支撑专业复杂工程问题解决能力层次递进培养的实践教学课程体系构建
陈庆光，肖帜，祝磊
（杭州电子科技大学 自动化学院，浙江 杭州）
摘 要： 专业复杂工程问题是人才培养特色的重要体现，有助于提高学生的专业认知，解惑学生的学习内容与知识实践程度，引导学生的就业领域与方向。其解决能力的培养是一项系统性、全局性的工作。为此，专业明确了符合专业人才培养定位的复杂工程问题的类型和实例，并分解其能力要素，构建了一体化的实践教学课程体系，并将能力要素分解到课程进行层次化梯次培养，以此保证专业复杂工程问题解决能力的达成。
关键词： 专业复杂工程问题；解决能力；实践教学；课程体系
一 专业人才培养目标
专业培养目标反映人才培养层次、知识结构和专业特色，凝练并确定专业人才培养目标是专业开展人才培养的前提和基础[1]。我校测控技术与仪器专业充分考虑浙江省区域经济建设对传感、信息处理、仪器设计等测控人才的需求，以及学校鲜明的电子信息特色，学院仪器科学与技术、生物医学工程两个学科平台交叉融合的特点，明确智能检测与仪器设计的人才培养方向，确定生物医学信息检测、工业信息检测、测控系统设计与智能仪器设计等人才培养领域。结合学校“高素质人才”的人才培养定位，以及专业毕业生职业发展现状跟踪反馈结果：“已毕业5年以上的学生中60.2%的已成长为项目经理、项目负责人等单位骨干”，确定专业人才培养层次定位为“工程技术骨干人才”。通过对毕业生跟踪反馈和社会调研、人才层次定位分析、职业能力需求分析等，确定专业人才培养目标为：本专业培养具有人文与科学素养、社会责任感、创新意识和国际视野，能够在工业信息检测、生物医学信息检测、测控系统与智能仪器设计等领域从事智能检测与仪器设计方面的研究、开发、测试、管理等工作的工程技术骨干人才。毕业5年后预期达到：①专业知识：掌握数学和自然科学基础，机械、电子、计算机等工程基础，以及传感技术、测试技术、控制技术、信息处理技术等专业知识。②专业能力: 具备专业沟通表达能力和工程实践能力，能够利用专业知识解决智能检测与仪器设计方面的复杂工程问题。③社会能力：具备团队合作、跨文化交流、工程职业道德、终身学习适应发展等能力[2]。
教师必须确立自己的追求目标，从而引领学生的人生轨迹。教师的人生目的和态度，建功立业的使命感，会对学生产生无形的感染力。一个教师若能把为教育事业建功立业的宏伟目标与立志教育事业的献身精神有机地结合起来，就能有效地影响学生。有些教师在“一切向钱看”的拜金主义思潮面前，不为所动，一身雅兴，两袖清风，把人生的目的和追求寄托在百年树人的大业之中，赢得了学生的爱戴。正是这种人生目的的强大指向力，才把教师个人的一切意念集中到教书育人的价值目标之上。
二 专业复杂工程问题与能力要素分解
现代工程问题具有系统规模、系统结构、内部的非线性、系统开放性等特点，其本质是复杂的[3]。为此，工程教育专业认证协会针对本科教育提出专业复杂工程问题的概念，专业复杂工程问题是我国高等工科教育回归工程的重要抓手，是专业人才培养层次以及专业属性和特色的重要体现。复杂工程问题”必须具备的特征[4]:① 必须运用深入的工程原理，经过分析才可能得到解决；② 涉及多方面的技术、工程和其它因素，并可能相互有一定冲突；③需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性；④ 不是仅靠常用方法就可以完全解决的；⑤ 问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践的标准和规范中；⑥ 问题相关各方利益不完全一致；⑦ 具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题。特征①为必须具备项，同时具备特征②～⑦的部分或全部。
盛夏的早晨，沿着蜿蜒的山路一直向上，一片片翠柏苍松，一垄垄整齐的茶园，随时夺走目光的是闪烁着大红大紫的花树，空气清新，心旷神怡。在最顶峰，极目远眺，蜿蜒起伏的绿意，犹如一条静静盘卧的巨龙，在曙光的照耀下，它抬头顿足，咬住了山脚下的一处明晃晃的金潭，真是“游龙戏珠”的奇特景观啊，“龙山”不虚此名！而开创这龙山盛景的当家人韩金来更是让我们由衷的钦佩！
专业建设委员会通过企业和行业调研、毕业生跟踪反馈，并结合学院学科发展方向、专任教师科研背景、专业教学实验条件等因素，对智能检测与仪器设计领域的代表性问题进行梳理，凝练确定体现专业属性和特色的专业复杂工程问题的类型和实例，如表1所示，以提高学生的专业认知，解惑学生的学习内容与知识实践程度，引导学生的就业领域与方向。
