主頁 > 技術文章 > 關于高校自動化專業(yè)人才培養(yǎng)改革探索 2024-09-30

關于高校自動化專業(yè)人才培養(yǎng)改革探索

摘要：針對自動化專業(yè)現(xiàn)有人才培養(yǎng)的不足，并結合自動化技術發(fā)展的現(xiàn)狀，分析了當前高校自動化專業(yè)培養(yǎng)中存在的問題。研究探索對高校自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式進行改革，實施卓越工程師計劃，著重培養(yǎng)學生工程應用能力和創(chuàng)新能力；改革教學模式，引入先進教學方法，以考試改革為抓手，著重提高學生的學習興趣和自主學習的能力；改革自動化專業(yè)課程體系，加大控制類課程的改革力度，著重提高學生關于控制方面的專業(yè)素質，增加網(wǎng)絡技術課程群和新型電子技術課程群，以適應工業(yè)信息化的發(fā)展迫切要求，滿足社會對自動化專業(yè)人才的需求。
一、自動化專業(yè)人才培養(yǎng)存在的問題：
　　1.人才培養(yǎng)模式老化，工程應用能力、創(chuàng)新能力弱：
　　在我國，重學輕術的傳統(tǒng)文化根深蒂固，所以我國的教育片面強調學術的特征，重視書本知識的傳授與學習。高校人才培養(yǎng)模式是在計劃經(jīng)濟體制下建成的知識傳授體系模式，在我國教育發(fā)展史上起過非常積極的作用，為社會培養(yǎng)了大批適合計劃經(jīng)濟模式的專業(yè)建設人才。隨時代的發(fā)展，其缺點和弊端已越來越明顯。然而隨著科學技術的迅猛發(fā)展，知識經(jīng)濟時代迎面而來，社會對實踐性專業(yè)人員的需求集中顯現(xiàn)，對創(chuàng)新人才的需求更加迫切。我國當前大部分專業(yè)的培養(yǎng)模式還是停留在過去的知識傳授體系模式，自動化專業(yè)也是這樣。這種培養(yǎng)模式導致的結果是：學生工程應用能力和創(chuàng)新能力不高，理論課程和實驗、實踐課程的設置與工程應用脫離，學生重理論、輕實踐，動手能力和解決實際問題的能力不強，創(chuàng)新能力更是無從談起。
　　2.教學模式單一，自主學習能力低下，難以調動學生學習的興趣：
　　長期以來我國高校教學目標、教學過程的設計都是圍繞教師進行的，在教學的過程中重點放在學生能否掌握教材的重點、難點上，重視的是如何教，而往往忽略了教學的中心在于如何學。在這種以“教”為中心的學習環(huán)境下，由于“學”圍繞教轉，課堂教學只是教師機械地完成預先設計的教案，學生成為觀看教師表演的觀眾，師生間缺乏溝通、互動，學習氛圍沉悶，學生成為被動接受知識的容器，使學生逐漸喪失了學習的自主性。傳統(tǒng)教學模式下多是采取滿堂灌、填鴨式的教學模式，在這樣的教學模式中，教師往往比較重視對知識內容的傳達，往往要學生關注知識內容的細節(jié)而不強調知識當中所蘊含的科學方法、科學思維、創(chuàng)新精神。這種傳統(tǒng)的注入式的方法具有教學效率高的優(yōu)點，能充分發(fā)揮教師的主導作用，但這種教學模式的直接后果是，學生處于被動學習的狀態(tài)，學生的積極型越來越差，自主學習和興趣常常被扼殺，更談不上創(chuàng)新能力了。經(jīng)常出現(xiàn)教師站在講臺上興致勃勃地講，下面學生昏昏欲睡的現(xiàn)象。課堂教學是教學體系中重要的一環(huán)，學生大部分專業(yè)知識和能力的積累來源于課堂教學，這種傳統(tǒng)的教學模式無論是對學生知識的傳授和能力的培養(yǎng)方面都出現(xiàn)了較大的問題。
　　3.眉毛胡子一把抓，忽視專業(yè)主干課，學生的專業(yè)素質下降：
