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

關(guān)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(jié)合自動化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，分析了當(dāng)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(jìn)行改革，實施卓越工程師計劃，著重培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力；改革教學(xué)模式，引入先進(jìn)教學(xué)方法，以考試改革為抓手，著重提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)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(xué)生關(guān)于控制方面的專業(yè)素質(zhì)，增加網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群和新型電子技術(shù)課程群，以適應(yīng)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(yīng)用能力、創(chuàng)新能力弱：
　　在我國，重學(xué)輕術(shù)的傳統(tǒng)文化根深蒂固，所以我國的教育片面強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)的特征，重視書本知識的傳授與學(xué)習(xí)。高校人才培養(yǎng)模式是在計劃經(jīng)濟(jì)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(jì)模式的專業(yè)建設(shè)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(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，知識經(jīng)濟(jì)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(dāng)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(dǎo)致的結(jié)果是：學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力不高，理論課程和實驗、實踐課程的設(shè)置與工程應(yīng)用脫離，學(xué)生重理論、輕實踐，動手能力和解決實際問題的能力不強(qiáng)，創(chuàng)新能力更是無從談起。
　　2.教學(xué)模式單一，自主學(xué)習(xí)能力低下，難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣：
　　長期以來我國高校教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程的設(shè)計都是圍繞教師進(jìn)行的，在教學(xué)的過程中重點放在學(xué)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(xué)的中心在于如何學(xué)。在這種以“教”為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境下，由于“學(xué)”圍繞教轉(zhuǎn)，課堂教學(xué)只是教師機(jī)械地完成預(yù)先設(shè)計的教案，學(xué)生成為觀看教師表演的觀眾，師生間缺乏溝通、互動，學(xué)習(xí)氛圍沉悶，學(xué)生成為被動接受知識的容器，使學(xué)生逐漸喪失了學(xué)習(xí)的自主性。傳統(tǒng)教學(xué)模式下多是采取滿堂灌、填鴨式的教學(xué)模式，在這樣的教學(xué)模式中，教師往往比較重視對知識內(nèi)容的傳達(dá)，往往要學(xué)生關(guān)注知識內(nèi)容的細(xì)節(jié)而不強(qiáng)調(diào)知識當(dāng)中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法、科學(xué)思維、創(chuàng)新精神。這種傳統(tǒng)的注入式的方法具有教學(xué)效率高的優(yōu)點，能充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，但這種教學(xué)模式的直接后果是，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，學(xué)生的積極型越來越差，自主學(xué)習(xí)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(xué)生昏昏欲睡的現(xiàn)象。課堂教學(xué)是教學(xué)體系中重要的一環(huán)，學(xué)生大部分專業(yè)知識和能力的積累來源于課堂教學(xué)，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式無論是對學(xué)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(xué)生的專業(yè)素質(zhì)下降：
　　由于特殊的國情，縱觀我國大多數(shù)本科生的教學(xué)計劃，特別是改革開放以來出現(xiàn)了一種普遍的現(xiàn)象：學(xué)生在本科4年間學(xué)習(xí)的科目有五六十門，與國外學(xué)生相比，除了多一二十個學(xué)分的外語課程之外，還有近10個學(xué)分的政治、法律、道德品質(zhì)等科目的學(xué)習(xí)任務(wù)，各種素質(zhì)教育又占10多個學(xué)分。并不是說英語、思想政治或素質(zhì)教育課的學(xué)習(xí)可有可無，這些科目的設(shè)置有其客觀性，但這些課的開設(shè)必然要擠占學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，因為學(xué)生4年學(xué)習(xí)的總學(xué)分?jǐn)?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(xué)時也一再被減少。自動化專業(yè)更是這樣，原來七八十學(xué)時的自動控制理論現(xiàn)在基本上被減到五六十學(xué)時，實踐性非常強(qiáng)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(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用面廣的工程技術(shù)學(xué)科，具有學(xué)科內(nèi)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(dǎo)致現(xiàn)行自動化專業(yè)培養(yǎng)方案特色不明顯，導(dǎo)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(dǎo)致學(xué)生學(xué)得太雜，該學(xué)的沒有學(xué)透，至關(guān)重要的專業(yè)基礎(chǔ)理論學(xué)得不透，專業(yè)基礎(chǔ)不扎實，專業(yè)素質(zhì)不高，實踐能力差等。
　　4.知識更新慢，教材建設(shè)不能與時俱進(jìn)：
