況，需要各模塊的能力培養(yǎng)標準與國際標準實質(zhì)等效。仍以能源與動力工程專業(yè)為例，其涵蓋動力機械、流體機械、熱能工程和制冷與空調(diào)工程等模塊，需要為每個模塊設(shè)置原理與設(shè)計綜合課程，并輔以相應(yīng)的課程設(shè)計和實踐環(huán)節(jié)，確保每個模塊在產(chǎn)品設(shè)計、技術(shù)開發(fā)和系統(tǒng)運維三個方面均滿足畢業(yè)要求。

與國外相比，國內(nèi)工科專業(yè)要求修讀的人文社科類和交叉學(xué)科類課程的學(xué)分相對較少。國外強調(diào)學(xué)生的人文情懷與素質(zhì)的培養(yǎng)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的理性分析、獨立批判與解決復(fù)雜問題的能力。在這一點上，我國的工程教育存在改進的空間。只有將設(shè)計能力與非技術(shù)能力有機結(jié)合，才能保證能力培養(yǎng)支撐體系的完整性。在優(yōu)化專業(yè)基礎(chǔ)課程、設(shè)計課程、課程設(shè)計和實踐實習等環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，將非技術(shù)能力的培養(yǎng)融入教學(xué)環(huán)節(jié)，在專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程中均設(shè)置基于案例（Case）或問題（Problem）的教學(xué)環(huán)節(jié)[3]。同時，在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中，除對設(shè)計能力進行系統(tǒng)訓(xùn)練外，需要補充非技術(shù)能力培養(yǎng)要素，確保達成畢業(yè)要求中的非技術(shù)能力培養(yǎng)目標。

二"從大工程格局視角審視設(shè)計能力培養(yǎng)

工程之所以能夠吸引學(xué)習的興趣，在很大程度上取決于其時效性。當前，以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，人工智能、數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與制造業(yè)的結(jié)合已成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革的重要方向。從工程教育來看，這些前沿技術(shù)已經(jīng)滲透至卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0專業(yè)、產(chǎn)教融合課程、微專業(yè)等具有導(dǎo)向性的教學(xué)改革實踐中[4]。從近幾年的工程實踐來看，工程對先進技術(shù)的反應(yīng)要先于高校。例如，對中央空調(diào)水系統(tǒng)中的水泵運行進行實時監(jiān)測、采用機器學(xué)習方法對風機故障進行預(yù)判、基于大數(shù)據(jù)對化工流程進行節(jié)能改造等，均發(fā)揮了先進技術(shù)的優(yōu)勢。工程教育必須對技術(shù)進步做出響應(yīng)，不能對新的技術(shù)視而不見。微專業(yè)是近年來實施的一種進階式人才培養(yǎng)方案。微專業(yè)的引入為學(xué)生提供了拓寬專業(yè)領(lǐng)域的平臺，更為專業(yè)交叉和個性化培養(yǎng)提供了有效工具。

無論從產(chǎn)品的功能發(fā)揮還是產(chǎn)品應(yīng)用的社會意義出發(fā)，均應(yīng)將產(chǎn)品設(shè)計能力的培養(yǎng)置于大工程格局中進行規(guī)劃。結(jié)合設(shè)計對象面向的用戶、市場、運行環(huán)境等，設(shè)計者需要清晰地認識設(shè)計的意義和設(shè)計倫理。從設(shè)計能力培養(yǎng)的角度，教學(xué)案例不僅要解釋工程問題的解決思路與過程，也要說明問題的來龍去脈，尤其是問題的懸而不決或解決不徹底對社會的影響，這樣才能使學(xué)生客觀地認識工程并不斷增強工程意識。以潮流能水輪機的設(shè)計為例，需要引導(dǎo)學(xué)生認識設(shè)計對象在5個方面的社會價值：①合理開發(fā)清潔能源有助于調(diào)整我國的能源結(jié)構(gòu)；②結(jié)構(gòu)合理的水輪機的特點是能量損失小、運行穩(wěn)定、維護成本低，相當于增加了收益；③水輪機的規(guī)?；a(chǎn)將帶動發(fā)電機、軸承、密封等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有助于增加就業(yè)；④水輪機的設(shè)計水平是一個國家制造業(yè)發(fā)展水平的重要體現(xiàn)；⑤潮流能水輪機是國際新能源利用領(lǐng)域關(guān)注的熱點對象，其對于促進國際交流具有積極作用。這些內(nèi)容不但可以延伸學(xué)生對能源裝備的思考，也能夠促進非技術(shù)能力的培養(yǎng)。

