新工科背景下自動化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究

劉成芳 顧雅青

（山東華宇工學(xué)院 山東 德州 253034）

教育部新工科教育改革戰(zhàn)略，是立足于“中國制造2025”戰(zhàn)略發(fā)展要求提出的新命題，同時也是對新一輪產(chǎn)業(yè)革命帶來的挑戰(zhàn)的積極應(yīng)對。新工科是相對于傳統(tǒng)工科而言的，是基于新產(chǎn)業(yè)的動態(tài)概念，“工科”依然是其本質(zhì)，“新”是其發(fā)展的取向。新工科的發(fā)展，既要設(shè)置新興的工科專業(yè)，又要以互聯(lián)網(wǎng)和人工智能為中心，推動傳統(tǒng)工科專業(yè)的優(yōu)化升級。自動化專業(yè)是應(yīng)用型工科專業(yè)，在新工科背景下，加強自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)對于推動經(jīng)濟發(fā)展有重要的作用。高校作為人才培養(yǎng)的基地，要結(jié)合行業(yè)需求，在適應(yīng)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新培養(yǎng)路徑，培養(yǎng)專業(yè)理論扎實、實踐創(chuàng)新能力強的高素質(zhì)工科人才。

一、新工科對自動化應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求

高校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)與研究型人才培養(yǎng)不同，是以行業(yè)應(yīng)用為本，突出行業(yè)的特色，通過理論與實踐教育，讓大學(xué)生能夠做到學(xué)以致用，滿足行業(yè)發(fā)展需要。新工科背景下，自動化應(yīng)用型人才培養(yǎng)的理念要新、人才培養(yǎng)的模式要新。要在深入研究國內(nèi)外工程教育改革經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出教育新理念，完善課程體系，加大實踐教學(xué)力度，培養(yǎng)專業(yè)人才。自動化專業(yè)是涵蓋多學(xué)科的綜合性專業(yè)，對于人才培養(yǎng)的要求較高。自動化應(yīng)用型人才既要掌握扎實的基礎(chǔ)知識，又要具備豐富的自動化專業(yè)理論知識，同時，還要具備較強的實踐能力、創(chuàng)新能力。該專業(yè)人才要有自動化技術(shù)控制的初步設(shè)計能力、自動化技術(shù)的研發(fā)、設(shè)計及自動化系統(tǒng)的應(yīng)用與維護能力等。[1]傳統(tǒng)的自動化專業(yè)更加注重機器自動控制和操作，但是在互聯(lián)網(wǎng)、人工智能快速發(fā)展的背景下，產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)管理等都在向信息化、智能化的方向發(fā)展，因此，高校的自動化專業(yè)人才培養(yǎng)需要更新培養(yǎng)理念，結(jié)合地方經(jīng)濟發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)需求的基礎(chǔ)上，由單一的學(xué)科培養(yǎng)向多學(xué)科交叉融合的方向發(fā)展，培養(yǎng)行業(yè)需要的人才。

二、當前自動化專業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)存在的問題

1.人才培養(yǎng)理念滯后

在人才培養(yǎng)方面，由于培養(yǎng)理念的滯后，導(dǎo)致人才培養(yǎng)與行業(yè)需求偏離，不能滿足經(jīng)濟新常態(tài)下企業(yè)對人才需求的新標準。有的高校自動化專業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展融合不夠；有的多年未進行改革創(chuàng)新，依然采用研究型人才培養(yǎng)的模式，導(dǎo)致課程設(shè)置不合理，教學(xué)體系不完善，畢業(yè)生對口就業(yè)率不高；甚至有的大學(xué)生要轉(zhuǎn)行到其他行業(yè)發(fā)展，社會資源的隱形浪費比較嚴重；還有高校把應(yīng)用型人才的培養(yǎng)等同于職業(yè)技能訓(xùn)練，把人才培養(yǎng)“職業(yè)化”，導(dǎo)致自動化專業(yè)的廣度和深度不斷縮小，不利于學(xué)生畢業(yè)后的持續(xù)發(fā)展。

