高等工程教育與工程設(shè)計能力培養(yǎng)探討
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摘要：以高等工程教育中工程設(shè)計能力培養(yǎng)為核心，明晰了高等工程教育培養(yǎng)現(xiàn)代工程師的目標(biāo)，闡述了工程設(shè)計能力是現(xiàn)代工程師必須具備的核心能力。在確立工程設(shè)計及其內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，論述總結(jié)了工程設(shè)計教育中學(xué)生必須掌握的工程設(shè)計方法。最后提出了院校工程教育階段工程設(shè)計能力培養(yǎng)的實(shí)施環(huán)節(jié)、途徑和方法，并討論分析了各環(huán)節(jié)的內(nèi)容與目標(biāo)。實(shí)踐表明這些環(huán)節(jié)、途徑和方法的實(shí)施對學(xué)生工程設(shè)計能力培養(yǎng)和提升效果明顯。
關(guān)鍵詞：工程教育；現(xiàn)代工程師；工程設(shè)計教育；工程設(shè)計能力
當(dāng)前我國正在加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)型、升級產(chǎn)業(yè)，走中國特色新型工業(yè)化道路，到2020年，全面建成小康社會、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國家建設(shè)目標(biāo)。實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略是我國的必然選擇，創(chuàng)新特別是技術(shù)創(chuàng)新，主體是企業(yè)，關(guān)鍵靠人才。高等工程教育擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)各種類型的創(chuàng)新型“工程師”和生產(chǎn)服務(wù)一線高素質(zhì)的技術(shù)技能型人才的重任。以工程設(shè)計能力為核心的工程實(shí)踐能力訓(xùn)練是高等工程教育的本質(zhì)所在，強(qiáng)調(diào)通過現(xiàn)代工程設(shè)計思想和設(shè)計方法教育，通過工程設(shè)計能力培養(yǎng)和工程實(shí)踐訓(xùn)練，使工科本科學(xué)生在校期間獲得現(xiàn)代工程師的基本訓(xùn)練。因此，本文主要討論在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的經(jīng)濟(jì)背景下，工程教育中本科學(xué)生工程設(shè)計能力培養(yǎng)的途徑和方法。主要包括高等工程教育及其目標(biāo)，現(xiàn)代工程師的能力要求，工程設(shè)計及其方法，院校工程教育階段（工程設(shè)計教育）的工程設(shè)計能力培養(yǎng)等四個方面的內(nèi)容。通過分析討論使工程教育中更加突出工程設(shè)計能力培養(yǎng)，更加科學(xué)合理、規(guī)范有效地設(shè)置和實(shí)施工程設(shè)計能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)以創(chuàng)新為特征的時代所需要的工程技術(shù)人才。
1高等工程教育及其目標(biāo)
教育承擔(dān)著培養(yǎng)什么樣的人和怎樣培養(yǎng)人的重大社會使命。高等工程教育是教育科學(xué)與工程技術(shù)的交叉與融合，是專業(yè)教育。它的顯著特點(diǎn)有三個：一是以技術(shù)科學(xué)作為主要學(xué)科基礎(chǔ)；二是以工程技術(shù)應(yīng)用作為主要研究內(nèi)容；三是以培養(yǎng)能將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的工程師為人才培養(yǎng)目標(biāo)。[1],技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)與工程技術(shù)應(yīng)用之間的矛盾運(yùn)動構(gòu)成了高等工程教育區(qū)別于其它類高等教育的特殊性。技術(shù)科學(xué)是基礎(chǔ)科學(xué)與工程技術(shù)之間聯(lián)系的橋梁，其內(nèi)涵是“研究相鄰幾門工程技術(shù)方面普遍出現(xiàn)的問題---共同性自然規(guī)律，把工程實(shí)際中所用的許多設(shè)計原則加以提煉、整理和總結(jié)，使之上升成為理論，因而就能夠把各個不同領(lǐng)域的工程實(shí)際的共同性顯示出來，并服務(wù)于工程技術(shù)”[1]。基于高等工程教育的特征、內(nèi)涵，院校工程教育階段的主要任務(wù)是使受教育者獲得較為系統(tǒng)的理工學(xué)科的理論知識、基本技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，使其在畢業(yè)時具備成為合格現(xiàn)代工程師的基本素質(zhì)和條件，或者稱為現(xiàn)代工程師的毛坯。
