王瑞
(武漢大學 動力與機械學院,湖北 武漢 430074)
我國自動化專業教育的現狀及發展前景分析
王瑞
(武漢大學 動力與機械學院,湖北 武漢 430074)
近年來,隨著自動化技術的快速發展以及在國民經濟建設中作用的日益凸現,為高校自動化專業的發展提出了新的機遇和挑戰,根據教育部最新公布的專業目錄,以自動化或控制工程(技術)作為其專業名稱的專業共有8種,“自動化”類專業無疑已發展成為我國高等教育中最大的學科專業之一。在50多年的發展歷程中,我國自動化專業教育經過不斷地調整、改革,其發展理念、發展思路完全符合整個科學與工程教育的改革與發展趨勢。自動化專業將會發展成為一個包含目前許多專業的大專業,成為真正的“跨行業的專業”,在新的專業體系中起到更重要的作用。
自動化專業;教育;現狀;發展趨勢
我國的自動化專業最早源于1952年全國高校院系調整時首批設立的專業之一“工業企業電氣化”;專業名稱、專業內容進行了多次調整和合并,1995年國家教委頒布了“(高等學校)工科本科引導性專業目錄”,將電工類的“工業自動化”專業與原電子信息類的“自動控制”專業合并為新電子信息類的“自動化”專業。1998年,為適應國家經濟建設對寬口徑人才培養的需要,進一步合并專業,與國際“通才”教育接軌,國家教育部第四次修訂“普通高等學校本科專業目錄”,合并相關專業組成了新的(強制執行的)屬于電氣信息類的“自動化”專業。經過50多年的發展,現在全國設有自動化專業的高等院校已發展到200余所。伴隨國家不同發展階段的需求,我國自動化專業現今工科類院校,絕大多數都開設有自動化或與自動化相關的專業,專業名稱多次改變,專業內容不斷調整。但在專業培養目標上,一直堅持寬口徑“通才”,從而使自動化成為我國工科專業中為數極少的沒有對口行業的專業之一。如今我國已進入信息化時代,自動化科學技術不僅面臨著挑戰,也遇到了前所未有的發展機遇;而與此同時,在世界范圍內掀起了高等科學工程教育的改革浪潮。這兩方面的因素必將深刻地影響我國高校自動化專業的發展。
(一)自動化專業的情況
在我國自動化專業的發展歷史中,有“工業自動化”專業與“自動控制”專業兩條發展主線,其中“工業自動化”專業最早源于“工業企業電氣化”專業。我國的自動化專業是伴隨著我國工業從電氣化一步一步向自動化發展而穩健發展的,專業方向與主要內容也從最初的突出電氣化的 “工業企業電氣化”,逐漸發展為電氣化與自動化并重的“工業電氣化及自動化”、突出電氣自動化的“工業電氣自動化”和突出自動化的“工業自動化”,進而在合并專業的教育改革中于1995年與“自動控制”專業合并成內容更廣的“自動化”專業。目前,我國大學本科自動化專業的發展理念與目前的發展情況完全符合整個科學與工程教育的改革與發展的大局,其專業情況是:1.符合厚基礎、寬口徑專業設立的要求的;2.符合淡化機、電等單機概念,突出含機、含電的系統概念的;3.符合淡化“行業性的專業”,突出“跨行業的專業”的理念的。
(二)自動化專業教育的基本情況
現今工科類院校,絕大多數都開設有自動化或與自動化相關的專業。據初步統計,目前全國本科高校開設有4年制全日制本科“自動化”專業(不含行業性“XXXX及自動化”類專業)教育的本科學校從2003年的239所增加到2008年的405所。此外,還有經教育部批準設置的4年制本科“自動化”專業的一批民辦院校 (多為公辦大學的獨立學院)。自動化專業的辦學規模快速增長,招生錄取人數從2001年的2.68萬人增至2008年的3.98萬人,在校生人數從2001年的9.26萬人增至2008年的15.5萬人;2008年招生數位于全國高校各類專業之首。