2.教學(xué)模式陳舊

自動化專業(yè)的教學(xué)主要分為課堂教學(xué)和實踐教學(xué)。在課堂教學(xué)中，灌輸式的教學(xué)模式仍占主要地位。在大班授課模式下，在有限的課堂時間內(nèi)，雖然通過教師系統(tǒng)的知識灌輸可以讓大多數(shù)學(xué)生接收到新的知識，但教學(xué)效果卻很難達到預(yù)期。自動化專業(yè)屬于應(yīng)用型的工科專業(yè)，理論性很強，單純的灌輸式教學(xué)會讓大學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣。實踐教學(xué)過程中，課程實驗存在形式化的問題。[2]與專業(yè)相關(guān)的實驗多是驗證性的實驗，很少有關(guān)于設(shè)計的綜合性實驗，大學(xué)生的發(fā)散性思維得不到有效發(fā)揮，雖然開展了實驗教學(xué)，但是大學(xué)生總體上的實踐能力不強。

3.師資隊伍建設(shè)不足

自動化應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，要加強對大學(xué)生專業(yè)理論知識的傳授，還要有大量的實踐教學(xué)活動來幫助大學(xué)生深化專業(yè)知識，這就需要有技術(shù)應(yīng)用型的教師作支撐。但實際上，我國很多高校的專業(yè)課教師都是畢業(yè)后直接到學(xué)校從事教學(xué)工作，這些教師理論知識豐富，實踐經(jīng)驗欠缺，只能以理論教學(xué)為主。教師本身的工程意識比較弱，加上實踐能力不足，很難為大學(xué)生的實踐教學(xué)提供有效的指導(dǎo)，實用型人才的培養(yǎng)效果也難以達到預(yù)期。[3]

三、新工科背景下自動化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)策略

1.以行業(yè)需求為導(dǎo)向，更新人才培養(yǎng)理念

任何學(xué)科的持續(xù)發(fā)展都要以經(jīng)濟發(fā)展與行業(yè)需求為基礎(chǔ)，自動化專業(yè)的實用人才培養(yǎng)要將出發(fā)點和落腳點放在學(xué)生身上。培養(yǎng)的過程要注重理論與實踐的有機結(jié)合，有效地縮短理論知識和實際應(yīng)用要求的距離。要摒棄傳統(tǒng)的、封閉式的人才培養(yǎng)模式，由單一的學(xué)科培養(yǎng)向多學(xué)科融合培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。比如加大與農(nóng)業(yè)工程、機器人工程、生物工程等學(xué)科的融合，鼓勵學(xué)生跨學(xué)科、跨院系選修其他和自動化相關(guān)的課程，實現(xiàn)多學(xué)科交叉培養(yǎng)。結(jié)合學(xué)生的實際，建立多元的人才培養(yǎng)體系，實施分層次培養(yǎng)，為學(xué)生的自由發(fā)展創(chuàng)造條件。針對多數(shù)大學(xué)生，以培養(yǎng)專業(yè)技能，提高其就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力為主。結(jié)合行業(yè)需求，以就業(yè)創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向，加強專業(yè)理論知識及實踐教學(xué)，提升其綜合素質(zhì)，提高就業(yè)競爭力。對于少數(shù)專業(yè)知識扎實、學(xué)習(xí)能力強的大學(xué)生，可以開展“1+X”的拓展教學(xué)，除專業(yè)知識以外，開展管理、工程等領(lǐng)域的知識，培養(yǎng)一專多能的復(fù)合型人才。[4]通過多元的人才培養(yǎng)體系，分層次培養(yǎng)，既做到了因材施教，發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，又可以滿足行業(yè)對人才的多元需求。

