新工科背景下自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)研究

徐穎 田思慶 馬曉君 王越男 杜云明

摘? 要 分析新工科背景下地方高校自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)存在的問題，以佳木斯大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)為例，從五個(gè)方面提出專業(yè)培養(yǎng)升級(jí)策略，以滿足新工科背景下企業(yè)對(duì)新技術(shù)、高質(zhì)量、復(fù)合型人才的需求。通過實(shí)施升級(jí)策略，獲得初步成效。

關(guān)鍵詞 新工科;地方高校;自動(dòng)化專業(yè);復(fù)合型人才;實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）11-0129-03

0? 前言

2020年是“十三五”規(guī)劃收官之年，中國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長，對(duì)世界的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到30%。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等技術(shù)蓬勃發(fā)展，催生了新一代產(chǎn)業(yè)鏈條，是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能[1]。新技術(shù)、新公司、新產(chǎn)業(yè)急需高質(zhì)量的工程師，這為工科畢業(yè)生提供了極大的就業(yè)機(jī)會(huì)。工信部教育考試中心副主任周明曾在2016年向媒體透露，中國人工智能人才缺口超過500萬人，供求比僅為1∶10，地方高校培養(yǎng)的人才普遍掌握的是傳統(tǒng)技術(shù)，不能勝任新的產(chǎn)業(yè)需求。另外，高校專業(yè)設(shè)置過“窄”，導(dǎo)致復(fù)合型人才缺乏，這均與當(dāng)今企業(yè)發(fā)展所需人才相背離[2]。畢業(yè)生就業(yè)問題日益突出，地方高校專業(yè)升級(jí)發(fā)展迫在眉睫。

教育部在2017年提出新工科理念，各高校積極響應(yīng)，形成“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”“北京指南”等一系列指導(dǎo)性綱領(lǐng)，為地方高校響應(yīng)新工科提供行動(dòng)指南。孫炳海在培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才方面提出“五融合一提高”“三師合一”等創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式，取得顯著成效[3]。譚智考察了世界著名的多倫多大學(xué)電氣信息專業(yè)，從多方面總結(jié)人才培養(yǎng)模式，包括注重人文素養(yǎng)、強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉融合、重實(shí)踐和實(shí)習(xí)經(jīng)歷、多方面協(xié)同育人等舉措，具有較高的借鑒意義[4]。黃麗娟以卓越工程師培養(yǎng)方式為抓手，探討地方高校電氣信息類專業(yè)人才培養(yǎng)路徑[5]。

1? 地方高校自動(dòng)化人才培養(yǎng)存在的問題

1.1? 學(xué)科知識(shí)陳舊

1）新工科要求培養(yǎng)新技術(shù)人才。從電氣時(shí)代到信息時(shí)代，包括自動(dòng)化學(xué)科在內(nèi)的所有高校專業(yè)結(jié)構(gòu)一直隨著技術(shù)的發(fā)展不斷地更新升級(jí)。在電氣時(shí)代，智能化水平不高，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)在電氣自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化、工藝自動(dòng)化等方面。隨著人工智能、云計(jì)算等新技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化專業(yè)結(jié)構(gòu)中應(yīng)增加智能化方向，為新興產(chǎn)業(yè)輸出合格人才。

2）新工科要求培養(yǎng)復(fù)合型人才。由于專業(yè)設(shè)置過“窄”，使得目前滿足企業(yè)需求的復(fù)合型人才缺乏。為此，應(yīng)當(dāng)保留專業(yè)核心課程的同時(shí)，增加智能化類選修課，適當(dāng)刪減傳統(tǒng)技術(shù)類選修課。

1.2? 實(shí)踐環(huán)節(jié)廣度不夠

自動(dòng)化專業(yè)屬于交叉學(xué)科，培養(yǎng)出的人才具有一定的復(fù)合性，然而面對(duì)技術(shù)的快速發(fā)展和更迭，自動(dòng)化專業(yè)的應(yīng)用應(yīng)該體現(xiàn)在新的行業(yè)領(lǐng)域。這不僅需要在學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，更需要在實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行學(xué)科跨度更廣泛的交叉升級(jí)，以培養(yǎng)滿足創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展所需的復(fù)合型人才。

1.3? 教師工程背景缺乏

目前，國內(nèi)大部分高校教師的科研水平高、學(xué)歷高，但是工程能力偏弱，很多教師缺乏實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)。這將導(dǎo)致在教學(xué)上偏理論輕實(shí)踐，甚至出現(xiàn)理論與實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)的弊端。教師的工程能力是培養(yǎng)新工科理念所要求的合格人才的關(guān)鍵所在。

1.4? 校企合作培養(yǎng)薄弱

當(dāng)前，國內(nèi)高校的培養(yǎng)模式仍然以學(xué)校培養(yǎng)為主，而新工科需要社會(huì)多方力量的支持，單靠高校本身無法高質(zhì)量地完成新工科的培養(yǎng)任務(wù)。學(xué)校身處行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)之外，和企業(yè)相比，無法敏銳地捕捉行業(yè)需求，也就無法快速精準(zhǔn)地感知人才培養(yǎng)方向。

