專業(yè)課程改革中提升學(xué)生創(chuàng)新能力的探討

摘要：自動化專業(yè)的學(xué)生要求有較強的實踐能力和創(chuàng)新能力。通過更新自動化的專業(yè)教學(xué)觀念與導(dǎo)向、優(yōu)化課程內(nèi)容與方法、調(diào)整授課模式與評價體系，同時組織學(xué)生有針對性地開展創(chuàng)新和實踐活動，加強學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和實踐能力培養(yǎng)，提高學(xué)生創(chuàng)新意識，有利于把學(xué)生培養(yǎng)成為滿足社會發(fā)展需求、具有創(chuàng)新意識和實踐能力的高素質(zhì)人才。

關(guān)鍵詞：自動化專業(yè)；創(chuàng)新能力；實踐活動

作者簡介：孫宇貞（1975-），女，山東煙臺人，上海電力學(xué)院自動化工程學(xué)院，副教授；黃偉（1966-），女，廣東廣州人，上海電力學(xué)院自動化工程學(xué)院，副教授。（上海#8194;200090）

基金項目：本文系上海電力學(xué)院重點教改項目“完善和改進專業(yè)課教學(xué)，提升學(xué)生綜合應(yīng)用能力”（項目編號：20121303）的研究成果。

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2014）14-0092-03

國家十二五規(guī)劃綱要指出應(yīng)深入實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略，需要提高教育現(xiàn)代化水平，增強自主創(chuàng)新能力，壯大創(chuàng)新人才隊伍。這就要求高校成為創(chuàng)新人才的搖籃，要求高校的教育注重對學(xué)生的創(chuàng)新能力、科研能力、研發(fā)能力的培養(yǎng)。因而大學(xué)課程不能只傳授知識，而應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生主動獲取知識、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，促使他們成長為國家需要的創(chuàng)新人才。[1]上海電力學(xué)院的自動化專業(yè)目標是將學(xué)生培養(yǎng)為以工程應(yīng)用為主，具有研究、開發(fā)和創(chuàng)新能力的自動控制工程技術(shù)人才。而其中三四年級的專業(yè)課程以及專業(yè)實踐活動是提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和科研能力的重要環(huán)節(jié)，如何進一步提高學(xué)生創(chuàng)新能力需要在專業(yè)課程的教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實踐環(huán)節(jié)等全方位優(yōu)化和完善，使專業(yè)課教學(xué)能適應(yīng)現(xiàn)代教育的新要求和新形勢，培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的專業(yè)人才。

一、更新專業(yè)課教學(xué)的觀念和方法

自動化專業(yè)的專業(yè)課程教學(xué)，側(cè)重于運用檢測技術(shù)、自動化儀表、計算機技術(shù)、控制技術(shù)來解決實際控制系統(tǒng)的設(shè)計、優(yōu)化和實施等問題，其內(nèi)容專業(yè)性強、實用性高，是學(xué)生今后從事自動化領(lǐng)域工作的主要專業(yè)基礎(chǔ)。在提倡創(chuàng)新教育的今天，首先需要更新教學(xué)的觀念和方法。

1.改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，貫穿“以學(xué)生為本”的理念

傳統(tǒng)的教學(xué)方法以老師講解理論，至多舉例證明，學(xué)生作為聆聽者和記錄者，僅僅是被動接收知識，自主的項目少，這種教學(xué)方式難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。應(yīng)確立學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，教師在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該作為引導(dǎo)者和指路人，把更多的主動權(quán)交到學(xué)生手里。教師在知識傳授的同時還應(yīng)加強學(xué)生的探索型學(xué)習(xí)，提高學(xué)生自我尋找問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。在教學(xué)過程中可以加大案例式、討論式、引導(dǎo)式、對比式等教學(xué)方法使用，鼓勵學(xué)生收集資料、展開辯論，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極與熱情。[2，3]

2.以社會需求為導(dǎo)向，合理配置教學(xué)內(nèi)容

自動化是技術(shù)更新非常迅速的專業(yè)，隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，自動化的理念也在不斷開拓、外延和創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)通信、智能控制使自動化專業(yè)的內(nèi)涵不斷豐富和更新。當今的自動化專業(yè)正朝著大規(guī)模、綜合化、多學(xué)科的方向發(fā)展。如何順應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的潮流，滿足社會對學(xué)生的需求，就要求學(xué)校與時俱進改進教學(xué)方法、合理配置教學(xué)內(nèi)容。在課程體系上，體現(xiàn)出“強弱電結(jié)合”，將儀表、計算機、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)相融合等特點。增強新技術(shù)和新知識的傳授，例如增加了“自動化新技術(shù)”課程，在該課程中不依賴于知識較為滯后的書本教材，要求學(xué)生大量利用期刊、網(wǎng)絡(luò)、雜志等材料，學(xué)習(xí)目前最新的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等知識。又如在傳統(tǒng)的“單片機設(shè)計與應(yīng)用”課程之外，可以讓學(xué)生選學(xué)以目前廣泛使用的ARM9系列嵌入式芯片作為主要對象的“嵌入式計算機系統(tǒng)”課程，該課程順應(yīng)了嵌入式系統(tǒng)目前發(fā)展的潮流技術(shù)，對學(xué)生今后步入社會有極大幫助作用。