　　由于特殊的國情，縱觀我國大多數(shù)本科生的教學計劃，特別是改革開放以來出現(xiàn)了一種普遍的現(xiàn)象：學生在本科4年間學習的科目有五六十門，與國外學生相比，除了多一二十個學分的外語課程之外，還有近10個學分的政治、法律、道德品質等科目的學習任務，各種素質教育又占10多個學分。并不是說英語、思想政治或素質教育課的學習可有可無，這些科目的設置有其客觀性，但這些課的開設必然要擠占學生的學習時間，因為學生4年學習的總學分數(shù)是固定的，因此很多高校培養(yǎng)方案中的專業(yè)課門數(shù)有一定程度的減少，專業(yè)課的學時也一再被減少。自動化專業(yè)更是這樣，原來七八十學時的自動控制理論現(xiàn)在基本上被減到五六十學時，實踐性非常強的自動控制系統(tǒng)也變成了只講理論的選修課程。又由于自動化專業(yè)本身是一門適應性強、應用面廣的工程技術學科，具有學科內涵豐富、外延寬廣、綜合交叉、容易造成課程多等特點。種種因素導致現(xiàn)行自動化專業(yè)培養(yǎng)方案特色不明顯，導致課程門門有，課時都均點，眉毛胡子一把抓，專業(yè)主干課淪為一般專業(yè)課，一般專業(yè)課淪為專業(yè)選修課。這種培養(yǎng)方案導致學生學得太雜，該學的沒有學透，至關重要的專業(yè)基礎理論學得不透，專業(yè)基礎不扎實，專業(yè)素質不高，實踐能力差等。
　　4.知識更新慢，教材建設不能與時俱進：
　　教材是教學內容的主要依據(jù)，自動化專業(yè)的多門核心課程雖經(jīng)過多次改版，但很多內容仍顯得陳舊，一些在現(xiàn)時已經(jīng)被淘汰的內容、方法仍然作為教學的內容；反之，一些新的、實用性強的內容卻沒有被包含在教學的內容當中，或者僅被一筆帶過。譬如，隨著計算機技術的發(fā)展，計算機控制已經(jīng)成為自動控制的核心方法，所以很多高校非常重視計算機控制技術課程的設置，但大部分學校的計算機控制課程還在以8086計算機為基礎進行教學，這種機型方法已經(jīng)完全退出了市場，代之而來的是各種嵌入式的微處理器技術，但很多高校對這種已經(jīng)被市場廣泛接受的各式微處理器的控制技術涉及得太少，出現(xiàn)很大的脫節(jié)現(xiàn)象。同樣，數(shù)字電子技術在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中的重要性人所共知，但很多高校的數(shù)字電子技術還在圍繞門電路和數(shù)字電路進行教學，完全無視電子技術飛速發(fā)展的現(xiàn)狀，實際上現(xiàn)實設計中的自動化控制系統(tǒng)很難再見到這些簡單的門電路了。當今的電子技術必須更多地學習各種新型大規(guī)模集成電路的具體應用，可惜這些新型大規(guī)模集成器件的應用很少出現(xiàn)在教科書中，這就導致當前的教學與現(xiàn)實脫節(jié)，怎能不出現(xiàn)學生畢業(yè)面對實際設計束手無策的現(xiàn)象呢？
一些新技術的出現(xiàn)也徹底改變了自動控制系統(tǒng)的構成，譬如說網(wǎng)絡技術的出現(xiàn)，當今的自控系統(tǒng)不再是孤島模式，而是整個工廠、整個企業(yè)乃至企業(yè)間的綜合自動化管理信息系統(tǒng)，所以，當前網(wǎng)絡技術在自動控制系統(tǒng)中的應用已經(jīng)相當普及。然而自動化專業(yè)現(xiàn)行的培養(yǎng)計劃中，工業(yè)控制網(wǎng)絡知識涉及很少，與之相關的課程體系不健全，已經(jīng)完全不能適應信息社會的發(fā)展需要。
二、自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革：
　　1.實施卓越工程師計劃，改革人才培養(yǎng)模式，提高學生的工程應用能力和創(chuàng)新能力
　　教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務。該計劃對促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質量具有十分重要的示范和引導作用。以實施卓越工程師為契機，探索聯(lián)合培養(yǎng)和工程教育新模式，探索以工程項目為驅動的工程教育新模式。自動化專業(yè)先后與許繼集團等國內電氣設備龍頭企業(yè)建立戰(zhàn)略合作協(xié)議，充分利用這些企業(yè)在行業(yè)的技術優(yōu)勢。