1.5? 實(shí)驗(yàn)硬件條件有限

目前，國內(nèi)大部分地方高校的實(shí)驗(yàn)室硬件條件有限，購置費(fèi)用相對(duì)較高，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相對(duì)陳舊，更新?lián)Q代相對(duì)滯后，很多高校更新器材的周期為10年左右。對(duì)于工科學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)是重要的深化理解知識(shí)的方式，是培養(yǎng)實(shí)際操作能力的渠道，是激發(fā)創(chuàng)新能力的孵化器。因此，實(shí)驗(yàn)室硬件條件不足，嚴(yán)重制約著學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。

2? 新工科背景下自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)路徑

2.1? 學(xué)科知識(shí)優(yōu)化升級(jí)

2018年，佳木斯大學(xué)開展工程教育認(rèn)證活動(dòng)，自動(dòng)化專業(yè)團(tuán)隊(duì)先后赴哈爾濱工程大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)、黑龍江大學(xué)等進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)，根據(jù)教育部專家的指導(dǎo)意見，結(jié)合本校地方性高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，制訂新的自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)方案。新的培養(yǎng)方案有增有減、合理取舍，優(yōu)化了自動(dòng)化學(xué)科結(jié)構(gòu)。首先，由于目前互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展迅速，大學(xué)課堂不再是傳授知識(shí)的唯一場(chǎng)合，慕課、愛課堂、超星等多種互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)平臺(tái)上的大量金課均可以供學(xué)生課下自由學(xué)習(xí)。所以，新的培養(yǎng)方案刪減了部分專業(yè)必修課的學(xué)時(shí)，如電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)，由原來的兩學(xué)期課120學(xué)時(shí)刪減到一學(xué)期56學(xué)時(shí)，其他的課程如檢測(cè)技術(shù)與儀表、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理等課程均有一定幅度的刪減。其次，考慮到傳統(tǒng)技術(shù)選修課所占比例過大，新的培養(yǎng)方案刪掉了機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、控制電機(jī)、建筑供配電系統(tǒng)、LabVIEW系統(tǒng)辨識(shí)等代表傳統(tǒng)技術(shù)的專業(yè)選修課。再次，按新工科要求，增加了智能化技術(shù)相關(guān)課程，如機(jī)器人控制、智能控制等。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生獲取第二學(xué)位，自動(dòng)化專業(yè)申報(bào)第二學(xué)位的學(xué)生大部分選擇了計(jì)算機(jī)專業(yè)。最后，為了增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、項(xiàng)目管理能力，為未來工作打下良好基礎(chǔ)，增加了一門創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與項(xiàng)目管理選修課。

2.2? 實(shí)踐環(huán)節(jié)交叉升級(jí)

一直以來，各大高校自動(dòng)化專業(yè)都非常重視實(shí)踐環(huán)節(jié)。新工科需要培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的工科人才，創(chuàng)新能力從何而來？學(xué)生掌握的理論知識(shí)是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，是原始積累，是先決條件。只有通過實(shí)踐環(huán)節(jié)，才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1）自動(dòng)化專業(yè)通過綜合實(shí)訓(xùn)、金工實(shí)習(xí)、認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)方面，以自動(dòng)化技術(shù)為核心，以注重培養(yǎng)學(xué)生自主分析工程問題、解決工程問題、設(shè)計(jì)工程系統(tǒng)能力為主線，分層次培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。學(xué)生根據(jù)自身要求，自由選擇不同級(jí)別的實(shí)習(xí)課題，培養(yǎng)相應(yīng)的工程實(shí)踐能力：初級(jí)能力為能夠運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際常規(guī)工程問題;中級(jí)能力為能夠運(yùn)用所學(xué)理論創(chuàng)新性解決實(shí)際常規(guī)工程問題;高級(jí)能力為能夠運(yùn)用所學(xué)理論創(chuàng)新性解決新問題。

2）積極拓寬實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容的學(xué)科跨度。傳統(tǒng)的實(shí)踐內(nèi)容有自動(dòng)化與電氣工程交叉、自動(dòng)化與機(jī)械工程交叉、自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)交叉、自動(dòng)化與通信技術(shù)交叉等。新工科背景下，考慮到學(xué)校的康復(fù)醫(yī)學(xué)專業(yè)在全國名列前茅，康復(fù)醫(yī)學(xué)也是新興的前景十分看好的朝陽專業(yè)，學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新性地在實(shí)踐環(huán)節(jié)融入康復(fù)醫(yī)學(xué)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)研發(fā)康復(fù)相關(guān)輔助設(shè)備的自動(dòng)化人才，提高康復(fù)效率和質(zhì)量，幫助患者早日康復(fù)。另外，由于學(xué)校的臨床醫(yī)學(xué)院屬于當(dāng)?shù)厝揍t(yī)院，在自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)融入相關(guān)醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)與研發(fā)，既滿足了新工科背景下地方高校服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的要求，又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。相關(guān)的實(shí)踐課題有“住院部電動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)床的研發(fā)設(shè)計(jì)”“宮頸癌病理圖像自適應(yīng)檢測(cè)與識(shí)別方法研究”等。

