复杂工程问题背景下的自动化专业课程体系设置

丁军航　于海生　徐世　潘松峰　王娜

摘要：“復杂工程问题”是工程教育中一个重要的问题，也是工程教育专业认证关注的重点，毕业要求中有7条指标直接面对复杂工程问题。合理的课程体系设置是完成毕业要求的基础条件，是培养学生解决复杂工程问题能力的必要条件。从解决复杂工程问题能力的培养体系和解决复杂工程问题能力培养的循序渐进路线两个方面，落实工程教育中的解决复杂工程问题能力的培养。

关键词：复杂工程问题;课程体系;自动化专业

一、课程设置在解决复杂工程问题能力培养方面的体现

拫据工程教育专业认证对于自动化专业的毕业要求，毕业生应具有分析和解决复杂工程问题的能力[1];因此依据自动化专业的特点、培养目标和毕业要求，适时修订自动化专业才培养方案，建立与培养目标相适应的理论教学和实践教学课程体系，强化创新能力及工程实践能力的培养，使得本专业毕业生具有分析与解决复杂工程问题的能力。

专业支撑毕业要求的所有课程，都需要将解决复杂工程问题的能力培养作为教学目标;各类课程各负其责，共同支撑解决复杂工程问题能力培养的达成，进而逐步培养学生解决复杂工程问题的能力。

二、解决复杂工程问题能力的培养体系

青岛大学自动化专业面向制造业、信息技术产业，以突出培养工程实践能力为鲜明的特色，注重培养学生解决复杂工程问题的能力。在培养方案制定的过程中，充分考虑对学生授课过程中“解决复杂工程问题”能力的培养。由简单到复杂、由特殊到一般、由低级到高级、由表及里地认识自动化领域的复杂工程问题，循序渐进并逐步深入，最终达成解决复杂工程问题的能力，形成了以下解决复杂工程问题能力的培养的课程体系[2，4]，如图1所示。

由图1可看出，解决复杂工程问题能力培养的课程体系确定了课程设置和实践环节。本专业课程设置包含：数学与自然科学类课程、工程基础类课程、专业基础类课程、专业类课程以及人文社会科学类课程。其中，数学与自然科学课程主要体现基本科学能力培养;工程基础类课程和专业基础类课程主要体现数学和自然科学在本专业应用能力培养，以及工程与社会、职业规范等要求所需的知识与能力的培养，专业类课程体现系统设计和实现能力的培养。通过各类课程教学活动教授学生工程知识，并将学生所学的数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题，并体现系统设计和实现能力的培养。实践环节包含：军事理论与训练、现代机械制造工程实训、电子工程训练、电气工程训练、电子技术课程设计、专业实习、专业课程设计、毕业设计（论文）等，培养学生的实践能力、创新能力、工程意识、协作精神，以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。

图1解决复杂工程问题能力培养的课程体系

三、解决复杂工程问题能力培养的循序渐进路线

学生解决复杂工程问题能力的培养需要循序渐进，在大学四年期间通过多个教学环节综合集成，是一个动态形成的过程。根据复杂工程问题特征在本专业各个毕业要求中的具体体现，围绕自动化工程系统的描述、建模、分析、设计与实现，设计了解决复杂工程问题能力培养的循序渐进路线[3]，如图2所示。

第一阶段：通过数学与自然科学类课程、各类基础实验，训练学生逻辑思维、分析解决数学与自然科学问题的能力，体现基本科学能力的培养。

第二阶段：通过工程基础类课程、各类工程实训、专业基础类课程和实验，学生完成专业基础知识学习，培养学生具有应用数学和自然科学知识，识别、表达、分析复杂工程问题的能力。

第三阶段：通过专业类课程、专业课程设计、专业实习、毕业设计等环节，学生完成专业知识学习，并综合运用所学知识，进行系统设计与实现，最终达成分析和解决复杂工程问题能力的培养。

人文社会科学类课程，贯穿以上三个阶段。通过人文社会科学类课程，训练学生法律法规、政策以及表达能力，重点针对自动化工程领域所面临的环境、法规和标准等进行侧重和倾斜，使学生在从事工程设计时能够考虑社会可持续发展、经济、环境、法律、伦理等各种制约因素。

图2解决复杂工程问题能力培养的循序渐进路线

四、结语

解决复杂工程问题能力培养是高等学校工科专业当前教学改革的热点方向之一。从解决复杂工程问题能力的培养体系和解决复杂工程问题能力培养的循序渐进路线两个方面进行研究，分析自动化专业课程体系设置对于能力培养的达成方式，具有一定的普遍性。将解决复杂工程问题能力的培养作为一个核心问题，对我国高等学校工程教育人才培养目标的实现有着重要意义。

参考文献：

[1]蒋宗礼.本科工程教育：聚焦学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]王保建，陈花玲，杨立娟，等.工程教育认证标准下的课程教学设置[J].实验室研究与探索，2018（8）：162-166+298.

[3]谢胜利，李卫军，蔡述庭，等.以复杂工程问题解决能力培养为导向的课程体系改革——以广东工业大学自动化专业为例[J].高教学刊，2017（22）：4-9.

[4]乔美英，黄凯征，陶 慧.解决复杂工程问题能力培养体系的构建与实践—-以行业特色自动化专业为例[J].高教学刊，202（3）：168-171.