自動化專業(yè)大類系列課程建設的探索

王 雪， 蘇玉剛， 楊 欣， 李 楠， 葉兆虹

(重慶大學 自動化學院, 重慶 400044)

自動化專業(yè)大類系列課程建設的探索

王 雪， 蘇玉剛， 楊 欣， 李 楠， 葉兆虹

(重慶大學 自動化學院, 重慶 400044)

自動化專業(yè)大類系列課程建設是對該專業(yè)課程體系的整體建設。本文對自動化專業(yè)大類課程的課程體系、實驗體系、實踐教學等方面做了詳細的闡述。大類系列課程的建設，將保證本科課程體系結構的相對穩(wěn)定，為培養(yǎng)方案的制定和各類人才的培養(yǎng)提供了保障。

大類課程； 自動化； 平臺課程體系

大類系列課程是對課程體系的整體建設。課程體系建設分為橫向系列課程、縱向系列課程。課程屬性分為公共基礎、學科平臺、專業(yè)核心和素質(zhì)教育等。大類系列課程建設是在各專業(yè)培養(yǎng)方案的基礎上，在調(diào)研國際國內(nèi)同類專業(yè)培養(yǎng)方案、同類課程(或者課程體系)，以及課程教學內(nèi)容與方法的基礎上，科學、系統(tǒng)地進行建設。

自動化專業(yè)大類系列課程的建設，為培養(yǎng)“寬厚、復合、開放、創(chuàng)新”特征的自動化科學技術研究與應用型人才提供保障。本文就自動化專業(yè)大類系列課程建設的意義和內(nèi)容，詳述如下。

1 大類系列課程建設的意義

過去自動化專業(yè)的課程體系過度注重基礎課和專業(yè)課，而忽視了學生興趣愛好、個性特長方面的課程。教學內(nèi)容往往過分依賴于教材,著重強調(diào)基礎知識、基礎理論傳授。對于科學技術的發(fā)展前沿,教材往往相對滯后。對學生往往采取“填鴨”式的教學,學生只注意死記硬背,忙于應付考試,培養(yǎng)出來的學生高分低能,缺少靈活性,缺少創(chuàng)新精神。

隨著科技飛速發(fā)展、科學前沿的重大突破、重大原創(chuàng)性科研成果的產(chǎn)生以及現(xiàn)代高科技術的應用促進了傳統(tǒng)學科間的交叉滲透。自動化專業(yè)逐步成為一個理、工、文、管多學科交叉滲透的寬口徑專業(yè)，具有學科跨度大、科技含量高、知識構成多元化的特點。自動化專業(yè)大類課程的建設，成為一個新課題。

2 自動化專業(yè)大類系列課程體系

自動化專業(yè)大類系列課程體系包括基礎課程、主干課程和方向系列課程三大塊。

2.1 基礎課程

基礎課程分類兩類：

(1)通識教育課程包括自然科學基礎知識、人文社科基礎知識、文體藝術修養(yǎng)知識、應用科學技術知識與基本技能等。為了改變過去教學內(nèi)容偏窄、知識結構單一的格局。這類基礎課程主要培養(yǎng)學生對時代和社會發(fā)展規(guī)律的正確認識,提高學生的道德情操,樹立正確的人生觀、價值觀和發(fā)展觀,培養(yǎng)學生的經(jīng)濟意識與政治意識;提高學生的科學文化素養(yǎng),以促進學生的全面發(fā)展。

(2)專業(yè)基礎課程是針對學生在深入學習本專業(yè)課程之前應該具備的基本概念和基本理論的學習。主要課程有“電路原理”、“模擬電子技術”、“數(shù)字電子技術”等。有了對基本概念的認知和背景知識的了解，接下來會進入到正式的專業(yè)知識的學習階段。

2.2 專業(yè)主干課程

專業(yè)主干課程有“新生研討課”，“計算機硬件技術”、“自動控制原理”、“過程控制系統(tǒng)”、“運動控制系統(tǒng)”和“先進控制系統(tǒng)”等。

(1)“新生研討課”主要是由知名教授專門為大一新生開設的小班專題討論課程。在研討課上，重點在于啟發(fā)學生提出問題并發(fā)現(xiàn)問題，特別鼓勵學生提出挑戰(zhàn)性問題。研討課是以學生為中心的，研討課上教師采用多種學習方法，教學內(nèi)容是在教學過程中一步步展開的。教師不斷啟發(fā)學生提問，對問題的回答是開放的，沒有唯一的答案。教師提問是為了引導學生自己解決問題，研討課培育的是一種質(zhì)疑、開放的學習精神，一種智慧、創(chuàng)新的意識。在研討課上，通過師生和生生之間的探討，讓學生們明白，對新知識的開放心態(tài)是最重要的。