3.明確行業(yè)特色，有針對性培養(yǎng)工程技術(shù)人才

自動化專業(yè)能夠面向包括工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制在內(nèi)的各行業(yè)、各部門的自動化，是一個寬口徑專業(yè)，同時上海電力學(xué)院是具有電力特色的專業(yè)院校，學(xué)生的就業(yè)方向多為電力、能源等行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員，因而上海電力學(xué)院（以下簡稱“我校”）自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標應(yīng)凸顯出電力行業(yè)的背景。相關(guān)專業(yè)選修課程的配置以及專業(yè)課程授課內(nèi)容的安排上應(yīng)具有電力行業(yè)特色。例如專業(yè)中設(shè)置了電站自動化和核電自動化兩個專業(yè)方向；同時在自動化專業(yè)的課程中也開設(shè)了“電廠控制系統(tǒng)”等行業(yè)特色課程；在自動控制原理、過程控制系統(tǒng)技術(shù)、檢測技術(shù)、自動化儀表技術(shù)、計算測控技術(shù)等所有的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的授課內(nèi)容中都應(yīng)輔以電力生產(chǎn)相關(guān)案例或以其為分析研究對象。突出本校的行業(yè)特色符合學(xué)?！傲⒆汶娏Α⒘⒆銘?yīng)用、立足一線“的辦學(xué)方針，也能更好為電力生產(chǎn)以及相關(guān)領(lǐng)域培養(yǎng)從事各類相關(guān)技術(shù)開發(fā)、管理、運行、維護的工程技術(shù)人才。

4.重視實踐環(huán)節(jié)，提高實踐教學(xué)質(zhì)量

傳統(tǒng)的教學(xué)模式重理論、輕實踐，但事實表明只有加強實踐類教學(xué)才能更好鞏固學(xué)生的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和科技創(chuàng)新能力。首先可以加大實踐類教學(xué)的比重，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。另外，提高綜合性、設(shè)計性實驗的比例，減少演示性和驗證性實驗的比重，尤其是在專業(yè)課程中的實驗。在實驗過程中要求學(xué)生能夠綜合掌握多門學(xué)科知識，并將其應(yīng)用于實際中。增加開放性實驗和實踐活動，將如PLC、過程控制、DCS、現(xiàn)場總線等專業(yè)實驗室配置為開放性實驗室，學(xué)生可以自主安排實驗時間和實驗內(nèi)容，讓學(xué)生專業(yè)課的實驗和實踐內(nèi)容除了規(guī)定實驗外還可以有自選或自行設(shè)計的實驗和實踐。這樣從內(nèi)容、比重到質(zhì)量上全方位提升實踐環(huán)節(jié)，能夠提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

二、優(yōu)化課程內(nèi)容和評價體系

1.整合專業(yè)課程內(nèi)容，構(gòu)建核心課程群

在我校自動化專業(yè)的專業(yè)課程建設(shè)中，確定自動控制原理、過程控制系統(tǒng)設(shè)計、計算機測控系統(tǒng)三門專業(yè)核心課程，并且以這三門課為中心，科學(xué)地將內(nèi)容相關(guān)的課程組織成課程群，根據(jù)群中課程的特點及銜接關(guān)系，重點實現(xiàn)課程間邏輯關(guān)系的優(yōu)化，進一步完善專業(yè)課程的內(nèi)容，加大對專業(yè)深度的拓展。[4]整合核心課程群內(nèi)各相關(guān)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)側(cè)重點，協(xié)調(diào)核心課程群之間的分工和關(guān)聯(lián)，避免教學(xué)內(nèi)容的簡單重復(fù)。設(shè)計富有針對性的、旨在提升學(xué)生綜合應(yīng)用能力的教學(xué)內(nèi)容。采用逐步深入的方法配合典型工程案例，使學(xué)生牢固掌握各門專業(yè)課的知識，并能應(yīng)用于實際工程中。