解决复杂工程问题需要工程技术人员除掌握扎实的工程知识，并能够问题分析、方案设计、实验研究、使用现代工具等技术因素外，还需要与外界沟通交流，参与团队合作，并且充分认识、综合考虑与权衡社会、环境、法律、健康等制约工程实践的外部因素。为此专业对复杂工程问题解决能力的要素分解与内涵解析如表2所示。
表1 专业复杂工程问题类型、实例与特征分析
表2 专业复杂工程问题解决能力分解及内涵
三 实践教学课程体系
培养学生解决专业复杂工程问题的能力是专业提升人才培养质量、构建专业人才培养特色的重要途径，其复杂性和工程性的特点决定其培养是一项系统性、全局性的工作。需要构建完善一体化的实践教学课程体系进行层次化梯次培养[5,6]。为此专业课程体系设置中强化实践教学的比重，合理设置综合性实践类课程。专业按照与理论课融合、能力培养层次化递进原则，构建包括工程基础实践、专业基础实践、专业性实践、综合性实践等4个不同层次的实践教学体系，用于培养学生的知识迁移、创新实践能力，以及团队合作、沟通交流、社会责任意识、职业规范意识、终身学习意识等，以贯彻落实专业复杂工程问题综合解决能力的培养。涉及的相关课程如图1所示。
图1 测控技术与仪器专业实践教学体系
图2 测控技术与仪器专业复杂工程问题解决能力培养路径（其中括号内数字表示该课程所需支撑的能力要素指标点）
四 复杂工程问题解决能力培养路径设计
专业通过对复杂工程问题的类型与实例进行知识和能力要素的层次和维度划分，并细分到各类实践类课程中，其培养路径如图2所示。在教学过程中，要求课程责任教师以解决专业复杂工程问题为导向，制定课程教学大纲。需包含的内容有课程目标、课程目标与能力要素的对应关系、课程目标与教学内容和方法的对应关系、与其他课程的联系、课程目标达成途径及学生成绩评定方法、教学资源、课程目标达成度定量评价、说明、编制与审核等。专业通过课程目标支撑相应毕业要求指标点的达成，保证专业解决复杂工程问题和非技术因素能力的培养。
以课程《matlab与工程计算》为例说明，该课程性质为工程基础类，该课程所需支撑的能力达成目标为5-1：具有利用Matlab现代工具软件编程的能力。10-1：针对Matlab软件编程领域，具有文字和语言专业表达和沟通能力。为此，课程责任教师在开展该课程时，就需围绕课程能力达成目标设计教学内容、教学方式和考核内容、方式等。通过系列化课程的培养，学生在毕业时具备表2所示的各类复杂工程问题解决能力。
参考文献
[1] 董爱华, 余琼芳, 王福忠,等. 测控技术与仪器本科专业培养方案的研究与实践[J]. 中国大学教学, 2013(11): 50-52.
[2] 杭州电子科技大学测控技术与仪器专业人才培养方案
[3] 林健. 如何理解和解决复杂工程问题——基于《华盛顿协议》的界定和要求[J]. 高等工程教育研究, 2016(5):17-26.
[4] 中国工程教育认证协会：《工程教育认证标准》，http://www.ceeaa.org.cn/main!newsList4Top.w?menuID=01010702
[5] 李艳, 王海梅, 吴益飞,等. 面向复杂工程问题解决能力的多元化实践教学体系构建[J]. 文教资料, 2017(1):186-188.
[6] 阎群, 李擎, 崔家瑞,等. 大学生解决复杂工程问题能力的培养[J]. 实验技术与管理, 2017, 34(11):178-181.
本文引用格式： 陈庆光,等.支撑专业复杂工程问题解决能力层次递进培养的实践教学课程体系构建[J]. 教育现代化,2019,6(71):149-151,162.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.71.051
基金项目： 本文系杭州电子科技大学教育教学改革研究（YBJG201842）、杭州电子科技大学自制实验仪器项目(ZZYQ201706)、教育部产学合作协同育人项目(201802299013)等项目资助研究成果。
作者简介： 陈庆光，男，山东临沂人，杭州电子科技大学自动化学院（人工智能学院），副教授。
标签：专业复杂工程问题论文; 解决能力论文; 实践教学论文; 课程体系论文; 杭州电子科技大学自动化学院论文;