培養目標:自動化專業培養的學生要具備電工技術、電子技術、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理、系統工程、計算機技術與應用和網絡技術等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業知識,能在運動控制、工業過程控制、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策等領域從事系統分析、系統設計、系統運行、科技開發及研究等方面工作的高級工程技術人才。主干學科包括控制科學與工程、電氣工程、計算機科學與技術。開設的主要課程:電路原理、電子技術基礎、計算機原理及應用、計算機軟件技術基礎、過程工程基礎、電機與電力拖動基礎、電力電子技術、自動控制理論、信號與系統分析、過程檢測及儀表、運籌學、計算機仿真、計算機網絡、過程控制、運動控制、系統辨識基礎、計算機控制系統、系統工程導論。對照我國自動化專業教學內容可知,在數學與自然科學公共課程方面,我國相當多的學校自動化專業不開設必修的信息學、化學、生態學,不利于對學生基礎綜合素質與能力的培養;專業基礎與專業課程方面最缺乏的是有關自動化的職業教育,相對與社會需求脫節。
根據教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會課題組對70所院校調查所統計的2003年自動化專業本科實踐教學及實踐教學建設情況以及根據所調研的43所院校統計的2008年自動化專業本科實踐教學及實踐教學建設情況看,各類院校的實踐教學基地和實踐教學環節的建設在近5年得到了很大的加強;資隊伍發生了可喜的變化,具有博士學位的教師比例增幅大,有的高校超過或接近50%,教授、副教授的比例達70%。但不同培養類型自動化學科專業的師資隊伍建設的趨同化仍然嚴重。在相當多的自動化學科專業中,仍然缺乏大師級教師作為學術與教學領頭人;在應用技術主導型學校中,仍然缺乏優秀的自動化專業雙師型教學人才。實驗室教師隊伍嚴重缺乏,人員老化、后繼無人的問題加劇,多數高校的教學實驗人員比例下降幅度較大。
(一)自動化專業人才培養定位分析
1.自動化專業發展的定位
從我國自動化專業發展歷來看,合并后的 “自動化”專業,不僅完全符合世界范圍內拓寬專業面、打破“行業性的專業”設置的舊體系、實行”通才“教育的教育發展總趨勢,完全符合我國現階段以信息化帶動工業化、走新興工業化道路的國情,而且有利于同步發展我國的自動化科學與技術學科和本科自動化專業,為國家輸送更多的自動化人才。我國的自動化專業發展趨勢應該按學科辦專業,應該是“理論的應用、應用的理論”,具體的辦學思路應該是:(1)進一步向重視系統與管理的方向發展;(2)進一步淡化機、電、計算機、通信等“單機”概念,突出含機、含電、含計算機、含通信網絡的大系統、復雜系統與人機系統的概念;(3)進一步淡化電氣信息類的“自動化專業”的特征,向真正的“跨行業的專業”方向努力,以進一步滿足經濟、社會、科技發展的需求,培養出能處理各行各業復雜的系統問題的“系統集成者”。
2.自動化學科專業培養目標定位
培養目標定位關系到高等教育的類型、層次結構、教育的成敗與效益,涉及到自動化本事發展和培養人才能否適應市場需求。目前,我國知識密集型與勞動密集型產業并存,東西部經濟發展差距在相當長的時間內存在,自動化專業教育應該有多種類型和多個層次,既要培養從事科學技術研究的研究型人才,也要培養從事設計和研發的工程型人才,同時還要培養技術維護、維修的技能型人才,這就決定了我國自動化學科專業人才培養必須多樣化。為了滿足我國國民經濟對不同類型人才培養的需求,結合我國乃至發展中國家的實際情況,對自動化學科專業培養目標進行合理分工是非常必要的。鑒于我國自動化學科專業人才培養多樣性,結合我國高校自動化學科專業現狀,自動化培養目標可以分為 “研究主導型”、“工程研究應用型”、“應用技術主導型”、“技術技能型”(專科)四種類型。
一開采用直徑215.9 mm鉆頭鉆先導孔,后用直徑550 mm鉆頭擴孔至9.8 m;二開先采用直徑215.9 mm鉆頭打先導孔施工至貫通巷道,后用直徑375 mm反提擴孔鉆頭擴孔,深度9.80~328.85 m。
3.自動化專業教學改革的思路
