新形勢(shì)下高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探析

王伊琳 楊旭

摘 要：國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略背景下，新工科更注重實(shí)用性、創(chuàng)新性和交叉融合性，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)作為一門(mén)工程實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科，如何在新形勢(shì)下進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生具備面向新工科的知識(shí)儲(chǔ)備和綜合素質(zhì)養(yǎng)成尤為重要。通過(guò)文獻(xiàn)搜集法、案例分析法提出了建立理論與實(shí)操相容的辯證關(guān)系、將指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)、在市場(chǎng)需求導(dǎo)向下優(yōu)化實(shí)驗(yàn)思維、建構(gòu)具有學(xué)科交叉性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、使學(xué)生建立自組織實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)等五個(gè)改革目標(biāo)，同時(shí)指出將面對(duì)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在信息壁壘、探究性實(shí)驗(yàn)存在技術(shù)路徑收斂難題、學(xué)生專(zhuān)業(yè)意識(shí)阻礙商業(yè)思維的建立、工程技術(shù)與人文元素交叉存在困難、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的自組織學(xué)習(xí)環(huán)境缺失等五大挑戰(zhàn)。最后以挑戰(zhàn)作為問(wèn)題域，提出高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的整合教學(xué)團(tuán)隊(duì)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正反饋效應(yīng)、為學(xué)生提供多元探究性實(shí)驗(yàn)的渠道和平臺(tái)、校企合作下為實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建真實(shí)工作情境、加強(qiáng)課程思政建設(shè)以充實(shí)人文精神教學(xué)內(nèi)容、引入混合式教法重建學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)習(xí)慣五個(gè)教學(xué)改革思路，以培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新意識(shí)高、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力突出的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。

關(guān)鍵詞：新工科;自動(dòng)化專(zhuān)業(yè);教學(xué)改革;混合式教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0; G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3963/j.issn.1671-6477.2022.04.020

隨著我國(guó)“新工科”人才培養(yǎng)理念的提出，在新形勢(shì)下高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨著改革要求。我國(guó)在步入社會(huì)主義新時(shí)代后，為了應(yīng)對(duì)全球新一輪科技革命對(duì)高端人才資源的需求與競(jìng)爭(zhēng)，高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也存在著改革必要。根據(jù)《自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教程》的體例安排，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要由信號(hào)與系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理、電力電子技術(shù)、電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理及接口技術(shù)、可編程序控制器、DSP原理與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)等專(zhuān)業(yè)課程組成。不同實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目之間存在著技術(shù)流程和功能原理的異質(zhì)性，這就要求從整體視角出發(fā)，從總括層面尋找到自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路。

一、相關(guān)研究綜述

自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)著重于科技創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用，深入影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的各個(gè)方面，對(duì)于社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重大作用，是現(xiàn)代應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)工科建設(shè)的重要內(nèi)容，更是衡量國(guó)家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。對(duì)于新形勢(shì)下自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，很多專(zhuān)家學(xué)者提出了自己獨(dú)到的見(jiàn)解與看法。房立存基于對(duì)新成立的應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)建設(shè)背景的思考，闡述了在新工科背景下應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索過(guò)程與實(shí)施路徑^[1];劉曉面向機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，構(gòu)建了“三層次—九模塊—五結(jié)合”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，明確了各實(shí)驗(yàn)層次、實(shí)驗(yàn)?zāi)K的具體內(nèi)容^[2];黃倩分析了我國(guó)應(yīng)用型高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)所存在的局限和不足，提出了應(yīng)用型高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式建議^[3];榮海林認(rèn)為在新工科背景下自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需求對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更大挑戰(zhàn)，并以樣本高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)為對(duì)象，提出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)需加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，創(chuàng)新“授驗(yàn)結(jié)合”式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的觀點(diǎn)^[4]，實(shí)踐證明，該實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式取得了良好的教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)、實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展以及學(xué)科建設(shè)都起到了強(qiáng)有力的助推作用;李明構(gòu)建了啟發(fā)性實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、虛擬在線實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新項(xiàng)目、大學(xué)生競(jìng)賽、應(yīng)用型畢業(yè)設(shè)計(jì)等逐層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程，分析了各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)方法和目的，構(gòu)建了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，試圖幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從認(rèn)識(shí)到自主設(shè)計(jì)、從提升到應(yīng)用階段的遞進(jìn)^[5];趙久強(qiáng)圍繞以學(xué)生為本、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高、協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和評(píng)價(jià)體系等方面，介紹了自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域的改革和實(shí)踐^[6];白銳針對(duì)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，提出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略，其策略包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的完善和優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)^[7];么洪飛在討論傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問(wèn)題的同時(shí)，結(jié)合自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的師資和實(shí)驗(yàn)室資源，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間和空間、教學(xué)方式方法及實(shí)驗(yàn)的考核等方面，提出了自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的構(gòu)想^[8]。

