工程教育背景下培养学生解决复杂工程问题的能力是毕业要求的核心，现行的专业课程教学过程中设计的复杂问题往往都是针对本门课程，综合性不够。本文通过将《创新与发明》课程教学过程分配到本科4年中，通过课程学习，使学生掌握专利申报、学科竞赛、创客文化及产品研发等相关知识，并通过参加各类科技创新实践活动，从而提高学生解决复杂工程问题的能力。工程教育背景下要求学生了解电气工程领域相关行业的国内外技术现状；能够综合运用专业知识对电气工程领域复杂工程问题的设计方案进行优化并体现创新意识。一般的专业课程教学过程中设计的复杂问题往往都是针对单一的课程，综合性不够，提供的实践机会较少，往往不能实际应用到具体的工程实践中。而工程教育认证理念人才培养体系是一个系统工程，仅仅抓住某一门课设计问题，引导学生去解决，无法形成真正的知识体系闭环，无法实现对人才培养方案体系要求中解决复杂工程问题的要求。我校电气工程及其自动化专业从2016年开始着手专业工程教育认证，先后完成申请接受、自评报告审查以及专家组进校复查等工作，与2018年4月顺利通过专业工程教育认证。《创新与发明》课程是我校在工程教育背景下自主探索的融合了实践教学的人才培养体系。本文首先结合工程专业认证要求设计了课程培养目标，分析了《创新与发明》课程在工程教育中的作用和地位，指出了传统教学方法在工程教育背景下人才培养机制的问题和不足，然后介绍了改革后的《创新与发明》教学方法，研究了毕业要求与课程教学目标的对应关系，给出了课程教学内容，最后设计了有针对性的考核方法，确保工程教育背景下学生满足毕业要求中具备解决复杂工程问题的能力。
1课程培养目标
工程教育背景下，培养学生解决复杂工程问题的能力是一个系统工程，需要贯穿在大学本科的4年时间中，要求从理论中来，到实践中去，是一个分析、实验、研究、总结和自我提升的过程。《创新与发明》课程按照学生的能力提升规律，根据毕业要求设计课程培养目标如表1所示。
2课程的地位与作用
《创新与发明》课程是按照工程教育专业认证理念而设置的综合专业实践和创新课程，是我校电气工程及其自动化专业的一门专业限选课，是必修课，将培养过程分配至本科四年教育中，通过课程的学习，要求学生掌握专利申报、学科竞赛、创客文化、科技创新及产品研发等相关知识，并通过参加各类科技创新实践活动，培养学生科技创新、发明创造以、自主学习的能力和解决复杂工程问题的能力。
3课程设计
《创新与发明》课程是从学生入校起的第一学期即开设，过程持续4年，课程内容分为理论教学和实践教学两个方面，第一、第二学期以班为单位进行理论教学，第三至第八学期以工程项目组为单位进行实践教学。在理论教学中侧重于构建电气工程理论知识体系，引导学生了解电气工程领域相关行业的国内外技术现状，了解解决复杂工程问题需要的知识体系，了解大学生科技创新及竞赛的相关知识。具体从一下4个方面设计课程内容：（1）专利知识简介、创意的形成过程、专利文本的书写和专利申报流程；（2）自动控制的基本原理、控制器的硬件设计方法、C程序的设计方法、常用软件的使用方法；（3）创客概念的由来、中国创客行业的发展与前景、学生创客的重点、创客大赛的赛程与规则分析；（4）机械创新设计大赛、中国机器人大赛和电子设计大赛等的参赛要求、知识内容的讲解以及典型参赛作品的分析。在实践教学中侧重于项目的应用和动手实践，面向实际工程应用提出综合性复杂工程问题，通过教师讲解、学生查阅相关文献，经过研究和实践，项目的研究成果可用于参加科技竞赛、创作专利或者论文，实现教学产出。具体从一下四个方面设计课程内容：（1）典型创新与发明案例分析和制作，如咖啡机、武术擂台小车、循迹小车、图书机器人等。（2）前沿和热点技术实验和验证，如无线充电、新型半导体器件、微电网、区块链和图像识别等。（3）科技竞赛作品的设计和制作，按照机械创新设计大赛、中国机器人大赛和电子设计大赛等大赛要求设计出作品参加比赛。（4）创作论文或专利。
4考核与评价机制
《创新与发明》课程在对学生本科四年的培养过程中从电路的分析与设计能力、专利创作能力、产品的设计能力和动手能力等方面对学生进行评价，并根据评价结果持续对学生日常教学内容进行针对性的设计；在成果方面从专利科技竞赛、专利申报和三个方面对学生进行评价，具体评价标准如表2考核与评价机制表所示。
5结论
学生通过理论讲解、项目指导、竞赛引导和专利培训等多种方式培训后进入工程项目组，项目组由指导教师进行针对性指导，学生在四年时间内必须完成至少1个工程项目的学习和开发，通过考核获得实践学分。工程项目选题依据专业特点结合主流技术和热点领域，设置不同的研究方向，学生可以用该成果参加科技竞赛、写毕业论文和撰写专利等。通过有效利用学生的自主时间，引导学生通过实践解决实际的复杂工程问题，为培养具有解决夸学科的复杂工程问题人才培养方法提供支持。大学四年的时间里，学生除了有上课这条主线外，又有另一个明确的学习任务，这样既增强了学生的获得感，也为学生进入研究生学习和企业研究打下了基础。
作者:候克淅
