“工程驅動”的自動化專業創新人才培養體系探討

摘要：結合“工程研究應用型”自動化專業創新人才的發展需求，探索了一套“深化內涵、強化特色、工程驅動”的自動化專業創新人才培養體系。通過融入新技術，完善了“平臺+模塊”的培養模式，構建了多層次的實踐教學體系，建立了本碩一體化的培養模式，以滿足社會和經濟發展對工程創新人才的培養要求。

關鍵詞：工程驅動；自動化；創新人才培養

作者簡介：丁永生（1967-），男，安徽懷寧人，東華大學信息科學與技術學院院長，教授；王直杰（1969-），男，浙江臺州人，東華大學信息科學與技術學院系主任，教授。（上海 201620）

基金資助：本文系教育部“專業綜合改革試點”項目的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）34-0030-02

自動化專業是與現代新科學、新技術和新方法的發展緊密相關，并在我國現代化建設過程中發揮了重要作用的專業。2012年普通高校本科教學目錄將屬于電氣信息類（0806）的自動化專業（080602）單獨設立為自動化類（0808）的自動化專業（080801）。依據此專業目錄調整，需要深入研究自動化專業的內涵與外延，構建科學合理的教學體系，組織和實施教學改革和建設，從而構建出符合現代自動化技術特點的自動化專業的知識體系。[1-3]

針對近年來高等教育中大學生的知識面、工程實踐能力、科技創新能力等方面的培養不全面的現狀，學校探索了一套“深化內涵、強化特色、工程驅動”的培養體系，融入新技術，響應相關行業信息化的新要求，以滿足工程驅動的適應社會和經濟發展的工程創新人才培養要求。

一、“工程驅動”的自動化專業創新人才培養框架

結合“工程研究應用型”自動化專業創新人才的發展需求，按照“深化內涵、強化特色、工程驅動”的培養思路，構建了“工程驅動”的自動化專業創新人才培養框架（如圖1所示）。

1.完善“平臺+模塊”的培養模式

多年來，為滿足通識教育和“寬口徑、厚基礎”的人才培養需求，學校構建了“平臺+模塊”的課程體系結構。在已構建的“平臺+模塊”課程體系結構下，進一步將計算機新技術、通信新技術、物聯網技術與本專業就業密切相關的行業知識融入到自動化專業的課程體系和培養模式中，突出實踐環節，形成由通識教育基礎平臺、學科大類基礎平臺、專業方向及專業前沿模塊、社會實踐模塊、專業實踐模塊組成的課程體系結構。[4]

從“深化內涵”角度：通過通識教育基礎平臺實行文科與理科的交叉培養，奠定學生的科學素養和人文素養；通過寬口徑的學科大類基礎平臺實行工科與理科的交叉培養；通過專業方向及專業前沿模塊培養掌握自動化技術、跟蹤信息技術發展的多學科復合型信息技術人才；通過社會實踐模塊和專業實踐模塊實行理論與實踐交叉培養，培養學生的實踐能力、創新能力和工程實踐能力。同時，將信息論、系統論、控制論有機結合并融入學習內容之中。

從“強化特色”角度：結合與本專業就業密切結合的行業，擴充專業方向課程的應用案例；注重專業方向課程的綜合應用性特色。

從“工程驅動”角度：以工程實踐中總結的案例為核心進行專業方向模塊設置；在專業方向課程設置方面，部分以圍繞工程項目設計為主、教師知識傳授為輔。

2.構建多層次的實踐教學體系

實踐教學是高等院校工科專業整個教學活動中的重要組成部分。實踐創新能力培養是素質教育的重要內容。自動化專業定位于培養“寬口徑、復合型”的“工程研究應用型”人才，培養具有解決實際工程能力的應用研究與開發、應用技術及其復合型高層次人才。實踐教學對于培養學生的創新意識、動手能力、分析問題和解決問題的能力有著不可替代的作用。為此，學校加大實踐教學的力度，加強學生在校期間實踐能力的培養，尤其是學生實踐創新能力和創新意識的培養。

（1）構建自動化專業培養實踐創新能力的實踐教學體系。依據自動化類專業“平臺+模塊”的課程體系，一個完整的自動化專業實踐教學體系應包括通識實驗課程、基礎大平臺實驗課程、專業基礎及專業實驗課程、專業綜合實驗、大學生創新創業實踐和畢業設計（部分學生可到學科基地進行畢業設計）等環節。改革現有實驗課程設置，減少純驗證性的實驗，增加設計性實驗（包括課程設計），讓學生在實驗中有更多的參與機會，有更多的思考空間，培養學生的實際動手能力和創新意識。建立多種形式的實踐基地，為本科生綜合解決實際工程問題提供實踐條件。

（2）加強綜合性、設計性實驗，開展有特色的專業綜合實驗。專業基礎及專業課程是保證學生畢業后能否在信息類某一領域內“精”或在自動化領域“通”的關鍵所在。因此，專業基礎及專業實驗課程是整個實驗教學體系中極為重要的組成部分。在驗證性和設計性實驗基礎上，加強綜合性、設計性實驗，在實驗內容上要充分體現控制學科、電氣學科、計算機等學科的新技術，內容覆蓋各專業的多門課程。考慮到目前的實踐環節大多是教學中局部內容的實驗和實踐，不能很好地引導學生形成本課程的一個完整體系。可通過與企業建立基地等方式將案例教學和實踐環節緊密結合，引導學生形成本課程的完整體系。