上述研究所形成的觀點(diǎn)構(gòu)成了當(dāng)前的主流研究思想，其中不乏值得有本文借鑒的地方。但在這里也需要指出，當(dāng)前主流研究尚未形成“新工科”背景下開(kāi)展主題討論的傳統(tǒng)，即使已有研究提及了“新工科”背景，但仍缺乏開(kāi)放的研究視野。所謂“開(kāi)放的研究視野”是指，基于新一輪科技革命對(duì)工程技術(shù)類(lèi)人才的培養(yǎng)要求，應(yīng)將產(chǎn)業(yè)發(fā)展、崗位能力要求、學(xué)科交叉、市場(chǎng)人才需求等因素納入研究視野，進(jìn)而使自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革在滿足教學(xué)技術(shù)和育人規(guī)律的同時(shí)，還能明確自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的人才需求指向。由此，主流研究存在的不足，便為本文的立論提供了啟示與拓展研究的空間。

二、新形勢(shì)下高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)定位

具體而言，基于分層原理可將實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)定位如下：

（一）定位于建立理論與實(shí)操相容的辯證關(guān)系

作為基礎(chǔ)層級(jí)，在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中需建立理論與實(shí)操相容的辯證關(guān)系。哲學(xué)范式下的辯證關(guān)系強(qiáng)調(diào)了事物之間的普遍聯(lián)系性，在這里則反映為理論知識(shí)研習(xí)與實(shí)操技能提升之間的關(guān)聯(lián)性。具體而言，學(xué)生所具備的理論知識(shí)構(gòu)成了他們的專(zhuān)業(yè)意識(shí)，在專(zhuān)業(yè)意識(shí)的驅(qū)動(dòng)下學(xué)生應(yīng)有目的地展開(kāi)實(shí)操活動(dòng)。與此同時(shí)，學(xué)生在實(shí)操活動(dòng)中所獲得的實(shí)踐認(rèn)知又應(yīng)助力自身專(zhuān)業(yè)意識(shí)的提升與再造。在二者相容的基礎(chǔ)上，學(xué)生最終成為理論知識(shí)與實(shí)操能力兼?zhèn)涞淖詣?dòng)化工程應(yīng)用型人才。確立上述改革目標(biāo)，歸因于解決當(dāng)前在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的理論與實(shí)操呈板塊化銜接的問(wèn)題，即偏向于以實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)印證理論知識(shí)，學(xué)生則在所謂標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)操流程中證明理論知識(shí)的正確性。

（二）定位于將指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)

隨著理論與實(shí)踐相容中辯證關(guān)系的建立，便需改變當(dāng)前以實(shí)操印證理論的單向反饋模式，進(jìn)而也需變革自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值導(dǎo)向。為此，這里的改革目標(biāo)定位于將指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)。所謂“指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)”是指學(xué)生在規(guī)定的實(shí)操流程中完成既定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果需與既定的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)照，并以對(duì)照后的答案匹配度作為評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)操成績(jī)的關(guān)鍵指標(biāo);而“探究性實(shí)驗(yàn)”指的是聯(lián)系產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)并結(jié)合學(xué)生目前的能力水平，圍繞預(yù)設(shè)的課題（生產(chǎn)任務(wù)）開(kāi)展實(shí)操活動(dòng)。顯然，探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有不確定性，這種不確定性或者為學(xué)生團(tuán)隊(duì)無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，或者為課題（生產(chǎn)任務(wù)）本身在目前還不具有完成的條件。這種轉(zhuǎn)變所帶來(lái)的紅利為學(xué)生可以從探究性實(shí)驗(yàn)中形成問(wèn)題意識(shí)，也能從中獲得科學(xué)精神和工匠精神的啟蒙。