2.創(chuàng)新教學(xué)模式，提高教學(xué)效果

新工科背景下的自動化專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要優(yōu)化教學(xué)方式，提高教學(xué)效果。自動化專業(yè)的知識點缺少人文特色，以公式推導(dǎo)、計算為主，晦澀難懂，很難引起學(xué)生的興趣。因此，在專業(yè)知識教學(xué)過程中，教師要在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，合理應(yīng)用多種教學(xué)方式。如用工程案例來豐富教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生積極參與；科學(xué)地采用探討式、個性化的教學(xué)方式，發(fā)揮大學(xué)生的主體作用，引導(dǎo)其通過分析、探討提出解決問題的方案；利用慕課、微課、混合式教學(xué)等新興的教學(xué)方式，不斷提高大學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度，夯實專業(yè)理論基礎(chǔ)。課后布置相應(yīng)的作業(yè)，使學(xué)生鞏固課堂知識，檢驗學(xué)習(xí)過程中有哪些不足，有針對性地進行彌補。此外，優(yōu)化實驗實踐教學(xué)方式。實驗課是自動化專業(yè)校內(nèi)實踐的主要方式，應(yīng)該盡量減少驗證性的實驗，增加設(shè)計性的綜合實驗，改變理論教學(xué)與實驗教學(xué)割裂的現(xiàn)狀，激發(fā)大學(xué)生的參與興趣，提高其動手能力，培養(yǎng)其縝密的思考能力?？梢愿鶕?jù)不同學(xué)習(xí)階段設(shè)置難度系數(shù)不同的實驗，讓大學(xué)生都參與到實驗過程中，避免實驗教學(xué)形式化。設(shè)置基礎(chǔ)性實驗和綜合性研究實驗，為不同基礎(chǔ)的大學(xué)生提供實驗機會?；A(chǔ)性實驗主要鍛煉大學(xué)生的基本生產(chǎn)操作技能，掌握實際生產(chǎn)中的儀器設(shè)備的規(guī)范使用和操作規(guī)程。綜合研究性實驗是在基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，將不同的實驗單元用一個工藝流程組合起來，強化大學(xué)生對實際問題的解決能力，培養(yǎng)大學(xué)生的工程意識。在實驗教學(xué)過程中，可以鼓勵有興趣的學(xué)生參與實驗室的儀器、設(shè)備的日常維護，提升學(xué)生的實際工程能力。

3.以賽促學(xué)，搭建創(chuàng)新實踐平臺

自動化專業(yè)應(yīng)用型人才具有專業(yè)性、實踐性的特征，只有不斷實踐才能提高應(yīng)用能力。除了加強專業(yè)課程理論實踐教學(xué)外，還要和相近專業(yè)的人才競賽，來驗證教學(xué)效果。首先，結(jié)合校園的“第二課堂”搭建創(chuàng)新實踐平臺，提高大學(xué)生的工程實踐能力?？梢岳门d趣小組、專業(yè)強化班等，將競賽的內(nèi)容引入其中，通過教師的引導(dǎo)，大學(xué)生的主體參與，更好地培養(yǎng)大學(xué)生的工程創(chuàng)新能力、設(shè)計能力及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。同時，鼓勵大學(xué)生參與省內(nèi)、國內(nèi)的學(xué)科專業(yè)競賽，以競賽為突破口，有效補充常規(guī)教學(xué)存在的不足，提高大學(xué)生對專業(yè)知識的掌握，提升其動手實踐能力，促使其學(xué)會主動思考，將知識不斷內(nèi)化。[5]通過競賽，還能讓大學(xué)生檢驗自己的理論知識掌握程度，查漏補缺。教師在指導(dǎo)大學(xué)生的過程中，能發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，給予有針對性的指導(dǎo)，同時優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，真正做到以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改。在競賽過程中，還可以培養(yǎng)大學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和工程素質(zhì)，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

