自動化專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑分析

何志琴 曹敏 王霄 周克

[摘 要]為推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的深度融合，該文提出以學習成果為導向、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的新工科教學模式改革。通過重構(gòu)實踐教學體系、多維立體化教學、項目管理式開放實驗室、學科競賽，多舉措地實現(xiàn)了自動化專業(yè)實踐類教學模式改革，在自動化創(chuàng)新人才培養(yǎng)上取得了一定成效。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新人才培養(yǎng);自動化專業(yè);工程實踐

[基金項目]2015年度貴州省教育廳教改項目“自動化特色專業(yè)建設(shè)”（800168144401）;2020年度校級混合式課程建設(shè)項目“電機與拖動基礎(chǔ)混合式教學改革”（24）

[作者簡介]何志琴（1971—），女，貴州貴陽人，碩士，貴州大學電氣工程學院自動化系教授，碩士生導師，主要從事計算機控制技術(shù)研究。

[中圖分類號] G424[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）33-0334-02[收稿日期] 2020-01-15

一、前言

在“互聯(lián)網(wǎng)”“大數(shù)據(jù)”時代，科技發(fā)展日新月異，對未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟對人才的能力提出了更高要求[1]。國家創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革提倡“興趣驅(qū)動、自主實踐、重在過程、激勵創(chuàng)新”原則，通過課程學習、項目訓練、以賽促學等方式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。積極探索“體驗、訓練、超越”相融合的創(chuàng)新訓練方式，強化以問題和課題為核心的項目式、研究型、個性化培訓，推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與高校專業(yè)教育的深度融合[2]。

結(jié)合筆者所在學校自動化專業(yè)工程認證需求和定位，依托2015年貴州省自動化特色專業(yè)建設(shè)教改項目，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標，加強學生的動手能力，分析、解決問題的能力及創(chuàng)新能力。提出開放實驗室，以學習成果為導向、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的自動化實踐類課程教學模式改革。

二、實踐類課程現(xiàn)狀

目前大部分高校的自動化專業(yè)實踐類課程采用先理論再實驗的模式。理論課只講不做，實驗課只做不講，理論和實驗在時間和空間上的獨立造成學生常因課堂上知識點多，遇到問題無法在課堂上解決，且學用分離，日積月累使學生失去學習動力?。

依托課程的實驗教學大部分為驗證性實驗，雖有××課程設(shè)計、專業(yè)綜合實驗等，卻已遠遠不能滿足創(chuàng)新、個性化教育要求。課程間的銜接不足、教學內(nèi)容關(guān)聯(lián)不緊密，造成學生知識孤立，很難有系統(tǒng)化的專業(yè)知識和思想。從而不利于培養(yǎng)學生對復雜控制工程的分析解決能力[3]。

三、自動化專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)改革探索

（一）結(jié)合一流專業(yè)建設(shè)要求，修訂優(yōu)化培養(yǎng)方案，重構(gòu)實踐教學體系

實踐課程設(shè)計思路：產(chǎn)出導向、突出能力、關(guān)注創(chuàng)新、重視課程思政，滿足專業(yè)認證對課程目標的要求。根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋，促進了對新工科、工程教育認識的提高，在工程能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)上，改進教學，進一步加強了創(chuàng)新意識與方法、課程實驗、工程等方面的要求。并強調(diào)在各門課程中加以落實，特別是在電氣控制與PLC、過程控制、運動控制程等專業(yè)課程的教學中，要求授課教師結(jié)合工程實際進行講授。在PLC課程設(shè)計、控制系統(tǒng)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計中，要求指導教師采用現(xiàn)場實際資料，按現(xiàn)有政策、規(guī)程的要求進行相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計和指導。畢業(yè)設(shè)計做到一人一題，且要求學生獨立完成設(shè)計方案，使學生的工程實踐能力、獨立工作能力、創(chuàng)新能力均得到了相應的提升。

在2018版培養(yǎng)方案中，增設(shè)了控制工程基礎(chǔ)等工程基礎(chǔ)課程，增設(shè)了專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練課程要求學生通過本科生導師指導下自主學習取得相應學分;以團隊方式完成指導教師小組布置的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)任務或自主設(shè)計創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)任務，小組考核認定后可取學分。

實現(xiàn)校企的深度結(jié)合，如聘請企業(yè)專家進行教學視頻錄制、線上討論答疑等。要求本科生導師每年通過帶學生進企業(yè)科技合作、企業(yè)參觀學習等形式保質(zhì)保量地完成認識實習、生產(chǎn)實習等實踐教學。

（二）多維度立體化教學建設(shè)

老師建設(shè)多維度立體化課程，以打造立體化的線上線下混合式教學模式改革，將課堂還給學生，建立以學生為中心的課堂教學，真正還原教育的目的，利用互聯(lián)網(wǎng)及現(xiàn)代信息技術(shù)，借用各類線上平臺（如雨課堂、學習通等）向?qū)W生推送課程相關(guān)MOOC、微課、擴充知識等。采用項目驅(qū)動式+翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，每周或每兩周之前，布置下周要完成的項目，學生利用課后時間自行預約實驗室時間，提交相關(guān)控制方案、傳感器選型，編寫調(diào)試程序，算法驗證。遇到問題時，小組內(nèi)成員交流討論，通過查閱資料，解決問題。解決不了的問題，在翻轉(zhuǎn)課堂上提出，由大家一起討論。此模式一方面提高了學生分析、設(shè)計、解決問題的能力;另一方面提高了課堂教學效率，和學生一起解決問題，激發(fā)了學生的思考、分析問題的能力。