（三）定位于在市場(chǎng)需求導(dǎo)向下優(yōu)化實(shí)驗(yàn)思維

目前，在主流研究中并未聯(lián)系市場(chǎng)需求來(lái)探討自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革議題，因?yàn)橹T多研究者并不具備經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的基礎(chǔ)知識(shí)。在新形勢(shì)下，自動(dòng)化領(lǐng)域中的一切研究成果都需轉(zhuǎn)為商用，才能使研究成果最終成為推動(dòng)我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的微觀載體，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革目標(biāo)在這里便需定位于在市場(chǎng)需求導(dǎo)向下優(yōu)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維。優(yōu)化后的學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維應(yīng)體現(xiàn)為學(xué)生能自覺(jué)根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際選擇實(shí)驗(yàn)方向，也能自覺(jué)契合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)，對(duì)如何改進(jìn)技術(shù)和工藝流程來(lái)降低制造成本和制造周期進(jìn)行思考。為了使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維得到優(yōu)化，需首先打破實(shí)驗(yàn)教師的固有思維，即習(xí)慣于以學(xué)生技術(shù)精進(jìn)為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)意識(shí)。另外，還需為學(xué)生補(bǔ)充有關(guān)自動(dòng)化研究成果的商業(yè)轉(zhuǎn)化知識(shí)。

（四）定位于建構(gòu)具有學(xué)科交叉性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在新形勢(shì)下各學(xué)科之間的交叉貫通成為了常態(tài)，如在人工智能領(lǐng)域倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)成為了約束技術(shù)濫用的依據(jù)。為了使學(xué)生能夠適應(yīng)新形勢(shì)下自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)還需定位于建構(gòu)具有學(xué)科交叉性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也可看作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，且在開(kāi)發(fā)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)形態(tài)時(shí)，需在學(xué)科交叉中尋找靈感。同時(shí)，自動(dòng)化領(lǐng)域本身所存在的學(xué)科交叉性特征，又從客觀上要求對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作出改革。在建構(gòu)具有學(xué)科交叉性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，還需直面其中所存在的約束條件。其中，課程約束和實(shí)驗(yàn)條件約束成為了約束條件的重要組成部分，為探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向提供了問(wèn)題域。

（五）定位于使學(xué)生建立自組織實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)

在新形勢(shì)下開(kāi)展自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還需為學(xué)生建立自組織實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)創(chuàng)造條件，構(gòu)成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革目標(biāo)?！白越M織實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”可界定為：（1）學(xué)生在面對(duì)實(shí)操問(wèn)題時(shí)具備專(zhuān)業(yè)思考的自覺(jué)，并能主動(dòng)搜集與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有關(guān)的資料;（2）學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能夠自覺(jué)遷移和整合理論知識(shí)，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果間的差異作出反思，而不是盲目否定自己的結(jié)論;（3）學(xué)生在受到實(shí)驗(yàn)啟發(fā)后，能自覺(jué)、主動(dòng)地關(guān)注產(chǎn)業(yè)相關(guān)信息，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式成為了必須。

三、新形勢(shì)下高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革所面臨的挑戰(zhàn)

自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革在貫徹上述目標(biāo)時(shí)，會(huì)面臨以下五個(gè)方面的挑戰(zhàn)：

（一）理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在信息壁壘

已知在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中需建立理論與實(shí)踐兩者間的辯證關(guān)系，但在構(gòu)建這種關(guān)系時(shí)卻面臨信息壁壘所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。這里的“信息壁壘”指在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，理論教學(xué)任務(wù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)一般分由不同的教學(xué)主體承擔(dān)，這就在客觀上使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)間存在著信息壁壘。理論課教師并不具有為實(shí)驗(yàn)教學(xué)定向提供知識(shí)鋪墊的主觀自覺(jué)，實(shí)驗(yàn)課教師也不具備幫助學(xué)生整合、遷移、反思理論知識(shí)的主觀意識(shí)。兩類(lèi)教學(xué)主體依照自己的崗位職責(zé)，基于各自的教學(xué)體例完成著自己的工作任務(wù)。

