復雜工程問題背景下的自動化專業課程體系設置

丁軍航　于海生　徐世　潘松峰　王娜

摘要：“復雜工程問題”是工程教育中一個重要的問題，也是工程教育專業認證關注的重點，畢業要求中有7條指標直接面對復雜工程問題。合理的課程體系設置是完成畢業要求的基礎條件，是培養學生解決復雜工程問題能力的必要條件。從解決復雜工程問題能力的培養體系和解決復雜工程問題能力培養的循序漸進路線兩個方面，落實工程教育中的解決復雜工程問題能力的培養。

關鍵詞：復雜工程問題;課程體系;自動化專業

一、課程設置在解決復雜工程問題能力培養方面的體現

拫據工程教育專業認證對于自動化專業的畢業要求，畢業生應具有分析和解決復雜工程問題的能力[1];因此依據自動化專業的特點、培養目標和畢業要求，適時修訂自動化專業才培養方案，建立與培養目標相適應的理論教學和實踐教學課程體系，強化創新能力及工程實踐能力的培養，使得本專業畢業生具有分析與解決復雜工程問題的能力。

專業支撐畢業要求的所有課程，都需要將解決復雜工程問題的能力培養作為教學目標;各類課程各負其責，共同支撐解決復雜工程問題能力培養的達成，進而逐步培養學生解決復雜工程問題的能力。

二、解決復雜工程問題能力的培養體系

青島大學自動化專業面向制造業、信息技術產業，以突出培養工程實踐能力為鮮明的特色，注重培養學生解決復雜工程問題的能力。在培養方案制定的過程中，充分考慮對學生授課過程中“解決復雜工程問題”能力的培養。由簡單到復雜、由特殊到一般、由低級到高級、由表及里地認識自動化領域的復雜工程問題，循序漸進并逐步深入，最終達成解決復雜工程問題的能力，形成了以下解決復雜工程問題能力的培養的課程體系[2，4]，如圖1所示。

由圖1可看出，解決復雜工程問題能力培養的課程體系確定了課程設置和實踐環節。本專業課程設置包含：數學與自然科學類課程、工程基礎類課程、專業基礎類課程、專業類課程以及人文社會科學類課程。其中，數學與自然科學課程主要體現基本科學能力培養;工程基礎類課程和專業基礎類課程主要體現數學和自然科學在本專業應用能力培養，以及工程與社會、職業規范等要求所需的知識與能力的培養，專業類課程體現系統設計和實現能力的培養。通過各類課程教學活動教授學生工程知識，并將學生所學的數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決復雜工程問題，并體現系統設計和實現能力的培養。實踐環節包含：軍事理論與訓練、現代機械制造工程實訓、電子工程訓練、電氣工程訓練、電子技術課程設計、專業實習、專業課程設計、畢業設計（論文）等，培養學生的實踐能力、創新能力、工程意識、協作精神，以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。

圖1解決復雜工程問題能力培養的課程體系

三、解決復雜工程問題能力培養的循序漸進路線

學生解決復雜工程問題能力的培養需要循序漸進，在大學四年期間通過多個教學環節綜合集成，是一個動態形成的過程。根據復雜工程問題特征在本專業各個畢業要求中的具體體現，圍繞自動化工程系統的描述、建模、分析、設計與實現，設計了解決復雜工程問題能力培養的循序漸進路線[3]，如圖2所示。

第一階段：通過數學與自然科學類課程、各類基礎實驗，訓練學生邏輯思維、分析解決數學與自然科學問題的能力，體現基本科學能力的培養。

第二階段：通過工程基礎類課程、各類工程實訓、專業基礎類課程和實驗，學生完成專業基礎知識學習，培養學生具有應用數學和自然科學知識，識別、表達、分析復雜工程問題的能力。

第三階段：通過專業類課程、專業課程設計、專業實習、畢業設計等環節，學生完成專業知識學習，并綜合運用所學知識，進行系統設計與實現，最終達成分析和解決復雜工程問題能力的培養。

人文社會科學類課程，貫穿以上三個階段。通過人文社會科學類課程，訓練學生法律法規、政策以及表達能力，重點針對自動化工程領域所面臨的環境、法規和標準等進行側重和傾斜，使學生在從事工程設計時能夠考慮社會可持續發展、經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。

圖2解決復雜工程問題能力培養的循序漸進路線

四、結語

解決復雜工程問題能力培養是高等學校工科專業當前教學改革的熱點方向之一。從解決復雜工程問題能力的培養體系和解決復雜工程問題能力培養的循序漸進路線兩個方面進行研究，分析自動化專業課程體系設置對于能力培養的達成方式，具有一定的普遍性。將解決復雜工程問題能力的培養作為一個核心問題，對我國高等學校工程教育人才培養目標的實現有著重要意義。

參考文獻：

[1]蔣宗禮.本科工程教育：聚焦學生解決復雜工程問題能力的培養[J].中國大學教學，2016，（11）：27-30.

[2]王保建，陳花玲，楊立娟，等.工程教育認證標準下的課程教學設置[J].實驗室研究與探索，2018（8）：162-166+298.

[3]謝勝利，李衛軍，蔡述庭，等.以復雜工程問題解決能力培養為導向的課程體系改革——以廣東工業大學自動化專業為例[J].高教學刊，2017（22）：4-9.

[4]喬美英，黃凱征，陶 慧.解決復雜工程問題能力培養體系的構建與實踐—-以行業特色自動化專業為例[J].高教學刊，202（3）：168-171.