校企雙方共同制訂專業(yè)培養(yǎng)計劃，企業(yè)利用自身的優(yōu)勢資源，作為學校的校企合作基地，接收學校的教師掛職鍛煉，安排學生參加工程項目的鍛煉，通過企業(yè)實習和訓練完成專業(yè)知識、技能的實訓、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)。從根本上改變大學生象牙塔式的傳統(tǒng)教育模式，注重教學過程的知行統(tǒng)一，更加注重學生工程應用能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，密切結合行業(yè)背景與企業(yè)需求，進一步完善校企緊密結合的應用型人才聯(lián)合培養(yǎng)模式。
　　2.課堂教學模式與考核模式聯(lián)動改革，提高學生自主學習的能力：
　　在自動化專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)教學模式上，倡導適應個別指導，因材施教，根據(jù)學生的學習態(tài)度、自學能力等情況進行有針對性的學法指導，實施分層教學，充分調動學生的學習積極性，讓學生掌握學習的金鑰匙，讓學生不僅僅是“學會”，更重要的是“愛學、會學、樂學”。鼓勵教師改變以往單純灌輸?shù)慕虒W模式，強調把教學的重心從怎么教轉到怎么學上，避免把學生的頭腦當容器，把知識生硬地“灌”或“填”進去的做法。讓學生成為參與者，老師和學生共同探討，共同交流，構建師生平等對話的關系，學生以平等、積極主動的身份出現(xiàn)在課堂教學的過程中，逐漸學會自主學習的方法。特別強調在傳授知識的基礎上更加突出素質和能力培養(yǎng)，選擇一些適合不同模式的課程進行改革試點：倡導啟發(fā)式、討論式、體驗式、實踐式、探究式、研究性等教學方法。為了避免教學改革虎頭蛇尾，在進行課堂教學改革的同時必須改革考試方法，形成互動，引導廣大學生改變過分注重知識學習、忽視能力培養(yǎng)的習慣，提倡研究式、設計式、問題式、開放式的考核方式。改變過去一張卷子、死記硬背的應付式的考核方式。課堂教學模式和考核模式的聯(lián)動改革使得教學改革能夠徹底得以貫徹執(zhí)行，激發(fā)了學生的學習興趣。參與教學改革的課程教學完全活了起來，學生學習的積極性、創(chuàng)造性被激發(fā)了出來，被動應付學習的局面得以改變，學習效果也明顯提高。
　　3.加大控制類課程群的改革力度，切實提高學生的專業(yè)素質：
　　為了培養(yǎng)自動化學生的專業(yè)素質，研究理論課程內在聯(lián)系，加大自動控制理論課程群的改革力度，建立自動化專業(yè)合理的控制理論系統(tǒng)的知識結構，組建由自動控制原理、計算機控制技術、過程控制組成的控制課程群。建立控制系統(tǒng)整體的觀念，打破各門課程各自為政的局面，避免這些課程之間的交叉重復內容，并且引入實際工程項目幫助學生真正體會自動控制系統(tǒng)的實質，打破這些課程孤立的局面，讓學生在計算機控制和過程控制中理解自動控制的原理，在理解自動控制原理的基礎上設計計算機控制和過程控制。在計算機控制系統(tǒng)課程教學中，讓學生自行選擇自己感興趣的微處理器，選擇典型工業(yè)控制參數(shù)進行目標設計，以任務驅動的模式進行課程學習。這種教學改革既讓學生真正了解了自動控制的本質，也讓學生以體驗式的實踐學習方法真正提高了自己的動手能力，又激發(fā)了一部分學生的創(chuàng)新潛能，學生的設計能力得到極大提高，起到了很好的學習效果。
　　4.更新知識內容，增加新型電子技術實踐課程群，密切教學與實際應用之間的聯(lián)系：