三"強化能力培養(yǎng)與工程元素的結(jié)合

支撐設(shè)計能力培養(yǎng)目標達成的是邏輯完整的知識體系。除了設(shè)置具有遞進關(guān)系、交叉協(xié)作的課程外，對實踐環(huán)節(jié)應(yīng)當給予高度重視[5]。課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)設(shè)計能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[6]。例如，葉片泵是一種重要的通用機械，經(jīng)常被作為能源與動力工程、化學(xué)工程與工藝、機械工程等專業(yè)學(xué)生的設(shè)計對象。學(xué)生在學(xué)習機械設(shè)計、流體力學(xué)、流體機械原理與設(shè)計等課程的基礎(chǔ)上，參加葉片泵試驗和課程設(shè)計，逐步理解與葉片泵設(shè)計相關(guān)的安全、健康、法律、文化及環(huán)境等因素，并在企業(yè)生產(chǎn)一線進行產(chǎn)品認知與工藝實習，最后通過設(shè)計課程完成典型葉片泵的水力和結(jié)構(gòu)設(shè)計，這是培養(yǎng)葉片泵設(shè)計能力的一般路徑。隨著葉片泵應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，其結(jié)構(gòu)型式趨于多樣化，如輸送液化天然氣的超低溫泵、低噪聲船用泵、用于移動核電站的超高速高溫泵等，僅僅掌握典型泵的設(shè)計方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。及時吸納新的工程元素已經(jīng)成為當前工科專業(yè)建設(shè)的重要任務(wù)之一。換言之，能力培養(yǎng)要與工程需求接軌、與市場互動，避免“閉門造車”現(xiàn)象。對于新的葉片泵結(jié)構(gòu)，應(yīng)借助企業(yè)的平臺和師資力量，為學(xué)生提供具有針對性和專業(yè)性的指導(dǎo)，以提升學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計能力、問題分析能力及結(jié)構(gòu)優(yōu)化能力。

設(shè)計能力的培養(yǎng)是一個綜合性過程，如圖1所示為該過程的導(dǎo)覽圖。設(shè)計能力培養(yǎng)的支撐為專業(yè)導(dǎo)論、專業(yè)課程、社會調(diào)查等8個主要環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)的先后次序可能因?qū)I(yè)而異，各個環(huán)節(jié)的內(nèi)容存在交叉。每一個環(huán)節(jié)包含的具體內(nèi)容是相關(guān)且連貫的，對整體目標達成的貢獻度有所區(qū)別。圖1中所列的5個內(nèi)容模塊貫穿于整個培養(yǎng)過程，并不專屬于某一環(huán)節(jié)。從能力培養(yǎng)的角度，工科專業(yè)強調(diào)6個方面的具體能力要求，如圖1所示。產(chǎn)品認知能力、專業(yè)工具應(yīng)用、工程語言與表達和交流與合作4個要求包含在工程教育認證的框架內(nèi)，而工程思維與優(yōu)化設(shè)計則高于工程教育認證的要求，這是我國工程技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展對人才培養(yǎng)提出的要求。

設(shè)計能力評價的三個要素為評價素材、評價的基本原則和評價的實施者（圖2）。不同的評價實施者所關(guān)注的評價素材不同[7]。對于課程學(xué)習，任課教師負責考評學(xué)生的試卷、隨堂練習作業(yè)等。在企業(yè)實踐階段，工程師對學(xué)生的現(xiàn)場表現(xiàn)、設(shè)計圖紙等進行評價，而企業(yè)管理人員將同學(xué)校的輔導(dǎo)員和學(xué)業(yè)導(dǎo)師一起對學(xué)生在實踐過程中的交流、合作、專業(yè)興趣等表現(xiàn)做出相應(yīng)的評價。學(xué)業(yè)導(dǎo)師本身就是專業(yè)教師，其發(fā)揮的功能是引導(dǎo)學(xué)生深入專業(yè)學(xué)習，所以他們也將基于專業(yè)性的評價素材做出評價。不同評價實施者得到的評價結(jié)論在整個評價中的權(quán)重由專業(yè)建設(shè)委員會討論確定。