自動化學科專業課程體系應根據自動化學科知識結構體系和研究層次的特點,結合不同類型自動化學科專業的不同定位進行設置,課程體系要體現自動化專業仍在發展中的屬性,要體現自動化專業仍處于研究中的狀態,研究類專業要為更多從事以控制為主的跨學科本科畢業生打基礎,為今后從事復雜大系統、大型自動化工程、當代先進應用技術的本科畢業生打基礎。應用類專業要利用當代先進的信息、控制技術,為改造傳統行業與現代服務業的本科畢業生打基礎。
根據自動化學科知識結構體系和研究分類特點,結合不同類型自動化學科專業的定位,分別設置其課程體系的指導原則:
“研究主導型”:以適應自動化科學技術的發展為指導,以扎實寬厚的基礎理論為前提,以系統、控制、信息為主線,按照通識教育、學科基礎教育、研究能力培養為主導的教育理念設計課程體系。
“工程研究應用型”:以自動化技術發展或鮮明的行業為背景,以扎實的基礎理論為前提,以信息的獲取、處理、利用和控制為主線,按照通識教育基礎上的寬口徑專業教育的理念設計課程體系。
“應用技術主導型”:以鮮明的行業特色或與地方經濟實際需要為背景,以自動化應用技術為主線,按照通識教育與專業技術教育相結合、重在專業教育的理念設計課程體系。
(二)自動化專業發展前景分析
自動化技術是現代工業發展的重要支柱。自動化技術內涵豐富、外延廣闊,就目前發展看,自動化技術是綜合利用了計算機技術、制造技術、控制技術、電子技術、通訊技術和管理科學等學科知識,采用設備集成和信息集成,實現了從規劃設計、生產制造、管理銷售等功能的自動化控制。自動化技術也是國家現代化的標志,自動化技術的作用體現在它面向整個工業領域,是連接傳統與現代工業的紐帶,是把現代管理技術、信息技術轉化為現實生產力的關鍵性手段。
目前我國自動化技術應用還比較落后,工業自動化水平與世界發達國家相比還有較大差距。面對我國傳統工業的落后現狀,國家將加大技術改造的步伐,使我國工業技術朝著多樣化、自動化、智能化方向發展,而自動化技術的采用是發展和提高國民經濟諸多產業技術水平的重要手段,也是我國對傳統產業實現技術改造、建立自動化工業體系及高新技術產業的關鍵應用技術。用自動化技術改造現有工業任務繁重,自動化技術人才在未來幾年內將具有相當的需求量。所以,自動化專業的發展前景巨大,市場廣闊。
(三)自動化專業就業前景分析
自動化專業教育是伴隨著自動化技術在社會生產、生活中的廣泛應用而興起的。它主要研究自動控制的原理和方法,自動化單元技術和集成技術及其在各類控制系統中的應用。由于自動化技術的廣泛應用,社會對這一專業的人才需求也大為增加。自動化專業學生在畢業后主要從事自動控制、自動化、信號與數據處理及計算機應用等方面的技術工作,就業領域也非常寬廣,包括高科技公司、科研院所、設計單位、大專院校、金融系統、通信系統、稅務、外貿、工商、鐵道、民航、海關、工礦企業及政府和科技部門等。
我國現有自動化專門技術人才還難以支持國家現代化發展。據統計:以制造業和建筑業為主的我國第二產業從業人員中,受過高等教育的比例不足6%,平均受教育年限為9.44年,僅相當于初中畢業水平。第二產業勞動力的整體文化素質難以支撐我國制造業技術進步和勞動生產率的持續提高,大量的專業人才特別是自動化專業技術人才教育培養是必須的。現有本科自動化專業人才培養貯備能力不足。2001~2008年間,“985工程”、“211工程”學校自動化專業招生規模穩中有降,與我國工業化、現代化的快速發展速度不匹配,這種人才儲量是不能夠滿足今后制造業和應用領域的發展和需求的。據統計2009年全國普通高校本科自動化專業就業率超過85%,這個數據顯示:隨著國家在工業化、現代化方面的快速發展,在未來幾年內自動化專業的就業前景是非常好的。
[1]國家教委高等教育司.工程科學技術發展與高等工程教育改革[M].北京:高等教育出版社,1996.
[2]宋健.中國科學技術前沿[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3]中國計算機科學與技術學科教程2002研究組.中國計算機科學與技術學科教程2002[M].北京:清華大學出版社,2002.
[4]未來幾年熱門專業[N].生活時報,2002-07-04.