面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案構(gòu)建

李 飛，孔慶凱，孟祥虎，方 煒，沈 浩

(安徽工業(yè)大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243032)

培養(yǎng)新時(shí)代創(chuàng)新型工程科技人才是國內(nèi)外高等工程教育面臨的重大挑戰(zhàn)[1]。工程教育專業(yè)認(rèn)證是建設(shè)地方高水平大學(xué)工科專業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才、實(shí)施科教興國戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略的關(guān)鍵所在[2]。自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展對(duì)我國科技現(xiàn)代化和國防軍事等方面的進(jìn)步起著舉足輕重的作用[3]。1989年，歐美等發(fā)達(dá)國家的工程專業(yè)團(tuán)體通過《華盛頓協(xié)議》，實(shí)現(xiàn)了協(xié)議成員間工程教育本科專業(yè)學(xué)位互認(rèn)。經(jīng)過20多年的發(fā)展，該協(xié)議已經(jīng)成為最有國際影響力的教育互認(rèn)協(xié)議。2006年，教育部成立“全國工程教育專業(yè)認(rèn)證專家咨詢會(huì)”，啟動(dòng)國家特色專業(yè)建設(shè)，拉開了工程教育專業(yè)認(rèn)證的序幕。工程教育專業(yè)認(rèn)證能夠促進(jìn)高等教育質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀，對(duì)辦好新時(shí)代中國特色社會(huì)主義教育起到巨大的推動(dòng)作用，有助于地方高水平大學(xué)進(jìn)行全員、全過程和全方位育人[4]。

一、我校自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展概況

我校自動(dòng)化專業(yè)于1978年正式招收本科生，是我校最早建立的本科專業(yè)之一；前期主要面向工礦企業(yè)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)需求，解決馬鞍山鋼鐵股份有限公司生產(chǎn)過程中所面臨的復(fù)雜工程問題。1985年，聯(lián)合冶金部其他高校招收碩士研究生，是我校最早進(jìn)行研究生招生的專業(yè)之一。2004年被評(píng)為“安徽省教改示范專業(yè)”，長期以來都是安徽省本科第一批次招生專業(yè)，學(xué)生生源質(zhì)量優(yōu)秀；2008年電氣與自動(dòng)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)被評(píng)為安徽省高等學(xué)校優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)；2010年自動(dòng)化專業(yè)獲批國家級(jí)特色專業(yè)，2015年入選安徽省卓越工程師計(jì)劃本科專業(yè)，2018年獲批安徽省“六卓越一拔尖”卓越人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目，目前擁有“控制科學(xué)與工程”一級(jí)碩士學(xué)位授予點(diǎn)。

安徽工業(yè)大學(xué)堅(jiān)持安徽省地方高水平大學(xué)和“長江經(jīng)濟(jì)帶”兄弟院校的定位，以冶金智能制造為特色，將自動(dòng)化專業(yè)逐步發(fā)展成為具有產(chǎn)業(yè)特色的國家級(jí)一流專業(yè)。自1982年第一屆“工礦企業(yè)電氣自動(dòng)化”本科生畢業(yè)以來，自動(dòng)化專業(yè)經(jīng)過近四十年的積累與發(fā)展，在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)修訂、課程體系設(shè)置、教育教學(xué)改革和師資隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行了諸多有益的探索，形成了全員全過程全方位的自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)體制機(jī)制，對(duì)高技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量的提高起到了一定的推動(dòng)作用。

二、自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求

(一)人才培養(yǎng)目標(biāo)

自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)具有新時(shí)代社會(huì)主義核心價(jià)值觀，具備良好的職業(yè)素養(yǎng)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，掌握人工智能驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化過程控制基礎(chǔ)理論和相關(guān)知識(shí)，了解學(xué)科前沿發(fā)展，具有不斷跟蹤新工業(yè)革命出現(xiàn)的新技術(shù)與新知識(shí)的能力，具有良好的團(tuán)隊(duì)合作精神、奉獻(xiàn)精神和勞動(dòng)精神，能夠在流程工業(yè)綜合自動(dòng)化、裝備與智能制造、運(yùn)動(dòng)控制等領(lǐng)域勝任制造、研究和運(yùn)行優(yōu)化控制等工作，培育有理想、有道德、有文化、有紀(jì)律的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

