摘?要：根據人才培養(yǎng)的現狀，研究與構建工程技術人才培養(yǎng)模式。學習國際先進的教育理念、明確培養(yǎng)目標、選擇“解決復雜工程問題能力培養(yǎng)”人才培養(yǎng)模式，建立和運行教學質量監(jiān)控和長效反饋機制，對于加快我國工程教育人才培養(yǎng)具有重要意義。

關鍵詞：工程教育;教學質量;培養(yǎng)模式

本文以“自動化產線”為載體進一步闡述復雜工程問題的研究和解決方法。自動化產線一般由送料單元、加工單元、轉配單元、輸送單元和分揀單元5個模塊組成。各工作站均設置一臺PLC承擔其控制任務，各PLC中間通過RS485串行通信實現互連，構成分布式控制系統(tǒng)。

1 問題的復雜性分析

“自動化產線的設計、集成和控制”復雜工程問題涉及生產工序分析、硬件設備選型、控制程序設計、自動化系統(tǒng)集成、設備安裝調試、系統(tǒng)運行調優(yōu)等多項工程環(huán)節(jié)，需要控制理論、數學建模、系統(tǒng)優(yōu)化、檢測技術，電機控制等多門學科理論知識基礎的支撐。此工程問題符合復雜工程問題要求的特征條件。

1.1 必須運用深入的工程原理經過分析才可能得到解決

從環(huán)節(jié)上看，自動化產線的被控對象、執(zhí)行機構、檢測儀表、控制裝置、反饋裝置等每個環(huán)節(jié)都要求學生深入掌握該環(huán)節(jié)涉及的裝置或儀表的工程原理，具有相應的數學建模能力，了解相應的技術、經濟特性，經過深入的工程原理分析，能對各環(huán)節(jié)開展系統(tǒng)設計、設備選型、使用操作、技術調試等工作。

1.2 需要涉及多方面的技術、工程和其它因素，并可能相互有一定沖突

綜合性方面，“自動化產線”涉及被控對象生產工序過程、控制理論、控制策略、系統(tǒng)解決方案設計等多方面的技術;控制系統(tǒng)需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、控制精度和現場環(huán)境等要求;涉及到系統(tǒng)成本、現場安裝、現場調試和系統(tǒng)運行維護等實際問題。沖突性方面，“自動化產線”的先進性和系統(tǒng)預算之間;控制精度與響應速度;人力成本與施工進度等之間均有沖突。這是一個多自動化技術集成、多工程環(huán)節(jié)組合、相互間存在矛盾，各方利益之間存在矛盾，各環(huán)節(jié)是一個單獨的子系統(tǒng)，但整體又具有很強的系統(tǒng)性的復雜工程問題。

1.3 需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現出創(chuàng)造性

“自動化產線”的多個環(huán)節(jié)需要建立數學模型，并進行模型分析、系統(tǒng)優(yōu)化，必須針對被控對象的工程特性，建立系統(tǒng)最優(yōu)控制的數學模型，控制系統(tǒng)的控制效果才能達到被控對象的工藝要求。本問題為學生設置了較多的進階要求，比如控制算法的改進，識別準確率的提高，更快速的步進電機和伺服電機控制要求等，這些都需要學生先建立模型，然后借助MATLAB等現代仿真工具進行研究。

1.4 問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)標準和規(guī)范中

在本問題中，為了適應工業(yè)4.0和先進制造的時代要求，我們對“自動化產線的設計、集成和控制”提出了更高的要求：即不僅要滿足問題給定的功能和性能要求，同時要對“自動化產線”的從產品決策、設計、生產到銷售的整個生產過程實現自動化和智能化，因此學生必須了解工業(yè)4.0和中國制造2025的相關知識，并通過參閱和自學大量的課外技術資料（如機器人技術、柔性制造等）提出優(yōu)選的解決方案。

綜上所述，“自動化產線的設計、集成和控制”工程問題是一個多學科綜合、多技術集成、多工程環(huán)節(jié)組合的復雜工程問題。

2 支撐解決復雜工程問題的核心課程體系

支撐“自動化產線的設計、集成和控制”這一復雜工程問題的課程被劃分為兩大模塊：工程理論模塊和工程實踐模塊。

其中，工程理論模塊支撐的畢業(yè)要求包括：（1）能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決復雜電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)的信息與控制問題;（2）能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)的信息與控制問題;（3）能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)的信息與控制問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據。

其中，工程實踐模塊支撐的畢業(yè)要求包括：（1）能夠設計針對復雜電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)的信息與控制問題的解決方案，設計滿足特定需求的電氣系統(tǒng)、單元（部件）或自動化流程，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素;（2）能夠針對復雜電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)的信息與控制問題，開發(fā)、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具;（3）能夠理解和評價針對復雜電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)的信息與控制問題的專業(yè)工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響;（4）能夠就復雜電氣系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)的信息與控制問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達或回應指令，并具備一定的國際化視野。

3 課程體系的實施

課程體系設計依據的是畢業(yè)要求，畢業(yè)要求中對學生知識、能力和素質目標的要求，要在課程體系中充分體現。工程基礎類課程、專業(yè)基礎類課程和專業(yè)類課程至少占總學分的30%;工程實踐與畢業(yè)設計（論文）至少占總學分的 20%;人文社會科學類通識教育課程至少占總學分的 15%。學生解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)是循序漸進，貫穿大學四年，由多個教學環(huán)節(jié)支撐，是一個動態(tài)形成和持續(xù)改進的過程。此外，本專業(yè)課程“企業(yè)生產實習”是支撐“自動化產線的設計、集成和控制”這一復雜工程問題的重要載體。

4 結語

在解決復雜問題的過程中，學校應該加強“雙師型”教師的培養(yǎng)。廣大高校教師由于普遍缺乏工程背景，工程實踐經歷和經驗相對比較薄弱。因此需要投入大量的人力和物力資源，創(chuàng)造一切便利條件，為廣大教師提供一線工程實踐的機會。在具體的工程實踐項目中，提升自身的業(yè)務水平、工程經驗、溝通交流能力和工程管理能力等。

項目資助：教育部卓越工程師計劃項目-電氣工程及其自動化;蘇州大學一流本科專業(yè)項目-電氣工程及其自動化;江蘇省一流本科專業(yè)-電氣工程及其自動化

作者簡介：陳慶（1984-），男，江蘇泰興人，碩士，講師。