評價的實施者是多元化的，教師對課程教學(xué)效果的評價相對直接，而對能力的評價則需要任課教師、企業(yè)導(dǎo)師、輔導(dǎo)員、學(xué)業(yè)導(dǎo)師和行業(yè)專家等共同參與，必要時還需要進行學(xué)生互評。對于企業(yè)階段的實踐實習、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計，企業(yè)工程師的評價結(jié)果應(yīng)該被賦予較高的權(quán)重。尤其是畢業(yè)設(shè)計答辯會，企業(yè)工程師和行業(yè)專家的數(shù)量至少占到答辯委員會總?cè)藬?shù)的1/3。畢業(yè)設(shè)計體現(xiàn)了專業(yè)知識和專業(yè)工具的綜合運用，也是校企協(xié)同育人的重要切入點[8]。從產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的角度審視畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，提出改進建議，對于本科生的最后一次“考試”具有重要意義。

圖2"設(shè)計能力評價方案

四"通過思政教育增強工程責任意識

在工程技術(shù)進步的過程中蘊蓄了極為豐富的思政元素[9]。對這些元素進行檢索、分類、組織和凝練，是專業(yè)課程思政的重要任務(wù)。對學(xué)生進行專業(yè)思政教育，不但能夠激勵他們的愛國情懷，還能夠促使他們認真總結(jié)歷史發(fā)展和技術(shù)進步規(guī)律，夯實他們以專業(yè)為工具推動技術(shù)進步、奉獻社會的信念。

開展專業(yè)思政教育，就是以專業(yè)為載體，緊密圍繞培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求和價值培養(yǎng)目標，提煉政治素養(yǎng)、家國情懷、專業(yè)使命和職業(yè)操守等核心價值要求，并將其融通至人才培養(yǎng)全過程。在設(shè)計類課程和實踐環(huán)節(jié)中開展思政教育，既借力設(shè)計能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)與其他課程的內(nèi)在聯(lián)系，實現(xiàn)專業(yè)能力培養(yǎng)與思想政治教育協(xié)同推進，又體現(xiàn)了思政教育與專業(yè)知識相互融合的特點，并且為構(gòu)建具有專業(yè)特色的核心價值體系提供了指引。

當代大學(xué)生應(yīng)當主動承擔對國家、社會和環(huán)境的責任。設(shè)計是體現(xiàn)社會責任的重要方式。只有當學(xué)生以正確的態(tài)度對待產(chǎn)品設(shè)計，而不將其僅僅作為一種能力訓(xùn)練的渠道時，設(shè)計能力的培養(yǎng)才有意義。從這一角度，學(xué)生應(yīng)該在設(shè)計階段考慮設(shè)計對象的運行對環(huán)境和社會的影響[10]。產(chǎn)品是人的智慧的運用和工具應(yīng)用的結(jié)晶，其不但發(fā)揮既定的功能，也包含著設(shè)計人員對自然和工程之美的理解。以能源裝備為例，其中蘊含著豐富的美學(xué)特征，如流動之美、結(jié)構(gòu)之美、圖形之美等，如圖3所示。對于該類裝備，無形的流體與有形的剛體之間形成了鮮明的對比，且兩者之間存在著相互作用，這其中不但體現(xiàn)力學(xué)原理，也展現(xiàn)出裝備要素之間互相依存、協(xié)同工作的特點。通過機械之美的傳遞，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)審美素養(yǎng)，加深他們對工程與自然統(tǒng)一性原理的認識。

圖3"機械設(shè)計的美學(xué)特征

五"將設(shè)計能力培養(yǎng)從產(chǎn)品向系統(tǒng)延伸

工程裝備的性能往往無法依據(jù)單一的指標進行衡量，需要從安全性、效率、振動、噪聲和服役時間等方面進行綜合考慮，這就必然要求設(shè)計能力的培養(yǎng)覆蓋設(shè)計、性能分析、安全性校核和優(yōu)化等各個具體環(huán)節(jié)。工程裝備設(shè)計的目標在于不但要滿足個體的性能指標，還要在其安裝于系統(tǒng)中時，滿足系統(tǒng)的運行要求。