（二）探究性實(shí)驗(yàn)存在技術(shù)路徑收斂難題

在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中建立探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)形態(tài)，這可以被看作為一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新。然而，在打造該實(shí)驗(yàn)教學(xué)形態(tài)時(shí)，卻面臨著技術(shù)路徑收斂難題所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。在前面的論述中已指出，探究性實(shí)驗(yàn)拋棄了封閉命題的傳統(tǒng)，并基于新形勢(shì)下的自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，以開(kāi)放的命題來(lái)塑造學(xué)生的科學(xué)精神和工匠精神。顯然，開(kāi)放的命題所催生出的不確定性將對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理帶來(lái)壓力。其中，實(shí)驗(yàn)時(shí)間控制、實(shí)驗(yàn)資源投入控制、實(shí)驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)控制等，都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生前所未有的壓力。

（三）學(xué)生專(zhuān)業(yè)意識(shí)阻礙商業(yè)思維的建立

在改革自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，需以開(kāi)放的心態(tài)來(lái)面對(duì)學(xué)生未來(lái)的職業(yè)選擇和走向。具體而言，在新形勢(shì)下學(xué)生即使在自動(dòng)化領(lǐng)域就業(yè)，他們不僅可擔(dān)負(fù)研發(fā)生產(chǎn)任務(wù)，也可以承擔(dān)客戶維護(hù)、售后服務(wù)等管理工作，所以優(yōu)化他們的實(shí)驗(yàn)思維十分必要。然而，學(xué)生所累積起的專(zhuān)業(yè)意識(shí)卻阻礙了他們商業(yè)思維的建立，并在相對(duì)封閉的專(zhuān)業(yè)教育大環(huán)境下，學(xué)生個(gè)體因受群體意識(shí)的影響又會(huì)強(qiáng)化自我的專(zhuān)業(yè)意識(shí)，而更為排斥專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域以外的商業(yè)知識(shí)。

（四） 工程技術(shù)與人文元素交叉存在困難

在主流研究中已有研究者基于“新工科”背景提出了學(xué)科交叉議題，他們?cè)趯?duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的建議中也意識(shí)到學(xué)科交叉的客觀必要性。然而，主流研究提出的學(xué)科交叉觀點(diǎn)仍具狹隘性，未能將工程技術(shù)與人文元素間的交叉融合納入研究視野，這一研究現(xiàn)象與工程技術(shù)與人文元素在交叉中所存在困難存有關(guān)聯(lián)。需要強(qiáng)調(diào)的是，學(xué)生若缺乏人文關(guān)懷精神和敬畏社會(huì)倫理道德的心理，在未來(lái)的職業(yè)生涯中，單純以一種“工具理性”來(lái)驅(qū)動(dòng)自我的專(zhuān)業(yè)技術(shù)發(fā)展，而無(wú)法成為心系國(guó)家和人民福祉的工程技術(shù)人員。

（五） 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的自組織學(xué)習(xí)環(huán)境缺失

當(dāng)前，主流研究并未對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生自組織學(xué)習(xí)系統(tǒng)的建設(shè)問(wèn)題展開(kāi)討論，而這確是一個(gè)重要問(wèn)題。另外，筆者在構(gòu)建學(xué)生自組織學(xué)習(xí)系統(tǒng)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著自組織學(xué)習(xí)環(huán)境缺失的現(xiàn)狀。我們?cè)谏衔闹幸阎赋觯瑢?shí)驗(yàn)課教師依照教學(xué)體例完成教學(xué)任務(wù)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)難以延伸至課后。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)以學(xué)生所提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主要依據(jù)，這又抑制了學(xué)生延伸實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)的主觀意愿。由此，因存在由自組織學(xué)習(xí)環(huán)境缺失所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，便難以使自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革獲得一種全新的面貌。

四、新形勢(shì)下高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革思路

根據(jù)以上所述，新形勢(shì)下高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路構(gòu)建如下：

（一）整合教學(xué)團(tuán)隊(duì)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正反饋效應(yīng)

