摘要：復雜工程問題是工程教育專業(yè)認證畢業(yè)要求中的核心內涵，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題能力成了當前新一輪教學改革的關鍵。結合我校測控技術專業(yè)建設改革實踐，開設了面向解決復雜工程問題能力培養(yǎng)的專業(yè)綜合實訓課程群，課程實施過程中課程間既有相應的遞進關系，又相對獨立、各有側重。課程實訓內容涉及了測控領域典型復雜的工程問題，實訓的項目全部涵蓋復雜工程問題的7個特征，通過實踐訓練，全面提升學生解決復雜工程問題的能力。

關鍵詞：綜合實訓課程；復雜工程問題；教學改革

ConstructionofProfessionalComprehensivePracticalTrainingCourseGroup

forCultivatingtheAbilitytoSolveComplexEngineeringProblems

WuCaizhangZhaoZhikeWangLiLiuJianjuan

CollegeofElectricalEngineering，HenanUniversityofTechnologyHenanZhengzhou450001

Abstract：Theabilitytosolvecomplexengineeringproblemsisacrucialaspectofengineeringeducationcertification.However，trainingstudentsinthisareahasbecomeachallengingtaskinthenewwaveofteachingreform.Toaddressthis，ouruniversityhasimplementedaprofessionalcomprehensivepracticaltrainingcoursegroupspecificallydesignedtoenhancestudents'abilitytosolvecomplexengineeringproblems.Thecourseswithinthisgroupareinterconnectedbutalsohavetheirowndistinctfocuses.Thepracticaltrainingcontentofthecoursecoverstypicalcomplexengineeringproblemsinthefieldofmeasurementandcontrol，witheachprojectencompassingallsevencharacteristicsofsuchproblems.Throughthispracticaltraining，studentsareabletosignificantlyenhancetheiroverallabilitytosolvecomplexengineeringproblems.

Keywords：comprehensivepracticaltrainingcourse；Complexengineeringproblems；Teachingreform

1概述

隨著我國加入《華盛頓協(xié)議》，標志著我國高等教育對外開放與工程教育均邁上了新的臺階［12］。OBE理念也已深入高校人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)。對于畢業(yè)要求的評價，不再僅僅是完成課程考核和修完所修學分，而對于畢業(yè)生能力的評價顯得越來越重要。畢業(yè)要求是本科生畢業(yè)生完成學業(yè)要求應該達到的能力標準，而解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)是高等教育的重中之重［35］。在工程實踐過程中，工程問題的解決遵循一定的技術規(guī)律，但是每個工程問題都具有自身的特殊性，無法通過簡單“套用”或“搬移”來解決。新技術的出現，在不斷顛覆已有技術框架，為復雜工程問題的解決提供了更多的可能方案。但是新技術的不成熟，也會給工程問題的解決帶來新的風險［68］。因此，人才培養(yǎng)的關鍵是能力的培養(yǎng)，是終身學習習慣的養(yǎng)成。人才的培養(yǎng)是讓學生在學校內掌握基本的理論規(guī)律與技術路線，并能在今后學習與工作中繼續(xù)學習不斷提高。為了使高校人才培養(yǎng)更加契合第四次工業(yè)革命對人才的要求，更加契合地方經濟轉型升級的需要，保證國家一流專業(yè)建設的需要，對測控專業(yè)人才培養(yǎng)方案的課程體系進行相應的調整、優(yōu)化勢在必行［910］。

2測控專業(yè)人才培養(yǎng)面臨的復雜工程問題分析

測控專業(yè)具有多學科融合的典型特點，人才培養(yǎng)涵蓋的知識內容包括了自動化、控制理論、誤差分析、計量等內容，能力培養(yǎng)需要在多學科融合的環(huán)境下開展。開展綜合實訓是被廣泛推崇的教學改革方向。如何在綜合實訓課程中體現出專業(yè)特色，并有層次地開展實訓實踐來鍛煉學生，層層深入地提高學生的工程實踐能力。根據學校對本科生研究型人才培養(yǎng)的定位，結合測控專業(yè)的學科特色，在經過校內外專家論證的基礎上，確定出“典型測控電路設計”“嵌入式儀器設計開發(fā)”和“測控系統(tǒng)設計開發(fā)”三類具有專業(yè)特質的典型復雜工程問題，并在此基礎上提煉出典型“復雜工程問題”的主要環(huán)節(jié)和技術特征以及非技術因素。