通過將上述培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行分解，得到畢業(yè)生應(yīng)具備的職業(yè)素質(zhì)，主要包括：

(1)能夠熟練掌握自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，解決流程工業(yè)綜合自動(dòng)化、智能制造過程自動(dòng)化等領(lǐng)域的復(fù)雜工程技術(shù)問題；能夠協(xié)助管理企業(yè)生產(chǎn)過程中的工程項(xiàng)目，創(chuàng)造性地解決復(fù)雜工程技術(shù)問題。

(2)能夠綜合考慮國家發(fā)展和社會(huì)環(huán)境影響，勇于承擔(dān)自動(dòng)化產(chǎn)品與技術(shù)的設(shè)計(jì)和研發(fā)工作，依據(jù)決策者的多目標(biāo)需求和生產(chǎn)過程的不完備信息，進(jìn)行決策分析，給出備選方案并對(duì)其進(jìn)行合理性分析和判斷，提出穩(wěn)定、優(yōu)秀和快速的技術(shù)解決方案。

(3)具備較強(qiáng)的合作意愿和良好的溝通能力，堅(jiān)持合作共贏的思想，能夠在跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)和多重文化環(huán)境下工作。

(4)能夠在人工智能驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化領(lǐng)域的工程實(shí)踐中遵守職業(yè)道德規(guī)范，履行相關(guān)法律法規(guī)或社會(huì)約定等責(zé)任，具有良好的社會(huì)責(zé)任感。

(5)能夠通過終身學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題進(jìn)而獲取解決問題的能力，緊密跟蹤學(xué)科前沿和技術(shù)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

(二)自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求

根據(jù)《工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)解讀及使用指南(2020版，試行)》和《電子信息與電氣工程類專業(yè)認(rèn)證補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》，參考學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)定位，制定了12項(xiàng)自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求并對(duì)其進(jìn)行分解，如表1所示。我校自動(dòng)化專業(yè)的12項(xiàng)畢業(yè)要求對(duì)認(rèn)證12條通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。

表1 自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求及分解指標(biāo)點(diǎn)

(三)培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求的支撐關(guān)系

表2給出了本專業(yè)畢業(yè)要求對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐關(guān)系矩陣。本專業(yè)通過將自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)分解成五個(gè)具體的培養(yǎng)目標(biāo)，每個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)分別通過相應(yīng)的畢業(yè)要求來實(shí)現(xiàn)，培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求二者之間緊密聯(lián)系，對(duì)自動(dòng)化人才培養(yǎng)方案的構(gòu)建給出了具體的指導(dǎo)。

表2 自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)的支撐關(guān)系

三、課程體系設(shè)置

課程是實(shí)現(xiàn)畢業(yè)要求的基本單元，課程能否有效支持相應(yīng)畢業(yè)要求的達(dá)成是衡量課程體系是否滿足《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》和《電子信息與電氣工程類專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的主要依據(jù)。自動(dòng)化專業(yè)課程體系的建立緊緊圍繞立德樹人根本任務(wù)，將“思政課程”與“課程思政”有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人，課程設(shè)置能夠“支持”畢業(yè)要求的達(dá)成。

我校自動(dòng)化專業(yè)主要講授工程科學(xué)基本知識(shí)以及自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐技術(shù)，課程體系設(shè)置涉及現(xiàn)代控制工程基礎(chǔ)、信號(hào)獲取與處理技術(shù)基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)、過程控制、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等領(lǐng)域的主要內(nèi)容；主要服務(wù)于裝備制造、電力系統(tǒng)、鋼鐵及有色冶金等行業(yè)，結(jié)合自動(dòng)化專業(yè)工程教育認(rèn)證的需求，我們對(duì)自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行了修訂，具體課程體系設(shè)置如圖1所示。

