“新工科”背景下自動(dòng)化學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐

丁健

摘 要

目前我國(guó)工程教育改革的重點(diǎn)是新工科建設(shè)，根據(jù)對(duì)新工科專(zhuān)業(yè)人才的新要求，結(jié)合應(yīng)用型高校自動(dòng)化學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力教學(xué)環(huán)節(jié)中普遍存在的問(wèn)題，以培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力為中心，從專(zhuān)業(yè)目標(biāo)設(shè)置、課程設(shè)置、師資隊(duì)伍建設(shè)、工程實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)等方面展開(kāi)研究，對(duì)新工科背景下應(yīng)用型高校自動(dòng)化類(lèi)人才專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)模式進(jìn)行了初步探索和實(shí)踐。

關(guān)鍵詞

新工科;專(zhuān)業(yè)能力;應(yīng)用型高校;能力培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)： G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.16.019

Abstract

At present，the focus of China's engineering education reform is the construction of new engineering.under the new requirements for new engineering professionals，combined with the common problems in the teaching of students' professional ability in application-oriented college automation，centered on cultivating students' professional ability，The research is carried out from the aspects of professional goal setting， curriculum setting，teacher team building，engineering practice and innovation and entrepreneurship platform. The paper makes a preliminary exploration and practice on the cultivation mode of the professional ability of applied college automation talents under the new engineering background.

Key Words

Emerging engineering education（（3E）;Professional ability;Application-oriented college;Ability training

0 引言

近年，隨著“中國(guó)制造2025”等國(guó)家政策出臺(tái)，新工科的建設(shè)與發(fā)展已成為當(dāng)前社會(huì)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與發(fā)展的重要任務(wù)，新工科專(zhuān)業(yè)人才對(duì)于當(dāng)前的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義[1]。大學(xué)生是我們國(guó)家發(fā)展的生力軍，而學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力，尤其是工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是社會(huì)發(fā)展對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才而提出的新要求[2]。目前，教育部對(duì)高校工科學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)育改革做出了一系列部署，不斷深化教育改革。

按照新工科建設(shè)指導(dǎo)文件的要求，各地方高校要對(duì)傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)改造升級(jí)，開(kāi)展新工科專(zhuān)業(yè)建設(shè)與研究[3]。傳統(tǒng)的自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)面對(duì)新要求，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)型、改造和升級(jí)成為新型工科[4]。新工科重視以解決復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，新工科工程人才核心能力應(yīng)包含專(zhuān)業(yè)精神、專(zhuān)業(yè)能力、可持續(xù)發(fā)展能力等三個(gè)方面，而專(zhuān)業(yè)能力主要由工程思維能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力組成[5]。針對(duì)當(dāng)前應(yīng)用型工科學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力教育的客觀現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，如何提高應(yīng)用型高校自動(dòng)化類(lèi)人才專(zhuān)業(yè)能力，尤其是工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，以合肥學(xué)院為例，對(duì)此方面進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

1 應(yīng)用型高校工科學(xué)生工程實(shí)踐能力教育現(xiàn)狀

工程應(yīng)用型人才應(yīng)重視專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)，但是，大部分學(xué)校的工程實(shí)踐教育環(huán)節(jié)還有待提高，盡管各應(yīng)用型高校都采取了一定的措施，也取得了一些成效，但是離我國(guó)推進(jìn)新型工業(yè)化進(jìn)程的需求還有不小的差距。在如何系統(tǒng)地培養(yǎng)大學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面，目前有些進(jìn)步，但是還需要在方法和途徑上進(jìn)一步完善。

1.1 工程實(shí)踐教育意識(shí)不足

目前傳統(tǒng)教學(xué)模式還是主流，相當(dāng)多的教師和學(xué)生以傳授知識(shí)和接受書(shū)本知識(shí)為主的灌輸式課堂教學(xué)，目前不少學(xué)校一些專(zhuān)業(yè)開(kāi)展工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證，也逐漸重視了成果導(dǎo)向教育，但也是少數(shù)專(zhuān)業(yè)。現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展迅速，實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新不及時(shí)，使得實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的效果并不理想。在實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，由于受實(shí)驗(yàn)設(shè)備的影響，很多實(shí)驗(yàn)多限于驗(yàn)證功能，缺乏對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的主動(dòng)性，更體現(xiàn)不了工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