3我校測控專業(yè)在實踐教學中存在的問題分析

我校測控專業(yè)在工程教育認證自評、專家入校檢查、持續(xù)改進階段，針對學生解決復雜工程能力培養(yǎng)，對整個專業(yè)的教學培養(yǎng)體系進行全面審核和反思，具體實踐中存在如下問題：

（1）解決復雜工程問題能力培養(yǎng)的實踐鍛煉不足。復雜工程問題能力的培養(yǎng)更側重于知識的運用，貫穿在課堂教學、課程設計、綜合實驗、畢業(yè)設計等各個教學環(huán)節(jié)中。受傳統(tǒng)教育理念的影響，對復雜工程能力的培養(yǎng)過多主要依靠理論教學，實踐教學處于一種輔助教學的地位。實踐教學在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和解決復雜工程問題能力中的作用是無法替代的，只有通過大量訓練、實踐，才能使得學生在實踐中得到鍛煉，才能使得學生解決復雜工程問題的能力得到真正培養(yǎng)。

（2）解決復雜工程問題能力培養(yǎng)的教學體系缺乏體系設計。在日常的教學過程中，任課教師普遍感覺到復雜工程問題能力的培養(yǎng)有些細碎，都是分散在各年級各學期的某個教學環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)型不強、不集中，很容易被忽略。在綜合實訓課程設置和具體實施上，存在復雜工程問題能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)的冗余或缺失，缺乏總體規(guī)劃，無法實現對學生解決復雜工程問題能力培養(yǎng)和畢業(yè)要求達成情況的全覆蓋。學生解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)不連貫、不夠系統(tǒng)，如何系統(tǒng)培養(yǎng)學生解決復雜工程問題能力，特別是通過專門設置系列的實踐環(huán)節(jié)，是我們在教學過程中需要迫切解決的問題。

（3）解決復雜工程問題能力培養(yǎng)與工程實際結合性不強。目前，開設的綜合實訓課程側重于對學生基礎訓練能力的培養(yǎng)，而實訓課程與工程應用嚴重脫節(jié)，實訓內容創(chuàng)新性不足，缺乏工程背景與行業(yè)需求，造成了實訓目的性不強，無法有效調動學生的積極性，實訓效果不佳。

（4）教學設計與評價難以適應培養(yǎng)解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)。習慣了知識傳授方式，進行復雜工程問題解決能力培養(yǎng)的教學設計不容易。無論是綜合型、設計型實驗項目，還是課程設計實習實訓，教學設計習慣于在試驗臺上進行操作，教學評價習慣用書面報告來評定學生的成績等次。缺乏實訓過程的考核，對于學生實操能力、團隊協(xié)作能力、課題總結與匯報能力的細化考核不足。

4面向復雜工程問題的專業(yè)綜合課程設計群建設

4.1專業(yè)綜合實訓教學目標設定

綜合設計與實訓是在取消了之前多個課程設計的基礎上，增加了綜合性實訓內容，目的是改革中高年級學生工程實踐能力的培養(yǎng)模式，將課內與課外相結合，結合實驗室開放、第二課堂創(chuàng)新訓練，探索依托課程和學分要求，學生常態(tài)化進行實踐創(chuàng)新訓練的新的教學組織模式。改變以往傳統(tǒng)的“重設計，輕實踐”“重課內，輕課外”“重材料，輕結果”的人才培養(yǎng)模式，更加符合實際的人才培養(yǎng)的要求。

以測控綜合課程設計的教學目標為基準，盡量將課程設計所需的基礎知識與技能的相關課程安排為綜合課程設計的先修課程或同步課程。相關課程的實踐教學內容應盡量向綜合課程設計的實驗對象傾斜。難度較大及關鍵技術應盡量分布在多個綜合課程設計中，通過系列訓練實現從入門到熟悉再到掌握的漸進能力培養(yǎng)，如機器人控制、電力拖動等?？己艘詡€人課程報告為主，小組課程報告為輔的課程考核方式，促進個人基本能力要求的達成與團隊合作能力發(fā)展的平衡。據此，設置的測控專業(yè)綜合課程實訓教學目標，如下表所示。