設(shè)計能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計的全過程中。從設(shè)計要求提出到設(shè)計結(jié)果呈現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)歷了一個知識、方法、工具和智力綜合運用的過程。當獲得設(shè)計結(jié)果后，設(shè)計工作尚未完成，此時還需將設(shè)計對象置于系統(tǒng)中進行匹配性分析，根據(jù)分析結(jié)果對設(shè)計對象的功能發(fā)揮進行評估，從而改進設(shè)計。設(shè)計能力的培養(yǎng)需要與工程問題的解決思路相匹配，這就要求不僅僅針對設(shè)計對象本身、還要結(jié)合設(shè)計對象所在的系統(tǒng)開展設(shè)計工作。

在設(shè)計能力的培養(yǎng)過程中，應(yīng)強調(diào)設(shè)計結(jié)果的實效性。這就要求產(chǎn)品設(shè)計理念向系統(tǒng)進行拓延，即由單個裝備向系統(tǒng)和流程過渡，因為系統(tǒng)才是產(chǎn)品設(shè)計的落腳點。例如，應(yīng)用于凝結(jié)水系統(tǒng)中的凝水泵，其在獨立的產(chǎn)品設(shè)計階段按照既定性能參數(shù)，如流量、揚程、轉(zhuǎn)速和必需汽蝕余量等進行設(shè)計，設(shè)計結(jié)果在試驗臺上（理想的來流條件、理想的介質(zhì)）得到客觀地驗證。然而，一旦凝水泵被安裝入凝結(jié)水系統(tǒng)，泵的流量必須服從系統(tǒng)的需求，即泵所提供的能量與克服系統(tǒng)阻力所需的能量之間達到平衡，這是在設(shè)計之初就需明確的設(shè)計原則。為拉近設(shè)計能力培養(yǎng)與工程應(yīng)用之間的距離，需要引入更多的工程案例。

六"結(jié)論與思考

本文將工程教育認證理念與教學(xué)改革相結(jié)合，增強培養(yǎng)方案實施的規(guī)范性，將設(shè)計能力培養(yǎng)融入大工程格局中，強化工程元素對能力培養(yǎng)的支撐作用，通過專業(yè)思政教育增強專業(yè)責任感，并將設(shè)計能力培養(yǎng)的載體從個體裝備向系統(tǒng)拓延。結(jié)合我國工程教育和專業(yè)建設(shè)特點，提出三個值得繼續(xù)深入思考的問題：

1）工程信息的傳遞和工程元素的交流均依靠表達，所以表達能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。裝備和系統(tǒng)的設(shè)計思路需要借助圖形、文字、語言和數(shù)據(jù)等進行表達。表達能力的培養(yǎng)是一個循序漸進和積累的過程，應(yīng)該貫穿于人才培養(yǎng)的全過程。

2）建設(shè)一系列適應(yīng)時代發(fā)展、具有專業(yè)特色、符合人才培養(yǎng)規(guī)律的專業(yè)教材至關(guān)重要。要充分汲取國外教材的優(yōu)點，并與我國自行編寫的教材相對照，從專業(yè)思政、教材內(nèi)容與工程銜接、知識點凝練和例題設(shè)計等方面改進國內(nèi)教材。

3）校企共建一支工程能力強的師資隊伍顯得急迫。開展該項工作需要合理的建設(shè)方案。一方面，高?？梢越柚髽I(yè)產(chǎn)品制造與應(yīng)用一線培養(yǎng)青年教師；另一方面，應(yīng)大力開展吸納企業(yè)工程師入教工作，使工程元素有序進入課堂，并逐步完善專業(yè)知識體系。

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基金項目：國家級新工科研究與實踐項目“新工科理念下新卓越工程人才四維度交融培養(yǎng)模式改革與實踐”（教高廳函[2018]17號）；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)三期工程項目“能源與動力工程”（蘇教高函[2024]17號）；江蘇省卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0專業(yè)項目“能源與動力工程”（蘇教高函[2023]2號）

作者簡介：康燦（1978-），男，漢族，河北寧晉人，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師。研究方向為工程能力培養(yǎng)機制與工科專業(yè)思政教育。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.36.012