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工程教育背景下培養學生解決復雜工程問題的能力是畢業要求的核心，現行的專業課程教學過程中設計的復雜問題往往都是針對本門課程，綜合性不夠。本文通過將《創新與發明》課程教學過程分配到本科4年中，通過課程學習，使學生掌握專利申報、學科競賽、創客文化及產品研發等相關知識，并通過參加各類科技創新實踐活動，從而提高學生解決復雜工程問題的能力。工程教育背景下要求學生了解電氣工程領域相關行業的國內外技術現狀；能夠綜合運用專業知識對電氣工程領域復雜工程問題的設計方案進行優化并體現創新意識。一般的專業課程教學過程中設計的復雜問題往往都是針對單一的課程，綜合性不夠，提供的實踐機會較少，往往不能實際應用到具體的工程實踐中。而工程教育認證理念人才培養體系是一個系統工程，僅僅抓住某一門課設計問題，引導學生去解決，無法形成真正的知識體系閉環，無法實現對人才培養方案體系要求中解決復雜工程問題的要求。我校電氣工程及其自動化專業從2016年開始著手專業工程教育認證，先后完成申請接受、自評報告審查以及專家組進校復查等工作，與2018年4月順利通過專業工程教育認證?！秳撔屡c發明》課程是我校在工程教育背景下自主探索的融合了實踐教學的人才培養體系。本文首先結合工程專業認證要求設計了課程培養目標，分析了《創新與發明》課程在工程教育中的作用和地位，指出了傳統教學方法在工程教育背景下人才培養機制的問題和不足，然后介紹了改革后的《創新與發明》教學方法，研究了畢業要求與課程教學目標的對應關系，給出了課程教學內容，最后設計了有針對性的考核方法，確保工程教育背景下學生滿足畢業要求中具備解決復雜工程問題的能力。
1課程培養目標
工程教育背景下，培養學生解決復雜工程問題的能力是一個系統工程，需要貫穿在大學本科的4年時間中，要求從理論中來，到實踐中去，是一個分析、實驗、研究、總結和自我提升的過程。《創新與發明》課程按照學生的能力提升規律，根據畢業要求設計課程培養目標如表1所示。
2課程的地位與作用
《創新與發明》課程是按照工程教育專業認證理念而設置的綜合專業實踐和創新課程，是我校電氣工程及其自動化專業的一門專業限選課，是必修課，將培養過程分配至本科四年教育中，通過課程的學習，要求學生掌握專利申報、學科競賽、創客文化、科技創新及產品研發等相關知識，并通過參加各類科技創新實踐活動，培養學生科技創新、發明創造以、自主學習的能力和解決復雜工程問題的能力。
3課程設計
《創新與發明》課程是從學生入校起的第一學期即開設，過程持續4年，課程內容分為理論教學和實踐教學兩個方面，第一、第二學期以班為單位進行理論教學，第三至第八學期以工程項目組為單位進行實踐教學。在理論教學中側重于構建電氣工程理論知識體系，引導學生了解電氣工程領域相關行業的國內外技術現狀，了解解決復雜工程問題需要的知識體系，了解大學生科技創新及競賽的相關知識。具體從一下4個方面設計課程內容：（1）專利知識簡介、創意的形成過程、專利文本的書寫和專利申報流程；（2）自動控制的基本原理、控制器的硬件設計方法、C程序的設計方法、常用軟件的使用方法；（3）創客概念的由來、中國創客行業的發展與前景、學生創客的重點、創客大賽的賽程與規則分析；（4）機械創新設計大賽、中國機器人大賽和電子設計大賽等的參賽要求、知識內容的講解以及典型參賽作品的分析。在實踐教學中側重于項目的應用和動手實踐，面向實際工程應用提出綜合性復雜工程問題，通過教師講解、學生查閱相關文獻，經過研究和實踐，項目的研究成果可用于參加科技競賽、創作專利或者論文，實現教學產出。具體從一下四個方面設計課程內容：（1）典型創新與發明案例分析和制作，如咖啡機、武術擂臺小車、循跡小車、圖書機器人等。（2）前沿和熱點技術實驗和驗證，如無線充電、新型半導體器件、微電網、區塊鏈和圖像識別等。（3）科技競賽作品的設計和制作，按照機械創新設計大賽、中國機器人大賽和電子設計大賽等大賽要求設計出作品參加比賽。（4）創作論文或專利。
4考核與評價機制
《創新與發明》課程在對學生本科四年的培養過程中從電路的分析與設計能力、專利創作能力、產品的設計能力和動手能力等方面對學生進行評價，并根據評價結果持續對學生日常教學內容進行針對性的設計；在成果方面從專利科技競賽、專利申報和三個方面對學生進行評價，具體評價標準如表2考核與評價機制表所示。
5結論
學生通過理論講解、項目指導、競賽引導和專利培訓等多種方式培訓后進入工程項目組，項目組由指導教師進行針對性指導，學生在四年時間內必須完成至少1個工程項目的學習和開發，通過考核獲得實踐學分。工程項目選題依據專業特點結合主流技術和熱點領域，設置不同的研究方向，學生可以用該成果參加科技競賽、寫畢業論文和撰寫專利等。通過有效利用學生的自主時間，引導學生通過實踐解決實際的復雜工程問題，為培養具有解決夸學科的復雜工程問題人才培養方法提供支持。大學四年的時間里，學生除了有上課這條主線外，又有另一個明確的學習任務，這樣既增強了學生的獲得感，也為學生進入研究生學習和企業研究打下了基礎。
作者:候克淅