4.2專業(yè)綜合課程設計群設計

為了更好地通過系統(tǒng)性實踐學習提升學生解決復雜工程問題能力，而且在工程實踐應用中體現這些能力的培養(yǎng)，學校在新一輪培養(yǎng)方案的修訂中專門設計了一系列的專業(yè)綜合實訓課程群，主要包括《專業(yè)綜合實訓（一）》《專業(yè)綜合實訓（二）》《專業(yè)綜合實訓（三）》。其中《專業(yè)綜合實訓（一）》主要針對專業(yè)“儀器設計、精密測試系統(tǒng)人才”的培養(yǎng)目標，在專業(yè)層面上實現綜合實訓；《專業(yè)綜合實訓（二）》主要針對實際工程問題，在多學科交叉層面上實現綜合實訓；《專業(yè)綜合實訓（三）》主要針對測控領域的技術難題，實現學生科研探索和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

按照上述解決復雜工程問題能力的漸進培養(yǎng)思路，可分三種類型項目實施。《專業(yè)綜合實訓（一）》側重于無CPU控制的前端電路放大、信號調理、誤差處理、計算機仿真訓練，通過電子設計競賽提升知識應用能力；《專業(yè)綜合實訓（二）》側重于以有CPU（單片機）為核心的嵌入式系統(tǒng)設計，通過小型儀器設計、精密測量、PID算法應用，提升學生嵌入式開發(fā)能力；《專業(yè)綜合實訓（三）》側重于測控系統(tǒng)，通過糧情測控、電能計量系統(tǒng)項目等開展系統(tǒng)設計實踐。

4.3建設具有研究型教學特色的專業(yè)綜合實訓教學團隊

積極開展研究型教學研究，探索產科教融合、有特色、有實效的人才培養(yǎng)新機制，推動教學范式變革，實施以發(fā)現和探索為中心的教學模式，培養(yǎng)學生批判性思維、科研創(chuàng)新和工程實踐能力。建設一支具有研究型教學特色的高水平教學團隊，要求所有高級職稱教師都要為本科生授課，發(fā)揮了高級職稱教師在本科教學中的主導地位，同時聘任企業(yè)高水平工程技術人員作為本專業(yè)兼職教師，在教學全過程體現工程背景與研究型教學特色。

4.4建立合理的研究型綜合實訓課程評價體系

凸顯以學為中心的教學理念，深入推進信息技術與課堂教學深度融合，以學生學習成果為導向，將科研成果與學術前沿引入課堂，推進教學內容及過程性考試評價方法改革。為了提高專業(yè)綜合實訓課程群學習效果評價的信度和效度，綜合采用過程評價、團隊評價和項目評價等多種評價模式，引入多元評價主體、從多個角度做出兼具診斷、激勵和改進功能的積極型評價，并建立實時的反饋機制，從而達到專業(yè)綜合實訓課程研究型教學的獨特效果。

結語

河南工業(yè)大學測控專業(yè)以認證為契機，重構了測控專業(yè)的課程體系，以測控綜合課程設計為主線，從分立到聯合，從單元到系統(tǒng)，與相應的專業(yè)基礎課程、專業(yè)課程相結合，以課程設計的考核結果為相關畢業(yè)要求的重要支撐，實現了解決復雜工程問題能力的漸進培養(yǎng)。將最新互聯網技術植入課程體系，符合教育部測控類專業(yè)教學指導委員會主持的“測控專業(yè)課程體系改革與建設試點”工作的指導精神，是測控專業(yè)課程體系改革的有益嘗試。

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基金項目：河南省高等教育教學改革研究與實踐項目（2021SJGLX145）；河南工業(yè)大學研究生教育改革與質量提升工程項目（HAUTYJS2022AL16）

作者簡介：吳才章（1968—），男，漢族，河南鄭州人，博士研究生，教授，研究方向：智能傳感與光電檢測。