在新形勢(shì)下需要建立高水平的自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，針對(duì)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)分別組建師資隊(duì)伍具有其內(nèi)在的合理性，但仍需通過(guò)整合教學(xué)團(tuán)隊(duì)來(lái)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正反饋效應(yīng)。在不改變師資教學(xué)職能的前提下，整合教學(xué)團(tuán)隊(duì)的重點(diǎn)應(yīng)為：建立信息交互和共享機(jī)制，使理論教學(xué)師資能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)定向進(jìn)行知識(shí)鋪墊，實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資也能為理論教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了使教學(xué)團(tuán)隊(duì)在整合中獲得制度保障，可以根據(jù)“課程群”組建包含理論教學(xué)師資和實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資在內(nèi)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。如，可將“可編程序控制器、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、DSP原理與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”作為課程群，組建該課程群的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞著建立理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)間的辯證關(guān)系，共同研討能夠使理論與實(shí)驗(yàn)相容的教學(xué)體例，進(jìn)而增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正反饋效應(yīng)。

（二）為學(xué)生提供多元探究性實(shí)驗(yàn)的渠道和平臺(tái)

在新形勢(shì)下需要激活學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新性思維潛力，所以應(yīng)為他們提供多元化的探究性實(shí)驗(yàn)渠道和平臺(tái)。首先，可通過(guò)改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式，為學(xué)生課題小組開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室資源，并在指導(dǎo)教師的協(xié)助下為學(xué)生提供開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)的渠道和平臺(tái)。其次，隨著學(xué)生進(jìn)入高年級(jí)，可以將部分優(yōu)秀學(xué)生吸收到教師的課題組之中，通過(guò)讓學(xué)生從事文獻(xiàn)搜集、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，并參與實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)等工作，使學(xué)生獲得探究性實(shí)驗(yàn)的渠道和平臺(tái)。最后，在“雙創(chuàng)”活動(dòng)中對(duì)具有商業(yè)價(jià)值的自動(dòng)化設(shè)計(jì)項(xiàng)目提供孵化平臺(tái)，讓學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)能夠借助學(xué)校、企業(yè)、政府等多方力量，獲取探究性實(shí)驗(yàn)的渠道和平臺(tái)。在為學(xué)生提供上述條件時(shí)，高校需對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類(lèi)、分層管理，即為了提高實(shí)驗(yàn)資源投入的產(chǎn)出比值，應(yīng)重點(diǎn)為具有創(chuàng)造性思維能力的學(xué)生提供上述渠道和平臺(tái)。

（三）校企合作下為實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建真實(shí)的工作情境

比較而言，讓自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生形成商業(yè)思維較為困難，其原因上文已經(jīng)作出了分析。但在新形勢(shì)下，高校需要培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)的自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才，且這也有助于拓寬學(xué)生的就業(yè)門(mén)路。根據(jù)“實(shí)踐—認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)”的邏輯進(jìn)路，高校應(yīng)在校企合作框架下為實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建真實(shí)的工作情境。如，由企業(yè)方提供商業(yè)案例，案例可涉及自動(dòng)化設(shè)備研發(fā)時(shí)的成本控制議題，以及簡(jiǎn)化技術(shù)工藝流程以提高自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)能的議題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前期，教師應(yīng)在向?qū)W生介紹案例的同時(shí)，對(duì)其中所蘊(yùn)含的商業(yè)原理作出分析，如向?qū)W生解釋為何需要控制研發(fā)成本，以及一般采取怎樣的方式來(lái)簡(jiǎn)化技術(shù)工藝流程。這樣一來(lái)，學(xué)生便能在知其然并知其所以然的思想狀態(tài)下逐步獲得理性的商業(yè)思維能力。

（四）加強(qiáng)課程思政建設(shè)，充實(shí)人文精神教學(xué)內(nèi)容

在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需主動(dòng)實(shí)踐課程思政，從上文的論述中可知，課程思政主要起到培育學(xué)生人文精神的作用。由于自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)所面向的行業(yè)十分廣泛，不同行業(yè)所面臨的技術(shù)與人文間的沖突也不盡相同。根據(jù)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，筆者將沖突歸納為：自動(dòng)化技術(shù)與社會(huì)人倫間的沖突，如人工智能技術(shù);自動(dòng)化技術(shù)與個(gè)體隱私保護(hù)間的沖突，如人臉識(shí)別技術(shù);自動(dòng)化技術(shù)與勞動(dòng)力就業(yè)間的沖突，如工業(yè)機(jī)器人對(duì)勞動(dòng)力就業(yè)產(chǎn)生“擠出效應(yīng)”等。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要對(duì)上述沖突的表現(xiàn)、生成原因、解決辦法逐一向?qū)W生闡述，并告誡學(xué)生在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)需關(guān)注人的需要，并在進(jìn)行自動(dòng)化功能模塊設(shè)計(jì)時(shí)需重視其所發(fā)揮的人文關(guān)懷的需要。