2現(xiàn)代工程師的能力目標(biāo)
高等工程教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)是工程師，中國特色現(xiàn)代化建設(shè)需要大量的多層次、多類型的現(xiàn)代工程師。因此，必須用符合時代要求的先進(jìn)的現(xiàn)代工程教育觀指導(dǎo)現(xiàn)代工程師培養(yǎng)。理論知識、理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)、工程實(shí)踐訓(xùn)練之間的關(guān)系、地位與內(nèi)容融合問題一直是高等工程教育討論的核心問題，因而其改革的重點(diǎn)和策略一直圍繞著核心問題而展開。長期的工程教育實(shí)踐使教育者深刻反思、認(rèn)識到：培養(yǎng)現(xiàn)代工程師，必須堅持科學(xué)教育與工程實(shí)踐訓(xùn)練并重的核心理念。二者并重并統(tǒng)一于工程師培養(yǎng)過程的工程教育觀是現(xiàn)代工程教育觀的核心內(nèi)容。現(xiàn)代工程對現(xiàn)代工程師的基本素養(yǎng)和能力要求也證明了現(xiàn)代工程教育觀的科學(xué)合理性。現(xiàn)代工程已經(jīng)形成了以市場需求為源驅(qū)動力，以研究開發(fā)、技術(shù)設(shè)計、制造運(yùn)行、營銷管理和咨詢服務(wù)等為主要服務(wù)環(huán)節(jié)，以有效供給市場、提高供給質(zhì)量為目的，以綠色技術(shù)、綠色制造、綠色產(chǎn)品和資源循環(huán)為工程理念的工程生命周期。其中，最基本的是研發(fā)、設(shè)計、制造和營銷，而設(shè)計處于中心地位，是聯(lián)系他們的紐帶。設(shè)計活動的驅(qū)動輸入是基于主體需求和研發(fā)的初步試驗(yàn)品，其輸出結(jié)果是明晰和規(guī)范的紙質(zhì)和電子圖式（圖示、圖形）模型、程序及操作流程和相應(yīng)的技術(shù)說明文檔，也包括在不同的設(shè)計階段試制的樣機(jī)或?qū)嵨锬Ｐ汀Ｖ圃欤ńㄔ欤┑尿?qū)動輸入是設(shè)計輸出的結(jié)果，其輸出是投放市場或服務(wù)社會的工業(yè)產(chǎn)品（軟件、硬件）與服務(wù)。在經(jīng)營銷售與服務(wù)活動過程中，工業(yè)產(chǎn)品完成自己的壽命（主要是產(chǎn)品或者設(shè)備的技術(shù)壽命和經(jīng)濟(jì)壽命），從而為下一代產(chǎn)品設(shè)計提供新的需求和技術(shù)信息。這就要求現(xiàn)代工程師必須掌握扎實(shí)的自然、人文社會和管理科學(xué)基礎(chǔ)，掌握以技術(shù)科學(xué)為主要學(xué)科基礎(chǔ)、工程技術(shù)專業(yè)知識與技能，并能夠綜合應(yīng)用科學(xué)的知識、方法和技術(shù)手段分析和解決各種工程實(shí)際問題。[2]美國經(jīng)過大量研究論證，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品成本的70%由設(shè)計階段決定，有效的設(shè)計能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少成本、縮短生產(chǎn)周期，更好的滿足客戶的需求。[3]因此，工程設(shè)計能力，包括工程創(chuàng)意創(chuàng)新設(shè)計能力是現(xiàn)代工程師必須具備的核心能力，它決定著國家工業(yè)化水平和創(chuàng)新能力能否走在世界前列。必須將工程設(shè)計能力培養(yǎng)包括科學(xué)知識、工程設(shè)計理論方法、工具手段和創(chuàng)新意識、能力等貫穿于工程教育全過程。
3工程設(shè)計及其方法
設(shè)計是基于某種需求的有目的性的創(chuàng)造活動，設(shè)計需要有創(chuàng)意構(gòu)思和設(shè)想計劃。在我國2012年公布的學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科門類設(shè)置中，設(shè)計學(xué)第一次獨(dú)立以一級學(xué)科的形式出現(xiàn)，設(shè)計學(xué)的主要研究領(lǐng)域有工程設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、視覺傳達(dá)與媒體設(shè)計、信息與交互設(shè)計和手工藝設(shè)計等。
3.1工程設(shè)計的內(nèi)涵與發(fā)展