(2)“計算機硬件技術基礎”和“自動控制原理”是面向各專業(yè)的橫向性大類課程，也是市級精品課程。由于各個專業(yè)的具體需求和情況不同，分為I、II、III類系列課程，在基本要求不變的基礎上，我們對教學內(nèi)容進行了調(diào)整，以適合不同專業(yè)的要求。建立了一套可以滿足各專業(yè)需要的教學大綱，針對學生理論與實際結合薄弱的問題，提出了基于問題驅(qū)動的教學方式，建立了一個集成化的實驗平臺，出版了具有一定特色的教材，并建立了一套適合課程要求的教師培養(yǎng)機制和教學團隊，因此與國內(nèi)外同類課程相比，本課程具有顯著的特色。3年來已有40余人次的本科學生在全國各類科技創(chuàng)新競賽中取得優(yōu)異的成績，在人才培養(yǎng)模式上初步走出了一條創(chuàng)新的道路。

(3)“過程控制系統(tǒng)”、“運動控制系統(tǒng)”和“先進控制系統(tǒng)”，是我們正在打造的大類基礎系列課程，屬于縱向大類課程。三門課程的重點都在控制上，但控制的對象和范圍不同。學生在學習的時候按照一定的順序進行學習，課程在理論的難度上也是逐層遞進的。每門課程都在教學內(nèi)容、教學手段與方法、教學評價機制、主要創(chuàng)新點及今后的發(fā)展規(guī)劃上進行了改進。讓學生更全面、系統(tǒng)的了解本專業(yè)的精華所在。

2.3 方向系列課程

根據(jù)學生的興趣、專長、發(fā)展方向和社會需求,基于專業(yè)知識和文化修養(yǎng)并重的原則,對專業(yè)課程學時進行縮減,課程內(nèi)容進行精煉,開設具有專業(yè)方向特色的選修課程，突出應用廣、水平高、效果好的特點。方向系列課程有：“控制理論及其應用”，“檢測技術及其自動化”，“綜合自動化系統(tǒng)集成”等。學生可以選擇的課程有“可編程控制器”、“交通智能導論”、“自適應與控制”、“信息融合與控制”、“信號分析與處理”、“系統(tǒng)工程導論”和“工廠電氣技術”等。

3 大類系列課程的實驗教學體系

我們在理論課程體系建設的同時對相應的實驗教學也做出了調(diào)整。

3.1 多元化定位

高校實驗室基本分為基礎教學實驗室、專業(yè)教學實驗室和科研重點實驗室，服務于不同年級和課程的實驗教學任務，實驗室的規(guī)模、儀器設備套數(shù)和功能、作用都不一樣。我們采用多元化的實驗室開放教學定位思路，根據(jù)每類實驗室承擔的教學任務、已有的實驗室條件和實驗課程的具體要求，定位不同實驗室的實驗教學內(nèi)容和形式，達到實驗室教學的最佳效果。

3.2 層次化實驗內(nèi)容

實驗教學內(nèi)容設置要具備循序漸進、層次分明的特點。我們根據(jù)課程內(nèi)容的先后順序及相互間的銜接關系來劃分實驗課程、確定實驗內(nèi)容。實驗教學以學生為主體，教師為引導的思路進行，教師只需給予學生少量提示，鼓勵學生主動挑戰(zhàn)、自主研究、大膽創(chuàng)新，充分發(fā)揮每一位學生的潛能。每次實驗結束前可安排一到兩名學生將本次實驗方案原理、實驗結果做成演示文檔向其他學生進行講解，并提出實驗中存在的問題，共同探討。這種角色的轉變，可以提高學生的語言表達及綜合思維能力。

例如“計算機硬件技術基礎”實驗，實驗分為軟件編程和硬件操作兩部分。前一部分是對編程語言的上機環(huán)境和編程習慣的熟悉，而后一部分是對具體的芯片的綜合運用。此外，我們還設置題目讓學生根據(jù)理論知識自行設計，煅煉了學生的創(chuàng)新能力和思考能力?！白詣涌刂圃怼睂嶒炨槍ψ詣涌刂评碚撝械睦碚撝R點先進行驗證性實驗，通過對理論的驗證加以實際的例子進行綜合性設計，最后根據(jù)師教提出的題目進行設計性實驗。形成了實驗的內(nèi)容逐層遞進，有助于學生對課上知識的回顧、更新、完善和鞏固。

3.3 考核形式

合理的考核方式，可以考查學生知識和能力的不同方面，對學生起著重要的引導作用，同時也是對教學效果的信息反饋，可以促進教學工作的改善。根據(jù)實驗課程的內(nèi)容可以有開卷、閉卷、筆試、實際操作考試、實際制作、課題研究、撰寫論文及其組合等多種考核形式?？己藘?nèi)容絕不能僅僅根據(jù)最后的實驗報告或結果來簡單判斷，可以嘗試全程式的實驗考核方式，分為實驗前、實驗中、實驗后的綜合考核?！霸谟嬎銠C硬件技術基礎”和“自動控制原理”課程中，已經(jīng)實施了這樣的考核方式。每次實驗前，學生要對本次實驗進行預習，了解實驗內(nèi)容和要考察的知識點，教師進行抽查；實驗時，通過實際操作及實驗結果進行考評；實驗結束后，學生撰寫實驗報告。在所有實驗學時結束后，提供多道綜合性測試題目，學生抽簽決定實驗考試題目。把所得各項成績進行整理，作為這門課程的最終實驗成績。實驗考核方式的改革大大地提高了學生動手和動腦的積極性，使之不再停留在只撰寫實驗報告就能完成任務的狀態(tài)。