（3）構建虛實互動的自動化專業實驗室。注重實踐能力和創新能力的培養，除保證校內相關課程的實踐教學環節，我們在現有的實驗室基礎上，逐步完善自動化專業實踐能力培養平臺的建設，如過程參數檢測和控制控實驗平臺、基于工業網絡的全集成控制系統實踐教學平臺、嵌入式計算與系統實踐教學平臺、物聯網創新與應用實驗平臺等。采用虛實互動的模式形成虛實互動的過程控制自動化專業實驗室及虛實互動的運動控制自動化實驗室。同時搭建了基于仿真技術的各種實驗教學平臺和基于組態軟件的控制系統仿真平臺。學生可以通過網絡下載運行，使遠程實驗變為現實。這些實踐教學平臺的建設不僅有助于學生的工程體驗和對學習內容的深入了解，也有助于學生在此基礎上開展創新實踐活動。

（4）創新畢業設計的培養環節。畢業設計是工科學生完成學業的重要部分，是培養學生理論聯系實際、綜合分析解決實際問題能力的重要教學環節。畢業設計的選題要盡量來源于工作實際和科研課題。提倡學生進入校企聯合基地，結合企業提出的實際課題，由企業指派指導老師帶領學生參加科研，解決生產一線的問題，增強大學生的綜合創新能力。另外，可以教師的科研課題和橫向合作項目作為畢業設計的題目。學生和教師共同完成科研課題有助于學生主動性的研究，激勵學生的獨創精神，培養學生的創新能力。有能力的學生可以自己提出畢業設計題目，找相關的教師給予指導。對于到用人單位實習的學生，要求在用人單位做相關的課題，使指導教師更了解企業當前的技術水平和需求，有助于促進教師畢業設計指導工作。總之，畢業設計應以“基礎知識運用準確，設計方案創新實用”為原則，使學生的知識運用能力和創造能力得到充分鍛煉。

（5）加強大學生創新基地建設。全國大學生電子設計競賽、嵌入式設計競賽、智能汽車設計競賽等活動是實驗教學環節的重要補充，目的在于培養大學生的創新能力、協作精神，加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，提高學生針對實際問題進行電子設計、嵌入式系統設計、制作的綜合能力。電子設計競賽既反映了自動化的先進水平，又引導高校在教學改革中注重培養學生的工程實踐能力和創新設計能力，把培養學生的參賽能力作為一項內容滲透到教學中去。針對這個環節，我們要求理論教學及課程設計題目的選擇上盡量要能利用新技術、新芯片來實現，具有一定的靈活性和綜合性，以適應大賽對新技術、新方法運用的要求；在課程設計的過程中，要求指導教師注意培養學生正確地查找資料、分析問題、解決問題的綜合能力。大力開展第二課堂活動，聘請專家學者為學生作專題講座，同時開展課外科技小組活動，使學生的興趣培養常態化。

（6）多渠道建立校企聯合實驗室及校外聯合培養基地。為對接社會，我們與法國施耐德電氣公司、奧地利貝加萊公司等建立了聯合實驗室，與27家國內外著名企業建立了穩定的校外聯合培養基地。要充分發揮這些基地在工程創新人才培養中的積極作用，使學生在實習實訓中完成從理論到實踐的過渡。如采用分散與集中相結合的實習形式，使畢業設計與實習工作或科研項目相結合，實行指導教師與實習單位工程師組成的雙導師制。從企業聘請技術人員給學生開展工程技術講座，培養學生掌握項目商業計劃書的寫作技巧，為今后創業打下良好的基礎。通過校外實踐基地的建設，一方面保證了學生的工程實踐，提高了辦學水平和辦學質量；同時也使學校密切與企業的聯系，及時了解企業對人才的需求，更有針對性地培養工程技術人才，實現企業、學校和學生的三方共贏。

3.建立本碩一體化的培養模式

通過校內和校外聯合培養基地共同構建本碩一體化的培養模式，如圖2所示。將本科和碩士兩個階段綜合考慮，相關課程貫通，減少課程重復，提高課程的銜接度，提高人才培養效率。在大學一年級增加學生對本行業企業的認識實習，更好地解決“為什么學”的問題；在本科大學二年級通過基礎專業課程的學習，并增加2～3周的實訓課程，解決“怎樣學”的問題。在此基礎上，進入大學三、四年級以后，通過課程設計、實際工程課題，學生分析問題、解決問題的能力將會大大提高，為研究生階段提高獨立工作能力、完成卓越工程師培養計劃奠定堅實的基礎。本科生與碩士生的一體化培養模式有助于提高人才培養質量、縮短人才培養周期，并培養適應特定行業或職業實際工作需要的應用型高層次專門人才。

三、結語

為了適應社會對自動化高級人才的需求，按照工程創新型人才培養及“產學研”聯合辦學模式，以數理人文素質教育和工程型專業教育為基礎，以規模化實習基地、人才聯合培養基地等為支撐，以具有良好的科學素養和工程實踐能力的教學團隊為保障，并注重專業外語訓練和創新能力培養，逐步形成了一個開放性的工程實踐人才培養體系。該體系培養的學生將能勝任與自動化相關的設計、研制開發、運行維護及經濟技術管理等工作，成為具有繼續學習能力、創新能力、國際視野、跨文化溝通能力和團隊意識的卓越工程技術人才。

參考文獻：

[1]劉青松，曹泰斌，錢蘇翔.產學研合作培養創新人才的研究與實踐[J].中國電力教育，2012，（22）：25-26，34.

[2]廖志凌，劉賢興，劉國海，等.基于電氣工程及其自動化國家特色專業的高質量創新型人才的培養[J].中國電力教育，2011，（1）：12-13.

[3]王玉華，陳躍，雷必成，等.電氣工程及其自動化專業人才培養方案改革研究[J].中國電力教育，2012，（20）：19-20.

[4]戴憲濱.應用型人才培養模式下的課程體系構建[J].中國電力教育，2012，（23）：54-55.

（責任編輯：王祝萍）