辭海[4]中關(guān)于工程設(shè)計概念的外延側(cè)重于建造性工程設(shè)計，實(shí)際上除建造性工程設(shè)計外，還有大量的不斷延伸和拓展的制造性工程設(shè)計。本文主要討論制造性工程設(shè)計，就是將多種材料經(jīng)過多個復(fù)雜的加工處理過程，做出一種新的復(fù)合材料或者、產(chǎn)品、設(shè)備、裝置、裝備和系統(tǒng)來的工程設(shè)計方法。工程設(shè)計的研究內(nèi)容注重于功能、性能、結(jié)構(gòu)、材料、環(huán)境、成本、程序、工藝和流程等。文獻(xiàn)[5]將工程設(shè)計的內(nèi)涵概括為：工程設(shè)計實(shí)際上是求解一個工程問題的思維和實(shí)踐過程。進(jìn)一步說，也就是在給定的初始狀態(tài)和各種約束條件下，經(jīng)過構(gòu)思和創(chuàng)造，解決有關(guān)參數(shù)的選擇與優(yōu)化問題、設(shè)備工具與工序的選擇、各種界面的銜接與匹配問題、工程組織管理問題，效率、效力和功能的提升與優(yōu)化問題，形成一個能夠從初始狀態(tài)經(jīng)過一系列中間環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)目標(biāo)狀態(tài)的設(shè)計結(jié)果的活動過程。該設(shè)計結(jié)果可以是工程設(shè)計圖紙、運(yùn)作方案、工程規(guī)劃（計劃）、工程規(guī)范和工程標(biāo)準(zhǔn)等，更為顯著的特征是，在工程實(shí)踐中依據(jù)這些工程設(shè)計結(jié)果，可以建造或者制造出人造物來。伴隨著科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)的發(fā)展，工程設(shè)計的演化大體可分為傳統(tǒng)工程設(shè)計、現(xiàn)代工程設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計三個階段。[6]傳統(tǒng)工程設(shè)計，指工業(yè)革命之前的工程設(shè)計活動，是基于個體和手工作坊制的師徒口頭傳授經(jīng)驗(yàn)和技藝的設(shè)計，設(shè)計工作主要在于產(chǎn)品或系統(tǒng)功能的構(gòu)造。工匠既是設(shè)計者、制造者也是銷售者，制造過程主要依靠手工完成。現(xiàn)代工程設(shè)計開始于工業(yè)革命之后，特別是電氣化時代的出現(xiàn)，社會化機(jī)器大生產(chǎn)的分工，設(shè)計逐漸和制造分離開來，逐步形成了專業(yè)的設(shè)計工程師。這時，大學(xué)也將工程設(shè)計作為課程教學(xué)的內(nèi)容，1852年，德國Reuleaux教授的《機(jī)械原理》教材問世，工程設(shè)計主要基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識，創(chuàng)造應(yīng)用價值，通過市場競爭與選擇創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)品牌價值。在此階段，工程設(shè)計理論與方法學(xué)，工程設(shè)計方法與技術(shù)，設(shè)計自動化方法和技術(shù)，設(shè)計工具等逐步建立、形成和發(fā)展。工程設(shè)計作為廣義制造中的核心和靈魂等到確立。20世紀(jì)60年代，美國、英國和德國發(fā)起了一系列的有關(guān)工程設(shè)計的研究活動。德國提出了“提高競爭力的關(guān)鍵在設(shè)計”的口號，對工業(yè)中獲得的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行提升和理論概括，1976年，Pahl和Beiti教授的《工程設(shè)計學(xué)問世》，隨后被譯成了包括中文在內(nèi)的七種語言，成為指導(dǎo)工程設(shè)計的經(jīng)典著作。[7]美國主要通過從外部觀察對工程設(shè)計過程進(jìn)行歸納概括，目的在于建立工程設(shè)計理論和支持工具。目前我們國內(nèi)流行的仿真、工程設(shè)計支持軟件幾乎全部是美國公司的產(chǎn)品。基于傳統(tǒng)工程設(shè)計、現(xiàn)代工程設(shè)計而成長起來的創(chuàng)新設(shè)計，設(shè)計的過程、方法、對象、制造和經(jīng)營服務(wù)都依賴于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境、知識信息大數(shù)據(jù)，設(shè)計更具有個性化、定制式和系統(tǒng)創(chuàng)新的特征，設(shè)計以綠色化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化為未來發(fā)展方向。在產(chǎn)品的全生命周期內(nèi)，以系統(tǒng)建模與優(yōu)化計算等先進(jìn)工程設(shè)計技術(shù)為支撐，建立具有豐富設(shè)計知識庫和模擬仿真的數(shù)字化智能設(shè)計系統(tǒng)，并能夠在不同地域的虛擬數(shù)字化環(huán)境里并行、協(xié)同地完成全數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計，結(jié)構(gòu)、功能和性能的計算、優(yōu)化仿真和整體裝配運(yùn)行。