　　教材是教學(xué)內(nèi)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(nèi)容仍顯得陳舊，一些在現(xiàn)時已經(jīng)被淘汰的內(nèi)容、方法仍然作為教學(xué)的內(nèi)容；反之，一些新的、實用性強(qiáng)的內(nèi)容卻沒有被包含在教學(xué)的內(nèi)容當(dāng)中，或者僅被一筆帶過。譬如，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)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(jī)控制技術(shù)課程的設(shè)置，但大部分學(xué)校的計算機(jī)控制課程還在以8086計算機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)，這種機(jī)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(shù)，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(shù)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(shù)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(shù)還在圍繞門電路和數(shù)字電路進(jìn)行教學(xué)，完全無視電子技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)狀，實際上現(xiàn)實設(shè)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(dāng)今的電子技術(shù)必須更多地學(xué)習(xí)各種新型大規(guī)模集成電路的具體應(yīng)用，可惜這些新型大規(guī)模集成器件的應(yīng)用很少出現(xiàn)在教科書中，這就導(dǎo)致當(dāng)前的教學(xué)與現(xiàn)實脫節(jié)，怎能不出現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)面對實際設(shè)計束手無策的現(xiàn)象呢？
一些新技術(shù)的出現(xiàn)也徹底改變了自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成，譬如說網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，當(dāng)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(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)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(luò)知識涉及很少，與之相關(guān)的課程體系不健全，已經(jīng)完全不能適應(yīng)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(xué)生的工程應(yīng)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(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)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(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)。該計劃對促進(jìn)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(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。以實施卓越工程師為契機(jī)，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(qū)動的工程教育新模式。自動化專業(yè)先后與許繼集團(tuán)等國內(nèi)電氣設(shè)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(shù)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(xué)校的校企合作基地，接收學(xué)校的教師掛職鍛煉，安排學(xué)生參加工程項目的鍛煉，通過企業(yè)實習(xí)和訓(xùn)練完成專業(yè)知識、技能的實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)。從根本上改變大學(xué)生象牙塔式的傳統(tǒng)教育模式，注重教學(xué)過程的知行統(tǒng)一，更加注重學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，密切結(jié)合行業(yè)背景與企業(yè)需求，進(jìn)一步完善校企緊密結(jié)合的應(yīng)用型人才聯(lián)合培養(yǎng)模式。
　　2.課堂教學(xué)模式與考核模式聯(lián)動改革，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力：
　　在自動化專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)教學(xué)模式上，倡導(dǎo)適應(yīng)個別指導(dǎo)，因材施教，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、自學(xué)能力等情況進(jìn)行有針對性的學(xué)法指導(dǎo)，實施分層教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的金鑰匙，讓學(xué)生不僅僅是“學(xué)會”，更重要的是“愛學(xué)、會學(xué)、樂學(xué)”。鼓勵教師改變以往單純灌輸?shù)慕虒W(xué)模式，強(qiáng)調(diào)把教學(xué)的重心從怎么教轉(zhuǎn)到怎么學(xué)上，避免把學(xué)生的頭腦當(dāng)容器，把知識生硬地“灌”或“填”進(jìn)去的做法。讓學(xué)生成為參與者，老師和學(xué)生共同探討，共同交流，構(gòu)建師生平等對話的關(guān)系，學(xué)生以平等、積極主動的身份出現(xiàn)在課堂教學(xué)的過程中，逐漸學(xué)會自主學(xué)習(xí)的方法。特別強(qiáng)調(diào)在傳授知識的基礎(chǔ)上更加突出素質(zhì)和能力培養(yǎng)，選擇一些適合不同模式的課程進(jìn)行改革試點：倡導(dǎo)啟發(fā)式、討論式、體驗式、實踐式、探究式、研究性等教學(xué)方法。為了避免教學(xué)改革虎頭蛇尾，在進(jìn)行課堂教學(xué)改革的同時必須改革考試方法，形成互動，引導(dǎo)廣大學(xué)生改變過分注重知識學(xué)習(xí)、忽視能力培養(yǎng)的習(xí)慣，提倡研究式、設(shè)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(yīng)付式的考核方式。課堂教學(xué)模式和考核模式的聯(lián)動改革使得教學(xué)改革能夠徹底得以貫徹執(zhí)行，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。參與教學(xué)改革的課程教學(xué)完全活了起來，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)造性被激發(fā)了出來，被動應(yīng)付學(xué)習(xí)的局面得以改變，學(xué)習(xí)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(xué)生的專業(yè)素質(zhì)：