（三）新工科下實驗教學模式改革

一改學生被動填鴨式教學模式，以項目驅(qū)動式、問題解決式促使學生自主學習、在實踐中解決實際工程問題的能力。實施從驗證性實驗、設(shè)計性實驗、創(chuàng)新性實驗到科研性實驗的實驗教學改革，突出以學生為主體，以教師為主導的新型實驗教學模式是加強學生主觀能動性的根本方法，實現(xiàn)因材施教和個性化培養(yǎng)，形成全員育人、全過程育人、全方位育人的良好氛圍，促進優(yōu)良學風形成。

以項目形式、學科競賽為目的開放實驗室建設(shè)，引導學生參加學科競賽，逐步培養(yǎng)學生的工程實踐能力，培養(yǎng)團隊合作能力。

大一新生入學后有學業(yè)導師、專業(yè)認知課程引導，納新進入自動化創(chuàng)新實驗室、智能車協(xié)會，采取傳幫帶方法，學生學習電路制版、電工焊接，自學模數(shù)電、單片機知識，為后續(xù)應用打下基礎(chǔ)。

大二、大三學生均有本專業(yè)教師擔任其專業(yè)導師，要求學生參與導師科研項目，鼓勵引導學生申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、SRT項目的申報，加大互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)在自動化課程教學實踐中的應用力度。

全國大學生恩智浦杯智能車比賽、電子設(shè)計大賽等均為教育部高等學校自動化類專業(yè)教指委組辦的學科競賽，競賽內(nèi)容涉及模式識別、傳感技術(shù)、機械電子、自動控制理論、單片機等課程，開放實驗項目囊括智能車的制作，包括理論設(shè)計、實際制作、整車調(diào)試、現(xiàn)場比賽等環(huán)節(jié)。在訓練和競賽中，接觸到了新技術(shù)和新器件，這就對理論教學和實驗教學提出了新的要求。理論教學中增加電力電子新技術(shù)和新器件的應用，在實驗教學中，增加集成運放的各種應用、電子線路仿真設(shè)計等內(nèi)容，要求大三學生應用控制理論、電機拖動知識建立運控系統(tǒng)模型，控制算法優(yōu)化，極大地豐富實踐內(nèi)容。在智能車復雜任務完成的團體中擔負不同的角色，組成團隊參與協(xié)同工作，初步體會一個復雜工程性的研究項目從設(shè)計到實現(xiàn)的全過程。

（四）構(gòu)建多維閉環(huán)人才評價體系

制定過程性考核實施細則和評價標準，明確過程性考核的形式、內(nèi)容和要求，規(guī)定過程性考核時間進度，提出課程過程性考核形式及考核要求、評分標準與評分比例及占課程總評成績的比例。依托在線教學平臺、智慧教學輔助工具能完整記錄講授教學過程和學生學習活動，具有完善的基于學期的課程教學管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能。

根據(jù)實踐類課程特點，注重學生過程性考核，設(shè)計靈活多變的多形式、多維度地考核學生的實踐動手能力、學生團隊合作能力及科學研究能力。運用多種考核形式監(jiān)督學生自主學習。通過下發(fā)各種預習、思考題、階段匯報等任務合理增加學生學習負擔，以增強其學習能力、表達能力、合作能力、社會責任感等，促進學生社會交往能力的培養(yǎng)，及創(chuàng)新精神及團隊精神的形成。

（五）教學團隊建設(shè)

開放實驗、學科競賽涉及內(nèi)容廣泛，對專業(yè)教師提出了更高的要求。增加教師教學投入，加大校企合作力度，引進自動化領(lǐng)域?qū)＜覍W者、控制工程行業(yè)專家作為兼職教師，豐富優(yōu)化師資結(jié)構(gòu);加強教師能力提升體系建設(shè)，鼓勵教師積極參與國外學科學術(shù)會議、參與實際工程研究項目等，助力教師職業(yè)發(fā)展與專業(yè)提升;引導教師潛心教學，及時掌握新技術(shù)領(lǐng)域知識，并在課堂教學中把新知識融入教材理論知識體系中。

四、結(jié)語

通過對本專業(yè)的實踐教學模式改革，重構(gòu)自動化專業(yè)實踐教學培養(yǎng)計劃，利用線上線下混合式立體化教學，采用項目驅(qū)動式+翻轉(zhuǎn)課堂等教學模式，改變傳統(tǒng)的考核模式，建立一支具有理論知識扎實、工程實踐經(jīng)驗豐富的教師隊伍，旨在培養(yǎng)具有較強的工程實踐能力的創(chuàng)新型人才。

參考文獻

[1]鄭洪慶，程蔚，蔡凡，等.以“學科競賽為平臺、應用能力培養(yǎng)為核心”單片機課程教學改革的研究[J].裝備制造技術(shù)，2018，（10）： 179-182.

[2]盧旭.基于大項目教學及學科競賽群的自動化類專業(yè)應用型人才培養(yǎng)研究[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（49）：49-51.

[3]孫長偉，王艷春，黃迎輝.以學生工程實踐能力培養(yǎng)為導向的單片機技術(shù)課程改革[J].白城師范學院學報，2018，32（06）：27-31.

Path Analysis of Innovative Talent Training in Automation Major

HE Zhi-qin， CAO Min， WANG Xiao， ZHOU Ke

（Department of Automation， School of Electrical Engineering， Guizhou University，

Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract： In order to promote the deep integration of innovation and entrepreneurship education and automation major education， the new model reform of emerging engineering teaching model oriented by learning results and aiming at cultivating innovative ability is proposed. Through the reconstruction of practical teaching system， multi-dimensional teaching， open laboratory and discipline competition， the reform of practical teaching model of automation major has been realized， and some achievements have been made in the cultivation of innovative talents in automation major.

Key words： training of innovative talents; automation major; engineering practice