同時在課程內(nèi)容安排和教學(xué)大綱設(shè)置中還需體現(xiàn)學(xué)科前沿技術(shù)，使理論與工程內(nèi)容相結(jié)合。鼓勵教師在課堂的教學(xué)內(nèi)容中，以實際科研項目為例，并把科研成果帶入課堂講解。引入學(xué)科前沿技術(shù)成果，可以激發(fā)學(xué)生的科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。[5]

2.將理論教學(xué)和工程實際緊密結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量

在理論教學(xué)中應(yīng)與工程實際緊密結(jié)合，可以采用案例教學(xué)的形式，將自動化專業(yè)的基本原理與實際應(yīng)用對象聯(lián)系起來，強化學(xué)生的工程意識和系統(tǒng)意識。[6]通過理論與工程實際的案例結(jié)合可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力，增強解決生產(chǎn)一線問題的能力，更好培育有良好科研創(chuàng)新能力的技術(shù)人才。[7]

3.加強實驗和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生應(yīng)用能力

應(yīng)當在實驗和實踐教學(xué)中完善教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法，增加考核權(quán)重，以促進高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。實驗和實踐教學(xué)是高等教育的重要組成部分，對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和技術(shù)應(yīng)用能力上具有無可替代的作用。因而應(yīng)加大專業(yè)課程中實驗和實踐環(huán)節(jié)的課時數(shù)，突出實驗和實踐對于培養(yǎng)現(xiàn)代創(chuàng)新型科技應(yīng)用人才的重要性。其次，應(yīng)完善實驗和實踐環(huán)節(jié)的考核方式，加大實驗環(huán)節(jié)在整門課程中的考核權(quán)重。實驗考核不僅依據(jù)實驗報告，還應(yīng)貫穿于整個實驗教學(xué)過程，包括學(xué)生的實驗準備、設(shè)計、實驗表現(xiàn)、操作能力、實驗過程中問題的處理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法等都應(yīng)作為實驗和實踐環(huán)節(jié)考核的依據(jù)。這種考核方式以能力評價為主，能夠更好發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。通過增加實驗環(huán)節(jié)的考核要求并加大實驗環(huán)節(jié)在課程學(xué)習(xí)中的考核權(quán)重，可讓學(xué)生更加重視實驗，也更容易在實驗中獲取實用技能。

此外還需改革實驗內(nèi)容。減少驗證性和演示性實驗，增加設(shè)計性和綜合性實驗，讓學(xué)生通過實驗融會貫通所學(xué)專業(yè)知識，并且自主設(shè)計實驗方案和研究實驗方法，從實驗準備、設(shè)備選型到數(shù)據(jù)收集和整理以及最終的實驗分析均由學(xué)生自主完成。

開放專業(yè)實驗室，利用網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化手段，使學(xué)生隨時可以了解實驗室信息，遠程進行諸如實驗方案設(shè)計、實驗設(shè)備選型、實驗準備等工作，提高實驗教學(xué)效果。

4.改革理論課程考核評價方式

一般大學(xué)教學(xué)中理論課程采取單一卷面考核形式。為了應(yīng)付考試，很多學(xué)生并不是真正理解和掌握教學(xué)知識，而采用機械枯燥的記憶方法進行知識累積。這樣的考試方式難以準確評價學(xué)生的實際學(xué)習(xí)狀況和水平，也難以引導(dǎo)學(xué)生將知識點應(yīng)用于實際。可以運用多樣化的考核方式評價課程學(xué)業(yè)狀況，進而激勵學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率。

多樣化的課程考核形式包括加強平時的考核、學(xué)習(xí)過程中的評價，加大最終考核成績中的平時表現(xiàn)、實驗技能、論文報告所占權(quán)重。其中平時成績注重考查學(xué)生全學(xué)期的學(xué)習(xí)狀況，包括課堂提問、分組討論、匯報發(fā)言、作業(yè)完成等情況。實驗技能主要包括實驗預(yù)習(xí)、操作、報告總結(jié)，以及在實驗過程中解決實際問題的能力。論文報告要求學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中自己獨立或以小組形式撰寫小報告或論文。通過撰寫論文報告，學(xué)生能夠加強資料文獻查找能力，掌握最新知識技能，并擁有自我知識更新能力。

三、采用校企結(jié)合的方法，整體提升師生素質(zhì)

1.提高教師素質(zhì)，培養(yǎng)理論與工程兼顧的高水平教師

教師作為學(xué)校教育的主要實施者，自身的能力和素質(zhì)直接影響著教學(xué)工作的質(zhì)量和培養(yǎng)的學(xué)生能力。因而提高教師的理論、科研、工程能力，讓教師成為在教學(xué)上既能夠獨當一面，又有工程能力和經(jīng)驗的“雙師型”人才，是完成創(chuàng)新型大學(xué)教育培養(yǎng)目標的重要基石。