（五）引入混合式教學(xué)方法，重建學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)習(xí)慣

在整合教學(xué)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上，還需引入混合式教學(xué)法來(lái)重建學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)習(xí)慣。其中，應(yīng)重視線上共享教學(xué)平臺(tái)的建立。如根據(jù)課程群組建了教學(xué)團(tuán)隊(duì)后，教學(xué)團(tuán)隊(duì)可在“釘釘”App上建立課程實(shí)驗(yàn)交流群，學(xué)生可以在群中表述自己在實(shí)驗(yàn)中的疑惑，理論教學(xué)師資和實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資都可對(duì)學(xué)生的疑惑進(jìn)行回應(yīng)與答疑。對(duì)于學(xué)生提出的具有探究性特征的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，兩類(lèi)師資可以發(fā)揮各自的教學(xué)優(yōu)勢(shì)與學(xué)生在群中進(jìn)行討論。為了幫助學(xué)生構(gòu)建自組織學(xué)習(xí)系統(tǒng)，高校還可以建立導(dǎo)師制，以導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)與學(xué)生團(tuán)隊(duì)建立在線信息交互和共享，以導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的終身學(xué)習(xí)風(fēng)采去感染學(xué)生，以起到激勵(lì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)形成自組織學(xué)習(xí)行動(dòng)的自覺(jué)。

在新形勢(shì)下需要建立高水平的自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，所以針對(duì)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)分別組建師資隊(duì)伍具有其內(nèi)在的合理性，但仍需通過(guò)整合教學(xué)團(tuán)隊(duì)來(lái)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正反饋效應(yīng)。在新形勢(shì)下還需要激活學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新性思維潛力，所以應(yīng)為學(xué)生提供多元化的探究性實(shí)驗(yàn)渠道和平臺(tái)。根據(jù)“實(shí)踐—認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)”的邏輯進(jìn)路，高校應(yīng)在校企合作框架下為實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建真實(shí)的工作情境。在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需主動(dòng)實(shí)踐課程思政，課程思政主要起到培育學(xué)生人文精神的作用。在整合教學(xué)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上，還需引入混合式教學(xué)法來(lái)重建學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)習(xí)慣。

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（責(zé)任編輯 文 格）

University Experimental Teaching Reforms on Automation in the New Situation

WANG Yi-lin， YANG Xu

（School of Automation，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，Hubei，China）

Abstract：The emerging engineering focus on practicality，innovation and cross-fertilization under the background of national innovation-driving development strategy.As a strong engineering practicality and application major，it is crucial to reform the experimental teaching strategy in the new situation to improve the practical and scientific innovation ability.Five reform goals are proposed through literature collection and case study methods：establishing a dialectical relationship between theory and practice，transforming guided experiments into inquiry experiments，optimizing experimental thinking under the guidance of market demand，constructing experimental projects with cross-discipline，and enabling students to establish a self-organized experimental learning system.Five challenges that will be faced are also mentioned：the existence of information barriers between theoretical and experimental teaching，the difficulty of convergence of technical paths in exploratory experiments，the establishment of business thinking hindered by students professional consciousness，the difficulty of intersection of engineering and humanistic elements，and the lack of self-organized learning environment in experimental teaching.Integrating teams to enhance the positive feedback effect of experimental teaching，providing students with multiple channels and platforms for exploration experiments，constructing real working situations for experimental teaching under the cooperation between universities and enterprises，strengthening the construction of curriculum thinking and politics to enrich the content of humanistic teaching，introducing blended teaching methods to rebuild students learning habits，through these five teaching reform methods，the new engineering talents with high quality and compound professional knowledge will be cultivated.

Key words：emerging engineering; automation; teaching reform; blended teaching