2.3? 教師能力同步升級(jí)

新工科注重培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，教師的工程能力在新工科背景下的專業(yè)建設(shè)方面具有舉足輕重的作用。為了提升教師的綜合能力，從三方面同步升級(jí)。首先，學(xué)校出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)教師去企業(yè)和工廠一線頂崗實(shí)習(xí)，在企業(yè)或者工廠的工作量折算成一定的教學(xué)工作量，以培養(yǎng)教師的工程能力;定期選拔優(yōu)秀教師赴國外進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問及考察學(xué)習(xí)，培養(yǎng)教師的國際化視野，將國外大學(xué)優(yōu)秀的人才培養(yǎng)模式引入學(xué)校;鼓勵(lì)教師考取相關(guān)專業(yè)資格證書，自動(dòng)化專業(yè)教師積極響應(yīng)，已經(jīng)有一人通過全國注冊(cè)電氣工程師職業(yè)資格考試初試。其次，學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)定期聘請(qǐng)企業(yè)優(yōu)秀工程師作演講、開展短期培訓(xùn)，建立工程師—教師“雙師”技術(shù)研討論壇，搭建起全方位多維度的工程師教師溝通學(xué)習(xí)平臺(tái)。最后，學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)高度重視課程思政滲透，積極組織團(tuán)隊(duì)，申報(bào)思政建設(shè)示范課，其中供配電工程課程成功申報(bào)為校級(jí)課程思政教育教學(xué)試點(diǎn)課程。

2.4? 校企合作強(qiáng)化升級(jí)

學(xué)校由于不參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，人才培養(yǎng)總是相對(duì)滯后。企業(yè)用人需求才是反映市場(chǎng)和行業(yè)需求的風(fēng)向標(biāo)，企業(yè)培養(yǎng)人才具有精準(zhǔn)性，能在短時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)出應(yīng)用型人才。所以，加強(qiáng)校企合作是高校加快跟隨技術(shù)發(fā)展步伐、培養(yǎng)大量高素質(zhì)合格人才的捷徑。自動(dòng)化專業(yè)通過與地方企業(yè)大洲電氣等公司強(qiáng)化合作，以實(shí)習(xí)和做項(xiàng)目等方式聯(lián)合培養(yǎng)應(yīng)用型人才。學(xué)生通過校企合作培養(yǎng)，明確了學(xué)習(xí)方向，掌握了相關(guān)技術(shù)，提高了工程應(yīng)用能力，畢業(yè)就業(yè)機(jī)會(huì)良好。

2.5? 實(shí)驗(yàn)室多樣化升級(jí)

為了解決實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相對(duì)老舊、數(shù)量相對(duì)不足的缺憾，學(xué)校一方面加大設(shè)備維護(hù)資金的投入，完善、增加實(shí)驗(yàn)室設(shè)備;另一方面，電氣工程系引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室具有更直觀、更生動(dòng)、更安全等多種優(yōu)勢(shì)。如供配電工程課程實(shí)驗(yàn)，以往學(xué)生在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用集成的方式，不能真實(shí)地反映實(shí)際變電站的環(huán)境;而運(yùn)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生猶如進(jìn)入真實(shí)的變電所，極大地激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于未知的元件，只需要輕觸鼠標(biāo)即可獲得元件說明，逼真的動(dòng)畫加教師講解，使得實(shí)驗(yàn)原理變得更加容易理解。通過“一虛一實(shí)”的多樣化實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解更加透徹，實(shí)踐能力大大提高，為工程能力培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)。

3? 結(jié)束語

新工科既是教育部對(duì)國內(nèi)高校提出的新要求，也是國內(nèi)高校應(yīng)對(duì)新的經(jīng)濟(jì)技術(shù)形勢(shì)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新機(jī)遇。佳木斯大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)積極開展工程認(rèn)證工作，探索新工科背景下地方高校自動(dòng)化專業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)模式。目前，自動(dòng)化專業(yè)通過以上升級(jí)改革，學(xué)生就業(yè)率在全校穩(wěn)步增長，保持在前列;招生人數(shù)逐年擴(kuò)大，改革初見成效。但是仍然存在很多需要持續(xù)改進(jìn)的問題，要求不斷總結(jié)完善，緊緊跟隨新時(shí)代技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)掌握新技術(shù)的高質(zhì)量人才，做好產(chǎn)教融合工作，完成服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)任務(wù)。

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