上海電力學(xué)院為了提升教師的學(xué)術(shù)、技術(shù)和實踐能力，并考慮到學(xué)校的電力方向行業(yè)特色，要求新進教師必須進行電力基礎(chǔ)知識培訓(xùn)、電力仿真實驗培訓(xùn)、繼教中心各類專項培訓(xùn)，并制訂為期一年的的產(chǎn)學(xué)研踐習(xí)計劃，進入電力相關(guān)企業(yè)單位進行脫產(chǎn)或半脫產(chǎn)的產(chǎn)學(xué)研踐習(xí)。通過“雙師型”培養(yǎng)方案，培養(yǎng)一批教學(xué)水平高、科研能力強，同時又具備突出的實踐能力、動手能力和“產(chǎn)學(xué)研”合作能力的“雙師型”人才。同時自動化專業(yè)還與國際相關(guān)知名企業(yè)聯(lián)合建立先進技術(shù)實驗室（如Emerson、Schneider Electric、Phoenix Contact等）讓教師獲得最直接、最前沿的技術(shù)支持，從而有效地培養(yǎng)師資隊伍。先進的實驗室也為學(xué)生提供了一個接觸、學(xué)習(xí)新技術(shù)的環(huán)境。

2.聘請企業(yè)專家為學(xué)生授課，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

我校自動化專業(yè)在如“過程控制系統(tǒng)設(shè)計”、“自動化新技術(shù)”等專業(yè)課程中，聘請有豐富經(jīng)驗的企業(yè)專家走入課堂，為大學(xué)生授課，使學(xué)生了解了專業(yè)課程在實際中應(yīng)用的領(lǐng)域和場合，提高了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣和熱情。同時專家提供的一個個生動直觀的真實工程案例，也讓學(xué)生進一步掌握了理論聯(lián)系實際的技巧，提高了實際工程應(yīng)用能力。

四、將創(chuàng)新和學(xué)科競賽實踐活動融入專業(yè)課程體系中

我校鼓勵學(xué)生主持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和參與學(xué)科競賽，并將其納入第二課堂體系。同時，一些具體的項目還能夠?qū)I(yè)課程、創(chuàng)新項目、學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計等打通，在創(chuàng)新項目中將所學(xué)專業(yè)課程應(yīng)用其中，獲得進展和成績后應(yīng)用于學(xué)科競賽中，再利用畢業(yè)設(shè)計平臺進一步深入探索和研究。通過項目的一體化運作，可以讓學(xué)生對于專業(yè)知識有深入的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神和科研能力。

通過鼓勵學(xué)生參加各級各類的創(chuàng)新學(xué)科競賽活動，可以進一步激發(fā)學(xué)生探索精神、創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識，鍛煉并增強學(xué)生科技創(chuàng)新能力、應(yīng)用專業(yè)知識解決實際問題的能力和科研能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。我校的自動化專業(yè)，在全國大學(xué)生“飛思卡爾”智能車模大賽、中國機器人大賽、西門子工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽、電子設(shè)計大賽等多項賽事中均獲得一、二等獎。同時筆者還建有“飛思卡爾智能車?！眲?chuàng)新應(yīng)用實踐基地，組建多支學(xué)生創(chuàng)新團隊，探索出一套學(xué)生自主管理、以老帶新的學(xué)生創(chuàng)新實踐培養(yǎng)模式，對大學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、將所學(xué)知識應(yīng)用于實際、提高創(chuàng)新能力大有幫助。

五、結(jié)語

培養(yǎng)具有應(yīng)用能力的創(chuàng)新型人才是我國現(xiàn)在高等教育的目標。筆者認為，我校自動化專業(yè)在教學(xué)與實踐中應(yīng)貫穿以學(xué)生為本的理念，以社會需求為導(dǎo)向，結(jié)合本校的電力行業(yè)特色不斷更新教學(xué)觀念和方法。通過核心課程群的構(gòu)建，整合專業(yè)課內(nèi)容，堅持理論與工程實際緊密結(jié)合的方法，提高實驗和實踐環(huán)節(jié)的課時和權(quán)重，采用全學(xué)期全方位的考核評價體系。并通過聘請有經(jīng)驗的企業(yè)專家進入課堂授課，鼓勵教師參加科研和工程項目，將其帶入教學(xué)中，激勵學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和學(xué)科競賽，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生能直接將所學(xué)知識應(yīng)用于實際，更好地培養(yǎng)出有實際應(yīng)用能力的現(xiàn)代化創(chuàng)新型人才。

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（責(zé)任編輯：王意琴）