[8]創(chuàng)新設(shè)計是我們當(dāng)前和后續(xù)努力達(dá)到和實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，通過創(chuàng)新設(shè)計引領(lǐng)我國制造業(yè)強(qiáng)國、現(xiàn)代化國家的實(shí)現(xiàn)。創(chuàng)新設(shè)計的實(shí)施需要大批的掌握創(chuàng)新設(shè)計理論、技術(shù)和方法的人才支撐，以工程設(shè)計的教授與學(xué)習(xí)為核心的工程設(shè)計教育，就成為了高等工程教育培養(yǎng)現(xiàn)代工程師的第一位的核心的內(nèi)容。
3.2工程設(shè)計的顯著特點(diǎn)
世界著名空氣動力學(xué)大師馮•卡門說：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)（discover）已經(jīng)存在的世界；工程師創(chuàng)造（cre-ate）一個過去從來沒有的世界。后來有人補(bǔ)充說，藝術(shù)家想象（imagine）一個過去和將來都“不存在”的世界。因此，“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”“技術(shù)發(fā)明”“技術(shù)創(chuàng)新”和“工程設(shè)計”成了固定搭配詞語。工程設(shè)計把工程和科學(xué)明顯的區(qū)分開來了。科學(xué)研究只有第一，沒有第二；工程問題的解答具有非唯一性，是在多項(xiàng)約束和矛盾沖突中協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)的。因此，工程設(shè)計的顯著特點(diǎn)包括：創(chuàng)造性、復(fù)雜性、選擇性和妥協(xié)性。工程設(shè)計要求工程師以工程可實(shí)現(xiàn)性為必須前提條件，針對實(shí)際的工程問題給出可行的、可操作的實(shí)施方案。
3.3工程設(shè)計基本方法
國民經(jīng)濟(jì)各個產(chǎn)業(yè)部門，特別是細(xì)分的各工程領(lǐng)域在其單元（部件）、設(shè)備、系統(tǒng)及其產(chǎn)品或者工藝流程的設(shè)計方法上各有特點(diǎn)，綜合各方共性，討論一般工程設(shè)計的基本環(huán)節(jié)、內(nèi)容要求，對提高工程設(shè)計教育質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的工程技術(shù)人才是有重要意義的。一個基本的設(shè)計過程通常包括：需求調(diào)查與分析，制定設(shè)計方案，模型制作，方案測試評估與優(yōu)化和編制用戶手冊等主要環(huán)節(jié)，是一個具有反饋和循環(huán)的動態(tài)過程。（1）需求分析。以需求為源驅(qū)動力，發(fā)現(xiàn)與明晰工程設(shè)計問題，以形成設(shè)計要求說明書文檔為標(biāo)志。設(shè)計要求說明書的主要內(nèi)容包括：設(shè)計對象的總體目標(biāo)，功能要求，性能指標(biāo)（技術(shù)指標(biāo)或總體技術(shù)水平的要求），結(jié)構(gòu)外觀要求，環(huán)境目標(biāo)要求，安全性，可靠性要求，成本要求和時限要求，等等。（2）方案設(shè)計。以所形成的設(shè)計要求說明書內(nèi)容為目標(biāo)，收集設(shè)計所需要的信息完成設(shè)計分析；以工程設(shè)計的主要因素為主線，提出盡可能多的設(shè)計構(gòu)思，將最能取得希望效果的構(gòu)思以功能結(jié)構(gòu)圖、模型、語言和文字等方式呈現(xiàn)出來；進(jìn)而對各種構(gòu)思進(jìn)行篩選，從而獲得實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的比較滿意的設(shè)計方案。（3）模型（原型）制作。以獲得的滿意設(shè)計方案為指導(dǎo)，以模型（原型）制作或者開發(fā)原型機(jī)為主要任務(wù)，發(fā)展構(gòu)思、檢驗(yàn)產(chǎn)品的造型結(jié)構(gòu)以及零部件的裝配關(guān)系，進(jìn)一步完善產(chǎn)品設(shè)計方案。該環(huán)節(jié)包括圖樣繪制和制作模型兩個階段，產(chǎn)生工作原理圖、整體和局部結(jié)構(gòu)圖（包括加工要求）、裝配圖和不同的模型制作。現(xiàn)代設(shè)計過程中廣泛使用計算機(jī)輔助設(shè)計制造技術(shù)，模型或原型連接、裝配和試驗(yàn)，全部在計算機(jī)支持的可視化系統(tǒng)中可以完成。（4）方案測試、評估與優(yōu)化。