　　當今社會，隨著微電子技術的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了滿足自動控制系統(tǒng)設計的一大趨勢：以應用為主的各類新型大規(guī)模集成電。這種趨勢是為滿足嵌入式控制系統(tǒng)的需要，各式新型微機外圍大規(guī)模集成電路日新月異，可以說各行各業(yè)需要的各式芯片層出不窮，應有盡有，發(fā)展至極致。設計者所做的工作就是挑選現(xiàn)有的各式集成電路，搭建相應的自動控制系統(tǒng)，這已成了當今自動控制系統(tǒng)設計的一個常態(tài)。這種設計方法為現(xiàn)在的自動化專業(yè)提出了一個新的要求：學生必須學會各類集成電路的使用與接口，而不是把各類集成電路的原理搞得十分楚楚。傳統(tǒng)的電子技術教學恰恰相反，重在原理的理解，重在理論的把握，而對具體應用一筆帶過，所以傳統(tǒng)教學模式導致的后果是理論學得頭頭是道，見到實際的設計卻傻了眼。為了徹底改變這一尷尬的局面，適應社會發(fā)展的需要，我們對傳統(tǒng)的電子技術課程體系進行了全面的改革，建立以應用為目的的新型電子技術課程群：適當壓縮傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字電路的理論課時，理論學習以夠用為主，加大應用新型電路的實踐性課時。以實踐帶動理論理解，經(jīng)過大量各型新型大規(guī)模集成電路的實踐，讓學生邊實踐邊理解，這反倒加深了學生對理論知識的理解。新構建的電子技術課程群包括模擬電子電子技術基礎、數(shù)字電子技術基礎、微機外圍新器件應用、大規(guī)模集成電路及應用等。這種實踐教學模式改革充分重視實踐教學，把實踐能力培養(yǎng)看成與理論知識教育同等重要，從培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神著眼，更能激發(fā)學生的創(chuàng)造潛能。
　　5.增加網(wǎng)絡技術課程群，滿足信息化社會對自動化專業(yè)人才的需求：
　　工業(yè)時代的自控系統(tǒng)是自動化孤島模式，一個工段、一個車間或一個過程采用計算機控制系統(tǒng)，而信息時代的目標是建設整個工廠、整個企業(yè)乃至企業(yè)間的綜合自動化管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)能綜合應用自動化技術、信息技術、計算機及網(wǎng)絡技術、生產(chǎn)加工技術和現(xiàn)代管理科學，從生產(chǎn)過程的全局出發(fā)，通過對各種所需信息的集成，實現(xiàn)生產(chǎn)的過程控制、先進控制、在線優(yōu)化、生產(chǎn)調度、企業(yè)管理、經(jīng)營決策等功能，達到提高企業(yè)經(jīng)濟效益、適應能力和競爭能力的目的。隨著工業(yè)控制網(wǎng)的快速發(fā)展和關鍵技術的突破，使得工業(yè)自動化領域控制級以上的通信網(wǎng)絡正在統(tǒng)一到以太網(wǎng)，并正在向下逐漸延伸；在控制級，出現(xiàn)了現(xiàn)場總線也在讓位給工業(yè)以太網(wǎng)的局面。傳統(tǒng)自動化專業(yè)的培養(yǎng)方案把對網(wǎng)絡技術的學習當成是一種時髦，只是蜻蜓點水式地介紹一些因特網(wǎng)的知識，讓學生僅僅知道一些網(wǎng)絡的基本方法。實際上信息社會的迅速發(fā)展使得網(wǎng)絡技術不再僅僅是個擺設，而是控制系統(tǒng)不可分割的組成部分，現(xiàn)在的自動控制系統(tǒng)如果沒有網(wǎng)絡功能是難以被市場接受的。因此對工業(yè)控制網(wǎng)的系統(tǒng)掌握是當代自動化工程師的基本技能，為適應這一時代發(fā)展的要求，自動化專業(yè)必須構建系統(tǒng)的網(wǎng)絡技術課程群。適應工業(yè)信息化要求的自動化專業(yè)網(wǎng)絡技術課程群的構建遵循：以增強學生網(wǎng)絡技術知識為目的，以工業(yè)控制網(wǎng)絡實踐技術為要求，全面系統(tǒng)介紹因特網(wǎng)技術、工業(yè)控制網(wǎng)技術、現(xiàn)場總線技術等，學生可以任選一門現(xiàn)場總線工業(yè)控制網(wǎng)的學習為主攻方向，進行細致深入的學習和設計，達到會用的目的，切實把網(wǎng)絡技術當成是一種基本技能。

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