　　為了培養(yǎng)自動化學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，研究理論課程內(nèi)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(jié)構(gòu)，組建由自動控制原理、計算機(jī)控制技術(shù)、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(fù)內(nèi)容，并且引入實際工程項目幫助學(xué)生真正體會自動控制系統(tǒng)的實質(zhì)，打破這些課程孤立的局面，讓學(xué)生在計算機(jī)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(chǔ)上設(shè)計計算機(jī)控制和過程控制。在計算機(jī)控制系統(tǒng)課程教學(xué)中，讓學(xué)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(jìn)行目標(biāo)設(shè)計，以任務(wù)驅(qū)動的模式進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。這種教學(xué)改革既讓學(xué)生真正了解了自動控制的本質(zhì)，也讓學(xué)生以體驗式的實踐學(xué)習(xí)方法真正提高了自己的動手能力，又激發(fā)了一部分學(xué)生的創(chuàng)新潛能，學(xué)生的設(shè)計能力得到極大提高，起到了很好的學(xué)習(xí)效果。
　　4.更新知識內(nèi)容，增加新型電子技術(shù)實踐課程群，密切教學(xué)與實際應(yīng)用之間的聯(lián)系：
　　當(dāng)今社會，隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了滿足自動控制系統(tǒng)設(shè)計的一大趨勢：以應(yīng)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(jī)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(yīng)有盡有，發(fā)展至極致。設(shè)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(yīng)的自動控制系統(tǒng)，這已成了當(dāng)今自動控制系統(tǒng)設(shè)計的一個常態(tài)。這種設(shè)計方法為現(xiàn)在的自動化專業(yè)提出了一個新的要求：學(xué)生必須學(xué)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(shù)教學(xué)恰恰相反，重在原理的理解，重在理論的把握，而對具體應(yīng)用一筆帶過，所以傳統(tǒng)教學(xué)模式導(dǎo)致的后果是理論學(xué)得頭頭是道，見到實際的設(shè)計卻傻了眼。為了徹底改變這一尷尬的局面，適應(yīng)社會發(fā)展的需要，我們對傳統(tǒng)的電子技術(shù)課程體系進(jìn)行了全面的改革，建立以應(yīng)用為目的的新型電子技術(shù)課程群：適當(dāng)壓縮傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字電路的理論課時，理論學(xué)習(xí)以夠用為主，加大應(yīng)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(xué)生邊實踐邊理解，這反倒加深了學(xué)生對理論知識的理解。新構(gòu)建的電子技術(shù)課程群包括模擬電子電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機(jī)外圍新器件應(yīng)用、大規(guī)模集成電路及應(yīng)用等。這種實踐教學(xué)模式改革充分重視實踐教學(xué)，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(xué)生的創(chuàng)新精神著眼，更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能。
　　5.增加網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(jī)控制系統(tǒng)，而信息時代的目標(biāo)是建設(shè)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(yīng)用自動化技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、生產(chǎn)加工技術(shù)和現(xiàn)代管理科學(xué)，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(jìn)控制、在線優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、企業(yè)管理、經(jīng)營決策等功能，達(dá)到提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、適應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)的突破，使得工業(yè)自動化領(lǐng)域控制級以上的通信網(wǎng)絡(luò)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(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)當(dāng)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(xué)生僅僅知道一些網(wǎng)絡(luò)的基本方法。實際上信息社會的迅速發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不再僅僅是個擺設(shè)，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(luò)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(dāng)代自動化工程師的基本技能，為適應(yīng)這一時代發(fā)展的要求，自動化專業(yè)必須構(gòu)建系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群。適應(yīng)工業(yè)信息化要求的自動化專業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程群的構(gòu)建遵循：以增強(qiáng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識為目的，以工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實踐技術(shù)為要求，全面系統(tǒng)介紹因特網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)控制網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等，學(xué)生可以任選一門現(xiàn)場總線工業(yè)控制網(wǎng)的學(xué)習(xí)為主攻方向，進(jìn)行細(xì)致深入的學(xué)習(xí)和設(shè)計，達(dá)到會用的目的，切實把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)成是一種基本技能。

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