另外，多數(shù)應(yīng)用型高校的實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)雖然能按照要求的數(shù)量設(shè)置，但實(shí)質(zhì)內(nèi)容無(wú)法真正做到，在本科階段學(xué)習(xí)的各個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，能切實(shí)結(jié)合工程實(shí)際項(xiàng)目的內(nèi)容很少，即便是來(lái)自生產(chǎn)實(shí)踐的項(xiàng)目，但學(xué)生未能從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，內(nèi)容多局限于理論設(shè)計(jì)與驗(yàn)證方面，導(dǎo)致學(xué)生在校期間的工程實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)效果欠佳。

1.2 工程實(shí)踐能力培養(yǎng)體系欠佳

目前，多數(shù)應(yīng)用型高校工科專(zhuān)業(yè)的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)缺乏系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，理論與實(shí)踐不能有機(jī)地結(jié)合，實(shí)踐教學(xué)模式較簡(jiǎn)單，僅是課程實(shí)驗(yàn)和一些核心課程的課程設(shè)計(jì)，并且課程實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證或者綜合性不足的實(shí)驗(yàn)，綜合性、創(chuàng)新型的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目力度不夠。

1.3 專(zhuān)業(yè)教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺

專(zhuān)業(yè)教師普遍學(xué)歷高，理論知識(shí)足夠，但工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)很少或者不強(qiáng)，所以在講授專(zhuān)業(yè)理論課時(shí)，因?yàn)槿鄙俟こ探?jīng)驗(yàn)，所以不能恰當(dāng)?shù)匾霉こ虒?shí)例來(lái)充實(shí)課程的教學(xué)內(nèi)容，不能很好地將學(xué)生引入到實(shí)踐工程項(xiàng)目情境中去，學(xué)生的興趣就不高，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望就不能被激發(fā)出來(lái)。在實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié)中，由于實(shí)際動(dòng)手能力不足，也不能有效地對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的工程訓(xùn)練。

2 自動(dòng)化人才工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐

應(yīng)用型人才是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵因素，高校的工程教育應(yīng)更多地關(guān)注專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力的培養(yǎng)?；诖?，合肥學(xué)院自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)按照學(xué)校的培養(yǎng)模式向“產(chǎn)教深度融合”轉(zhuǎn)變、教學(xué)過(guò)程向“以學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變，根據(jù)專(zhuān)業(yè)綜合培養(yǎng)目標(biāo)，在課程設(shè)置、實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)、企業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)等應(yīng)用環(huán)節(jié)方面進(jìn)行了一系列的改革和創(chuàng)新，同時(shí)也在強(qiáng)化了課程“N+2”過(guò)程考核方法、強(qiáng)化教師實(shí)踐能力、推進(jìn)專(zhuān)業(yè)綜合改革等方面做出了不少有益的實(shí)踐和探索[6]。

2.1 確立專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)體系

經(jīng)過(guò)調(diào)研和反復(fù)論證，同時(shí)借鑒一些學(xué)校的做法，確立了自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)綜合培養(yǎng)目標(biāo)體系，如圖1所示，該體系至少包括三個(gè)方面[7]：

1）培養(yǎng)目標(biāo)，畢業(yè)5年后，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的各種知識(shí)與能力解決生產(chǎn)實(shí)踐中自動(dòng)控制產(chǎn)品或系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、測(cè)試、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和管理等問(wèn)題，在解決工程實(shí)踐問(wèn)題時(shí)能夠與項(xiàng)目成員、業(yè)內(nèi)人士和非專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行良好的合作和交互，具備一定的全球化意識(shí)，能夠始終跟蹤了解國(guó)內(nèi)外自動(dòng)化領(lǐng)域科技發(fā)展。

2）畢業(yè)要求，就是滿(mǎn)足工程教育認(rèn)證中的畢業(yè)要求12個(gè)條件或者包括其他一些專(zhuān)業(yè)方面的規(guī)定。

3）專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，即本專(zhuān)業(yè)的特色，例如本專(zhuān)業(yè)在工程實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力方面較突出。