測試的目的是檢驗(yàn)產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、功能和技術(shù)性能等方面是否達(dá)到了設(shè)計要求說明書的指標(biāo)要求，同時，對設(shè)計方案和產(chǎn)品進(jìn)行全面的評估，以便進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計方案。（5）編寫用戶手冊。用戶手冊也稱為產(chǎn)品說明書，它可以幫助消費(fèi)者正確使用、保養(yǎng)產(chǎn)品，有效發(fā)揮產(chǎn)品使用價值。產(chǎn)品說明書一般由標(biāo)題，正文和標(biāo)記等組成，要求語言準(zhǔn)確、通俗、簡潔、內(nèi)容條理清楚。
4工程設(shè)計能力培養(yǎng)
工程設(shè)計教育的主要任務(wù)是培養(yǎng)工科學(xué)生的工程設(shè)計能力，工程設(shè)計能力培養(yǎng)必須以掌握和運(yùn)用工程設(shè)計方法為主要內(nèi)容。院校工程教育中的工程實(shí)踐訓(xùn)練擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、特別是創(chuàng)新設(shè)計能力的重任，通過工程實(shí)踐教育、訓(xùn)練，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。工程設(shè)計能力培養(yǎng)必須分層次循序漸進(jìn)，由基礎(chǔ)的初步設(shè)計、綜合到創(chuàng)新，由相對獨(dú)立到交叉融合。相應(yīng)的環(huán)節(jié)包括：設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)計，綜合實(shí)訓(xùn)，科技創(chuàng)新和學(xué)科競賽，畢業(yè)設(shè)計等。設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)：設(shè)計性和綜合性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力的基礎(chǔ)。其中，設(shè)計能力的培養(yǎng)過程是在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)任務(wù)與要求的基礎(chǔ)上（需求），由學(xué)生自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案（設(shè)計方案）、選擇儀器設(shè)備、自行搭接實(shí)驗(yàn)線路（模型制作）、擬定實(shí)驗(yàn)步驟、完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)（方案測試）、撰寫實(shí)驗(yàn)報告與交流等階段組成。這是工程設(shè)計能力培養(yǎng)的起步，必須把工程設(shè)計的基本思想和方法融入其中，指導(dǎo)學(xué)生熟練掌握和運(yùn)用。從基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課到專業(yè)課，設(shè)計性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量應(yīng)依次增加。以項(xiàng)目數(shù)計，總的設(shè)計性、綜合性的項(xiàng)目數(shù)應(yīng)在60%以上。課程設(shè)計：該環(huán)節(jié)是在工程基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程之后設(shè)置，與課程學(xué)習(xí)內(nèi)容緊密相關(guān)的具有綜合性的小系統(tǒng)、產(chǎn)品或者設(shè)備、單元（部件）等的設(shè)計/開發(fā)任務(wù)。主要包括任務(wù)確立、市場分析、方案設(shè)計、加工制作、調(diào)試運(yùn)行、分析測試和撰寫設(shè)計報告的全過程。總體課程設(shè)計設(shè)置數(shù)目不少于3個。通過訓(xùn)練，使學(xué)生能夠鞏固和提升工程設(shè)計能力，將所學(xué)習(xí)的工程設(shè)計理論和方法、專門領(lǐng)域的設(shè)計知識、設(shè)計支持工具（CAD、CAE、EDA）等方法和工具與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合起來，解決工程實(shí)際問題。同時，能夠考慮各種約束關(guān)系。綜合實(shí)訓(xùn)：為提升工科大學(xué)生工程技術(shù)設(shè)計能力而設(shè)置工程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，實(shí)訓(xùn)以各專業(yè)工程技術(shù)專題為基礎(chǔ)、實(shí)施“實(shí)踐（習(xí)）+培訓(xùn)”的工程實(shí)踐訓(xùn)練。