4.加強校企合作，構(gòu)建協(xié)同共育的培養(yǎng)模式

加強校企深度合作，為大學(xué)生的實踐教學(xué)提供平臺。為促進校企更深度的合作，高?？梢猿闪ｉT的工作小組來解決校企合作過程中出現(xiàn)的問題。為調(diào)動企業(yè)參與的積極性，可以優(yōu)先安排優(yōu)秀的大學(xué)生到企業(yè)實踐，大學(xué)生的省級、國家級競賽可以掛合作企業(yè)的名稱參賽，優(yōu)秀畢業(yè)生優(yōu)先提供給合作企業(yè)等，提高企業(yè)參與人才培養(yǎng)的積極性。在人才培養(yǎng)方案的制定過程中，邀請企業(yè)專家，或到企業(yè)內(nèi)征求專家的意見，共同研討人才培養(yǎng)的目標及具體的課程設(shè)置等內(nèi)容，深度結(jié)合企業(yè)的人才需求，制定合理的培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱。加強校企互動，確保大學(xué)生四年不間斷地參與企業(yè)實踐。[6]在大學(xué)一年級，安排大學(xué)生到企業(yè)參觀，了解企業(yè)的實際生產(chǎn)過程。定期邀請企業(yè)內(nèi)的專家到校講學(xué)，也可以在企業(yè)開展現(xiàn)場教學(xué)，讓大學(xué)生更了解行業(yè)動態(tài)。在大二、大三期間，安排大學(xué)生進行企業(yè)工程實踐。在校企合作的實踐教學(xué)基地，由企業(yè)工程師按照企業(yè)的生產(chǎn)模式對大學(xué)生進行專業(yè)的指導(dǎo)，實現(xiàn)課堂教學(xué)與生產(chǎn)現(xiàn)場的結(jié)合。大四年級主要安排大學(xué)生到企業(yè)頂崗實習(xí)，采用員工式管理，讓大學(xué)生盡快適應(yīng)崗位要求。在畢業(yè)設(shè)計階段，由企業(yè)的工程師按照企業(yè)的生產(chǎn)需求指導(dǎo)大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，讓畢業(yè)設(shè)計不再流于形式，和企業(yè)的生產(chǎn)緊密結(jié)合。通過校企合作，提高大學(xué)生的實踐能力，為其走上工作崗位奠定基礎(chǔ)。

5.加強雙師型師資隊伍建設(shè)

教師是人才培養(yǎng)的主要力量，無論教學(xué)方法的創(chuàng)新還是課程內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)置，都是為了提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。具體的培養(yǎng)工作需要教師來完成，通過教師的教學(xué)引導(dǎo)，提高大學(xué)生的理論知識積累和實踐能力。因此，自動化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，對師資力量建設(shè)提出了更高的要求。要求教師除了具備專業(yè)的理論知識外，還要有豐富的教學(xué)實踐經(jīng)驗。在新工科背景下，高校要加強人才的引進和培養(yǎng)力度。首先，按照自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，引進相關(guān)專業(yè)的優(yōu)秀人才。優(yōu)秀的教師及有多年企業(yè)工作經(jīng)驗的相關(guān)技術(shù)人才都可以作為引進對象。積極引進優(yōu)秀青年教師，保證教師隊伍的發(fā)展活力，同時也要返聘資深的退休教師，利用其豐富的教學(xué)經(jīng)驗來提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。采用老帶新、定期交流、觀摩教學(xué)等形式來逐漸提高教學(xué)技能。[7]搭建教師培訓(xùn)的平臺，通過定期的培訓(xùn)提高教師的教學(xué)能力、專業(yè)素養(yǎng)和道德水平。定期考核，確保培訓(xùn)有效果。其次，借助校企合作，讓專業(yè)課教師定期參與企業(yè)的一線生產(chǎn)工作，在企業(yè)的實踐中不斷提高教師的實踐教學(xué)能力。同時，聘請企業(yè)的專家或一線研發(fā)人員擔(dān)任自動化專業(yè)課的兼職教師，為大學(xué)生帶來前沿的技術(shù)教學(xué)。

四、結(jié)語

目前，高校的自動化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)以學(xué)科建設(shè)為主，導(dǎo)致大學(xué)生不能很好地將理論知識運用到實踐中，這種理論與實踐脫節(jié)的人才培養(yǎng)模式不能滿足行業(yè)和崗位的要求。在新工科背景下，高校應(yīng)該創(chuàng)新教學(xué)理念，拓展多元的培養(yǎng)路徑，加強校企合作，形成人才培養(yǎng)合力，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。