复杂工程问题解决能力的培养和形成是一项系统性和整体性的工作，而不能看作仅仅是某些课程或几位教师的任务。与此一致的是，不可能指望仅在若干门课程实施研究性学习就能够达到培养复杂工程问题解决能力的目的。因此，运用研究性学习培养复杂工程问题的解决能力需要从整个专业培养方案的制定和实施、课程体系的改革和教学方法的转变人手，系统地、连续地运用研究性学习方法逐渐培养和提升学生复杂工程问题的解决能力。

为了达到逐渐培养和提升学生复杂工程问题解决能力的目标，在研究性学习中所引人的复杂工程问题的复杂性应该逐渐增加以形成类似表1的复杂性梯度，因此，就需要有与复杂工程问题的复杂性相对应的、适应复杂工程问题解决能力培养需要的多种研究性学习模式，以满足在整个专业培养方案的实施过程中各类课程教学的需要。

1.研究性学习模式的要素分析。

影响研究性学习模式的因素较多，主要包括教学内容、学习目标、问题类型、学生角色、教师作用、考核评价等方面，其它因素有课程学时、课程容量、进度安排、学习场地等，因此，可以有各式各样的研究性学习模式，并且这些模式之间可以有很大的差异。但就满足“华盛顿协议”或工程教育认证通用标准要求的复杂工程问题解决能力的培养而言，其所需的研究性学习模式的核心要素应该包括：课程或教学环节、工程能力培养目标、工程问题的性质、问题的复杂性等级、学生角色和教师作用等六个方面。

课程或教学环节指的是实施研究性学习的课程或教学环节，与引人研究性学习的工程问题之间存在双向关系：一方面，课程规定的内容要能够围绕着工程问题进行教学；另一方面，工程问题必须适合课程内容的组织并支持学生的学习。

工程能力培养目标也就是课程目标或学习目标，是指学生在完成课程或教学环节的学习任务后在工程能力培养上应该达到的目标，这些目标就是培养和提升解决复杂工程问题所要求的八种能力和素质，当然，这些目标的实现也不能够一戚而就，而需要经过从基本能力逐渐到完整能力的过程。事实上，工程能力培养目标往往是复杂工程问题设计和选择的主要依据。

工程问题的性质指的是工程问题的类型、问题的开放性、内部因素复杂性、外部环境关联性、解决方案的可获得性、以及对知识原理和方法的要求等。

问题的复杂性等级指的是表1所列出的复杂工程问题的复杂性等级。这两个要素关系到工程问题解决的难易程度，是对引人研究性学习的工程问题的综合界定，既要求工程问题复杂性是由低到高，更要求工程问题适合工程能力培养目标的实现。

学生角色是指学生在研究性学习全过程中应该担当的角色，这方面需要突出以学生为中心和以能力培养为导向的教育理念，因此，学生是学习的主体，是积极主动的学习者，要在教师的指导下自主开展研究性学习活动，相对独立地进行工程问题研究。教师与学生在研究性学习中应该建立平等的关系，这有利于提高学生自信心、鼓励和支持学生自主开展研究性学习。

教师作用是指教师在学生研究性学习过程中应该发挥的作用，要求教师从传统的知识传授者转向学生自主学习的启发者、引导者和支持者，包括激发学生学习兴趣，引导学生自主探索，鼓励学生批判性思维，提供学生解决问题的思路和途径等。

2.工程问题复杂性渐进式递增的研究性学习模式。

通过对研究性学习各要素的分析，按照工程问题由简单到复杂，课程或教学环节从通识或基础到专业，工程能力培养目标从初步到综合，学生角色从知识掌握者到复杂问题解决者，教师作用从知识学习的引导到毕业设计的指导等逻辑思路，可以提出如表2所示的工程问题的复杂性渐进式递增的研究性学习模式。