2.2 優(yōu)化課程體系和培養(yǎng)計(jì)劃

根據(jù)我校辦學(xué)應(yīng)用型定位，課程體系向“能力導(dǎo)向”轉(zhuǎn)變。在確定專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃后，然后確定相應(yīng)的課程體系，再由學(xué)科的相關(guān)知識(shí)與能力的關(guān)聯(lián)性，把課程體系分成幾個(gè)課程群，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中的電子系統(tǒng)電路、傳感-檢測(cè)、控制與自動(dòng)化等課程群。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和能力要求，確定每個(gè)課程群的核心知識(shí)、專(zhuān)業(yè)能力要求以及具體實(shí)施方案和證明手段，然后是對(duì)每門(mén)課程進(jìn)行剖析，制定課程的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和能力要求，再根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容和掌握程度，確定學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)方法。

為能更有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)核心知識(shí)、專(zhuān)業(yè)能力和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，我們通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)操作。在教學(xué)計(jì)劃中針對(duì)每個(gè)課程群都安排至少一個(gè)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，要求學(xué)生從工程的角度展開(kāi)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)本課程群的核心知識(shí)的理解，鍛煉學(xué)生的相應(yīng)工程實(shí)踐能力。對(duì)每門(mén)課程，尤其是專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)課程，同樣也安排一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)易的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，通過(guò)實(shí)際練習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課程核心知識(shí)的理解，提升學(xué)生的相應(yīng)工程實(shí)踐能力。課程體系與工程訓(xùn)練的組織結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2.3 加強(qiáng)高水平工程型師資隊(duì)伍建設(shè)

在新工科專(zhuān)業(yè)建設(shè)過(guò)程中，教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展和提高尤其重要，我校要求教師向“雙能型”轉(zhuǎn)變。對(duì)于教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有著較高要求，所以不僅要提升教師的教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施能力，還要提升教師的科研能力，同時(shí)也要不斷地完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)教師到企業(yè)掛職，并形成制度，限定期限務(wù)必到企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐鍛煉，通過(guò)多種舉措提升教師尤其是專(zhuān)業(yè)教師的工程實(shí)踐能力。

2.4 推進(jìn)校企合作，完善工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

產(chǎn)學(xué)研合作育人是應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)的必經(jīng)之路。我校提倡各專(zhuān)業(yè)要建立“全過(guò)程、一體化”產(chǎn)教深度融合的人才培養(yǎng)模式。自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)通過(guò)不斷完善校企合作方式，與本地多家產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造類(lèi)企業(yè)建立了較為穩(wěn)定的合作關(guān)系。此外，我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生可以在本科學(xué)習(xí)的不同階段到該企業(yè)參加工程實(shí)習(xí)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和就業(yè)工作的有機(jī)結(jié)合，較好地做到校企共贏、互利互補(bǔ)。

2.5 以大賽為平臺(tái)，著重培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神

以賽促學(xué)，以賽促練。以教育部重點(diǎn)支持的多個(gè)賽事為平臺(tái)，根據(jù)賽事的要求，組建若干興趣小組，成員間相互配合，根據(jù)比賽任務(wù)，各負(fù)其責(zé)，有些比賽項(xiàng)目可能兼顧自動(dòng)化、機(jī)械、管理等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，這又促進(jìn)了多學(xué)科融合工程人才的培養(yǎng)。通過(guò)幾年的實(shí)踐，參加過(guò)學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力都得到較好的鍛煉，在就業(yè)方面非常受到企業(yè)的歡迎，為地方企事業(yè)提供了較好的工程技術(shù)人員。

2.6 支持學(xué)生參與教師科研活動(dòng)

在學(xué)生中推廣專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師制，等學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)有一定了解后進(jìn)行專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師的選擇，本科階段的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)可以在專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師的安排下展開(kāi)。比如在專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)生的興趣愛(ài)好，結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，可以申報(bào)一年一度的省級(jí)和國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，另外，可參與專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師主持的科研項(xiàng)目，具體承擔(dān)一些研究任務(wù)，在項(xiàng)目的研發(fā)過(guò)程中，逐漸提升了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

新時(shí)代，新工程師更是未來(lái)世界的塑造者。新工科專(zhuān)業(yè)建設(shè)為創(chuàng)造新技術(shù)、引領(lǐng)新時(shí)代提供專(zhuān)業(yè)人才支撐，新工科教育對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的專(zhuān)業(yè)能力和創(chuàng)新能力及培養(yǎng)路徑提出了新要求。本文分析了應(yīng)用型高校本科生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)現(xiàn)狀，并以合肥學(xué)院自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)為例，對(duì)新工科專(zhuān)業(yè)人才所需要的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)路徑和方法進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

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