4 構建自動化專業(yè)實踐教學基地模式

建立適合學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐教學“雙循環(huán)”支持模型。形成一個具有理論支撐的定型的實踐教學體系，即構筑由信息支持、服務支持、智力支持、操作支持、轉化支持構成的定型的實踐教學“場域”。緊密結合市場對專業(yè)人才的需求，更新面向自動化領域的知識體系，突出創(chuàng)新性和工程化培養(yǎng)的實踐教學方法，培養(yǎng)在領域的某一方向具有獨立從事工程設計與運行、分析與集成、研究與開發(fā)、管理與決策等能力，通過研究考察、篩選尋找合適的企業(yè)來搭建校企合作平臺，真正提高與落實學生的工程能力。

4.1 生產(chǎn)實習

生產(chǎn)實習是自動化專業(yè)學生綜合性工程實踐的重要環(huán)節(jié)，是當前相對薄弱的一個環(huán)節(jié)。如何進行有效的生產(chǎn)實習是一個需要深入研究、探索和建設的問題。我們認為：應以生產(chǎn)實習的實際效果為目標，并充分考慮我國企業(yè)的實際情況，探索集中實習與分散實習等多種模式，建立穩(wěn)固的校外、校內(nèi)實習基地。此外，堅持產(chǎn)、學、研結合，利用高水平科研院所及大型企業(yè)，探索建立穩(wěn)定的校外畢業(yè)設計基地，尤其對于生師比大的自動化專業(yè)，對提高畢業(yè)設計質(zhì)量具有現(xiàn)實的意義。

4.2 畢業(yè)設計

對于工程技術類學生應當要為他們準備理論性較強、難度較大的課題，以提高學生運用基礎理論知識的能力。我們可以讓學生參加一些科研工作充分發(fā)揮他們的主觀能動性。在實驗室中較多時間同教師和研究生一起工作，以便加強學生對于科研工作的認識和訓練。應鼓勵學生在畢業(yè)設計過程中從事新方法、新技術和新思路的研究，并及時將研究成果整理成科技文章，給科技期刊或?qū)W術會議投稿，以鍛煉學生總結成果和撰寫科技論文的能力。允許學生進行校外畢業(yè)設計，可以根據(jù)自己的方向或特長，選擇適合自己的、結合本專業(yè)要求的課題。

4.3 校企聯(lián)合實踐基地

我們利用我校已有良好的校企關系，和攀鋼集團信息技術工程公司、中國四聯(lián)儀器儀表集團重慶川儀、西昌衛(wèi)星發(fā)射中心、重慶煤科院、深圳市金證卡爾電子有限公司等單位建立了聯(lián)合培養(yǎng)及實習實踐基地。依托于企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)基地，由學校統(tǒng)一組織學生開展專業(yè)研究實驗。專業(yè)研究實驗貫徹和體現(xiàn)“集中實踐與分段實踐”結合、“校內(nèi)實踐和現(xiàn)場實踐”結合、“專業(yè)實踐與論文”結合的原則。通過在實踐基地聯(lián)合培養(yǎng)，重點培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和解決工程實際問題的能力。

(王 雪等文)

5 結語

大類系列課程建設是改革傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的一條有效途徑。本文針對自動化人才培養(yǎng)，構建了基于專業(yè)基礎課程、專業(yè)主干課程和專業(yè)方向課程的課程結構體系；提出了科學合理的實驗操作和管理體系；通過搭建校企合作平臺，大大提高了學生的創(chuàng)新能力和解決工程問題的能力。專業(yè)大類系列課程建設是高校辦學過程中的重要組成部分，但高校培養(yǎng)的人才是否合用，還需要市場來進行檢驗。

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[3] 趙鋒, 劉進. 關于提高本科生畢業(yè)設計質(zhì)量的幾點思考[J]. 南京：電氣電子教學學報, 33(5): 50-51, 2011.

Exploration of Automation Specialty Major Courses

WANG Xue, SU Yu-gang, YANG Xin, SUN Yue, LI Nan

(Collegeofautomation,ChongqingUniversity,Chongqing400044，China)

Series of course is the overall construction of the curriculum system. According to the characteristics of automation specialty, we establish an automation specialty course system of solving student-centered, professional and practical engineering problem. The curriculum system courses experiment system, practice teaching base are described in detail in this paper.The construction of series of courses and undergraduate courses will guarantee a training plan and all kinds of talents of system structure is relatively stable.

major courses; automation; platform course system

2015-09-03;

2016-01-06

重慶大學大類系列課程建設項目：(2009038A,2011017B)

王 雪(1981-)，女，碩士，講師，主要從事先進控制的教學和研究，E-mail:wangxue052@163.com

G42

A

1008-0686(2016)03-0045-04