基于复杂工程问题的机械产品设计制造综合实践研究
摘 要 解决复杂工程问题是工程教育认证要求学生毕业所具备的一种能力，机械产品设计制造综合实践是我校机械设计制造及其自动化专业学生校内的一个重要的实践教学环节，需解决机械类产品的三维装配设计，零、部件的工程图设计、工艺设计和加工制造的四个过程，培养了学生的创新意识、工程素质、人际交往能力及在团队中发挥作用的能力和解决复杂工程问题的能力，是现代机械类人才培养过程中非常重要的环节。
关键词 工程教育认证 综合实践 复杂工程问题 中图分类号：TH122 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.04.023
工程教育认证是我国目前开展高等教育教学评估的一项重点工作，表明我国工程教育的质量得到了国际社会的认可，标志着我国工程教育质量有很大提高。随着我国高等工程教育认证的逐步推进，新形势下经济发展对工程应用型人才工程素养与能力提出了新的要求，迫切需要工程应用型大学抓住工程教育专业认证体系构建这一机遇，重构工程应用型人才的培养模式，改革探索我国应用型大学工程教育专业认证体系构建的之路，扎实推进高校工程教学改革工作，提
升高校工程类专业建设水平和人才培养质量。
工程教育认证实施的目的是促进工程教育创新与改革，提高我国工程教育人才培养的质量，重新构建我国高等工程教育体系，以期促进我国工程教育强国迈进。湖南工程学院作为一所应用型中部地方高校，有着深厚机电行业背景，推进工程教育改革并积极参与工程教育认证，探索工程人才培养新模式。我校机械设计制造及其自动化专业（简称机械设计专业）2010年获批教育部首批实施“卓越计划”试点专业、2012年获批湖南省专业综合改革试点专业，2015年被教育部工程教育认证中心受理了认证申请。为适应新形势的需求，本专业以学生为中心，基于成果导向教育理念，以培养具有创新意识和解决复杂工程问题的能力人才为目标，在教学体系重构、专业行业特色、工程实践教学、创新意识培养等环节展开积极的探索和改革，得到同行的高度认可，取得了良好的效果。
2015版工程教育认证毕业要求通用标准12条中，有8条提及“复杂工程问题”；所谓“复杂工程问题”是指必须运用深入的工程原理，并经过分析才可能得到解决的问题，且须同时具备下列6个特征中的部分或全部：它涉及多个工程、技术及其它方面的因素，各因素间可能会有一些冲突；需通过建立适当合理的并能体现出一定的创造性抽象模型才能将冲突问题予以解决；问题中涉及的部分因素没能完全
包含在本专业工程实践的标准或规范中；不是仅靠一般的方法就能够将问题完全解决的；问题相关各方利益不完全一致；包含多个相互关联的子问题并有一定的综合性。同时要求在课程作业、课程设计、综合练习、综合实验、企业生产实习、毕业设计、科技训练等教学环节中，应主动将工程问题的复杂性融入到教学内容中。
机械产品设计制造综合实践是我校培养大学生实践技能、创新意识和解决复杂工程问题的大型综合实践环节。对我校机械设计专业的学生而言，机械产品设计制造综合实践，是本专业多门专业课程的综合应用环节，对培养学生工程实践技能、创新意识和解决复杂工程问题能力具有独特的优势。对丰富学生生产实践知识，巩固和加深所学理论知识。熟悉现代加工制造全过程，培养科学、认真、细致的工作作风有着非常重要的作用。
1 基于解决复杂工程问题能力的培养，构建“三层次”实践教学模式
我校机械设计专业的工程教育认证体系是基于工程应用型机械类人才培养定位、培养规格和毕业能力通用标准的要求而开展的，它遵循了机械类工程师培养的基本原则和学生的对知识的认知规律，目的在于建立一个与机械类工程师的基本素质训练内容相互衔接、循序渐进的实践教育体系。为此，我校机械设计制造及其自动化专业按照基本技能层、
综合应用能力与初步设计能力层、工程实践与创新能力层“三层次”，分层递进对学生的解决复杂工程问题与实际工程能力进行培养，构建了图1所示“三层次”实践教学模式。 三个层次内容为：“基本技能层”：包括大学化学、大学物理等公共通识课程的实验，本学科的学科基础课程实验，工程制图零部件测绘课程设计，金工实习，电工与电子实习，专业认知实习；其目的是进行工程类基本技能训练，解决相对简单的工程问题。“综合应用能力与初步设计能力层”：包括机械原理、液压传动等专业课程的实验，机械原理、机械设计课程设计，液压传动与控制技术课程设计，企业生产实习；目的是单科知识综合应用和初步设计能力的训练，解决较复杂工程问题。“工程实践与创新能力层”：包含工程项目训练、机械产品设计与制造、课外科技活动、毕业设计等，目的是进行创新意识与工程实践能力的训练，解决复杂工程问题。
“三层次”的实践教学体系，包含了由相互独立到科学融合，由相对简单的工程问题到复杂工程问题的实践教学体系，使学生对工程问题的解决能力培养分层递进，即：基本技能训练、解决简单工程问题→较复杂应用能力、初步设计能力培养，解决较复杂工程问题→创新意识与工程实践能力，解决复杂工程问题。“三层次”的实践教学体系，分模块、分层次、由浅入深的进行工程实践教学训练，形成了“理论
到实践-再理论到再实践”渐近式推进的实践教学新模式。 2 适应社会需求，探索基于产品设计制造的综合实践内容与模式
地方工程应用型大学培养的人才是直接为企业、行业服务的一线应用型人才。按照以素质能力为核心的理念培养人才。通过制定一整套科学合理的、具有可操作性的、系统化的人才培养标准来规范整个培养过程。我校机械设计专业的人才培养目标是：坚持以学生为中心，强调知识、能力、素质协调发展的教学理念和努力做到与企业用人要求“无缝对接”。因此，针对本专业设立以“机械CAD/CAM”和“工艺装备”为特色的专业教学项目，以培养解决复杂工程问题能力为教学重点。在综合实践教学环节中，探索机械产品设计制造的课程的新模式（即综合实践）非常必要，且能够满足工程教育认证学生毕业能力的现实要求。 “机械产品设计与制造”课程设计是我校机械设计制造及其自动化专业学生毕业前在学校进行的一项极具综合性的实践项目，在校内所有理论课程学习完成后，要求学生综合运用所学的知识完成具备一定功能、用途的产品总体设计、零件设计、工艺设计、加工制造、检验、装配，并对加工、装配进行质量分析，并撰写设计说明书。我校2009年在2006级机械设计专业开始实施“综合实践”课程实践教学环节，近六年来，我们对综合实践内容及模式不断进行的改革和探索，形成了
基于复杂工程问题的机械产品设计制造综合实践研究