真實(shí)的企業(yè)環(huán)境，嚴(yán)格的企業(yè)運(yùn)營管理制度和市場化的設(shè)計項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)是達(dá)到綜合實(shí)訓(xùn)目標(biāo)的三大必備要素。科技創(chuàng)新和學(xué)科競賽：是工程設(shè)計能力和個性化培養(yǎng)的重要途徑。根據(jù)興趣和特長，學(xué)生自由選擇項(xiàng)目，撰寫提交項(xiàng)目申請書（包括項(xiàng)目的依據(jù)和需求，實(shí)施方案，儀器設(shè)備和工具，項(xiàng)目計劃與經(jīng)費(fèi)預(yù)算等），自行組織3人左右的項(xiàng)目團(tuán)隊。指導(dǎo)教師團(tuán)隊對學(xué)生選題進(jìn)行答辯，確定資助項(xiàng)目與經(jīng)費(fèi)，項(xiàng)目完成時必須提供設(shè)計作品，進(jìn)行驗(yàn)收和答辯。此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步選拔部分學(xué)生參加如電子設(shè)計競賽、“飛思卡爾”杯智能汽車和機(jī)器人競賽等學(xué)科競賽項(xiàng)目。實(shí)踐證明，這些科技創(chuàng)新活動能夠充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性，有效提高學(xué)生設(shè)計、綜合能力，運(yùn)用新型設(shè)計/開發(fā)工具的能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。畢業(yè)設(shè)計：是工科各專業(yè)本科生在院校工程教育階段工程設(shè)計能力培養(yǎng)的最后一個全面的綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，是針對某一課題任務(wù)（企業(yè)實(shí)際問題）綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識、技術(shù)和設(shè)計開發(fā)工具來構(gòu)思設(shè)計方案，并予以實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新過程。具體需要完成調(diào)研選題、需求分析、文獻(xiàn)綜述、方案論證、系統(tǒng)設(shè)計、分析測試、性能分析與交流和撰寫設(shè)計報告等工程設(shè)計方法的基本步驟。畢業(yè)設(shè)計題目類型可分為工程設(shè)計型、實(shí)驗(yàn)設(shè)計研究型和軟件設(shè)計/開發(fā)型等。此環(huán)節(jié)采取校內(nèi)外相結(jié)合，以校外企業(yè)實(shí)踐基地為主來實(shí)施。依照上述思想，作者及其團(tuán)隊在江蘇理工學(xué)院電氣信息工程學(xué)院教學(xué)實(shí)踐中實(shí)施了多年，學(xué)生普遍掌握了基本的工程設(shè)計方法，具備了工程設(shè)計的初步能力。近10年電氣信息工程學(xué)院學(xué)生獲得了全國電子設(shè)計競賽省級三等獎以上獎項(xiàng)85項(xiàng)，近6年獲江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項(xiàng)目44項(xiàng)，近4年的全國大學(xué)生“飛思卡爾”智能車競賽獲得賽區(qū)二等獎以上獎項(xiàng)15項(xiàng)、全國一等獎2項(xiàng)，近3年的全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計競賽賽區(qū)特等獎2項(xiàng)、全國二等獎1項(xiàng)。
5結(jié)語
綜上所述，緊緊圍繞院高等工程教育中工程設(shè)計能力培養(yǎng)問題，從高等工程教育及其目標(biāo)、現(xiàn)代工程師的能力要求、工程設(shè)計及其方法、院校工程教育階段（工程設(shè)計教育）的工程設(shè)計能力培養(yǎng)等四個方面進(jìn)行了論述和探討。目的使得工程教育中更加突出工程設(shè)計能力培養(yǎng)，更加科學(xué)合理、規(guī)范高效地設(shè)置和實(shí)施工程設(shè)計能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)適應(yīng)以創(chuàng)新設(shè)計為時代特征的工程技術(shù)人才，為實(shí)現(xiàn)兩個百年的奮斗目標(biāo)提供強(qiáng)大的人才支撐。
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作者：羅印升 俞洋 陶為戈 劉曉杰 宋偉 單位：江蘇理工學(xué)院電氣信息工程學(xué)院