自動(dòng)化專業(yè)最低畢業(yè)總學(xué)分為178學(xué)分，其中：公共基礎(chǔ)課63學(xué)分，專業(yè)基礎(chǔ)課45.5學(xué)分，專業(yè)課7學(xué)分，集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)36.5學(xué)分，專業(yè)選修課14學(xué)分，通識(shí)教育選修課6學(xué)分，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程4學(xué)分。具體來說如下：

圖1 自動(dòng)化專業(yè)課程體系

(1)數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程全部為必修課，占總學(xué)分的15.99%，滿足認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中要求的占總學(xué)分大于15%的要求。線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)為后續(xù)學(xué)習(xí)自動(dòng)化專業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)，我校自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的課程體系設(shè)置滿足電子信息與電氣工程類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置要求。

(2)工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程共64學(xué)分，占本專業(yè)畢業(yè)學(xué)分的35.95%，大于標(biāo)準(zhǔn)要求的占總學(xué)分的30%。工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程能體現(xiàn)數(shù)學(xué)、物理和自然科學(xué)在本專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)。例如，以信號(hào)與系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理、過程控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為核心的課程能夠支撐在復(fù)雜工業(yè)過程中的信號(hào)處理與分析、建模與控制、檢測(cè)與識(shí)別等能力的培養(yǎng)。隨著人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，我們將智能控制技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)兩門課程加入新的自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中。

(3)人文社會(huì)科學(xué)類通識(shí)教育課程共計(jì)50學(xué)分(未含大學(xué)生心理健康教育2學(xué)分、大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo)2學(xué)分、形勢(shì)與政策教育2學(xué)分)，占總學(xué)分的29.07%，滿足專業(yè)工程認(rèn)證常用標(biāo)準(zhǔn)15%的設(shè)置要求。人文社會(huì)科學(xué)類通識(shí)教育課程的科目和學(xué)分規(guī)定明確合理，學(xué)分和涵蓋知識(shí)領(lǐng)域符合通用標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)的要求。本專業(yè)開設(shè)外語、政治、歷史、人文社科、體育和心理教育六個(gè)方面的課程，使學(xué)生在解決復(fù)雜工程問題時(shí)能夠綜合考慮道德、法律及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等各種制約因素的影響，進(jìn)而在“德、智、體、美、勞”多方面協(xié)調(diào)發(fā)展。這有助于幫助學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生的工匠意識(shí)、協(xié)作精神以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)新時(shí)代青年學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

(4)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、電子實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)等實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，旨在鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、塑造學(xué)生良好的品格、培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和創(chuàng)新意識(shí)，通過團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生良好的交流與溝通能力，塑造具有良好職業(yè)道德、工程項(xiàng)目管理能力和終身學(xué)習(xí)能力的高技術(shù)應(yīng)用型人才。

(5)畢業(yè)設(shè)計(jì)作為自動(dòng)化專業(yè)的集成課程，以綜合運(yùn)用專業(yè)所學(xué)知識(shí)，解決復(fù)雜工程問題為根本目標(biāo)，涉及根據(jù)需求以及文獻(xiàn)檢索確定復(fù)雜工程問題；確定問題解決基本方案并考慮方案中的非技術(shù)因素；運(yùn)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行問題分析并建立設(shè)計(jì)方案；借助現(xiàn)代工具完成控制系統(tǒng)的建模、控制與優(yōu)化等相關(guān)研究工作；并在此基礎(chǔ)上初步具備創(chuàng)新能力、終身學(xué)習(xí)能力以及專業(yè)領(lǐng)域的溝通交流能力。

四、結(jié)語

在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和電子信息與電氣工程類專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，構(gòu)建了安徽工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案。我們?cè)O(shè)計(jì)了自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，并對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)中畢業(yè)生能力進(jìn)行分解，通過深入分析畢業(yè)要求、分解對(duì)應(yīng)的指標(biāo)點(diǎn)可知，自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)要求對(duì)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。課程體系設(shè)置契合電子信息與電氣工程類工程教育專業(yè)認(rèn)證的相關(guān)課程的標(biāo)準(zhǔn)，能夠體現(xiàn)安徽工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)特色，注重對(duì)實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、工匠精神和終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，為自動(dòng)化專業(yè)協(xié)同育人改革提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，努力將我校自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展為新工科建設(shè)中的排頭兵。