基于卓越工程師培養(yǎng)的冶金類專業(yè)控制理論與控制工程系列課程改革

仲兆準(zhǔn)　呂凡　楊維翰

摘要 根據(jù)冶金類專業(yè)控制理論與控制工程系列課程的現(xiàn)狀，結(jié)合應(yīng)用型本科“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的基本要求，文章提出了控制理論與控制工程系列課程建設(shè)的基本思路和改革方案，闡述了課程建設(shè)與改革的基本內(nèi)容，確立了培養(yǎng)學(xué)生工程知識、工程素質(zhì)和工程能力的目標(biāo)。從課程整合優(yōu)化與更新、教學(xué)方法與手段改革及教材建設(shè)等幾個方面進(jìn)行改革與創(chuàng)新，全面提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 卓越工程師 冶金類專業(yè) 控制理論與控制工程 課程改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

蘇州大學(xué)沙鋼鋼鐵學(xué)院成立于2010年5月18日，是蘇州大學(xué)與世界500強(qiáng)企業(yè)江蘇沙鋼集團(tuán)合作共建的蘇州大學(xué)二級公辦學(xué)院，是目前國內(nèi)第一家校企合作創(chuàng)辦的新型鋼鐵學(xué)院。本文主要針對“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的要求，論述冶金類專業(yè)控制理論與控制工程系列課程改革的思路與方案。

1 “卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”提出的基本要求

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要》的重大改革項(xiàng)目，致力于面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅(jiān)實(shí)的人力資源優(yōu)勢，增強(qiáng)我國的核心競爭力和綜合國力。①

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是推進(jìn)我國高等工程教育改革，促進(jìn)高等工程教育質(zhì)量全面提升的重要舉措。②它從指導(dǎo)思想、培養(yǎng)目標(biāo)、參與專業(yè)、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)模式和師資隊(duì)伍等六個方面對我國高等工程教育進(jìn)行了規(guī)劃。本文將從“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的角度，分析沙鋼鋼鐵學(xué)院冶金類專業(yè)控制理論與控制工程系列課程現(xiàn)狀，探討相關(guān)課程建設(shè)的思路與方案。

2 控制理論與控制工程系列課程現(xiàn)狀

學(xué)院現(xiàn)有冶金工程一個本科專業(yè)，以及機(jī)械工程及自動化（冶金過程裝備及控制）和材料科學(xué)與工程（冶金過程自動化）等2個本科專業(yè)方向，開設(shè)的控制理論與控制工程系列課程包括：《熱工儀表與自動化》、《冶金過程檢測與儀表》、《高爐過程控制》等幾門課程。

目前國內(nèi)冶金類專業(yè)的控制理論與控制工程系列課程通常由自動化專業(yè)課程簡單削減而成，體系不夠完整，針對性差，缺乏冶金行業(yè)背景。控制理論與控制工程系列實(shí)驗(yàn)通常采用電路模擬分散的、個別的典型環(huán)節(jié)與系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，難以模擬復(fù)雜的生產(chǎn)過程，與冶金工程實(shí)踐脫節(jié)較大，缺少針對冶金生產(chǎn)過程自動化的綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生難以將自動化基礎(chǔ)知識與實(shí)際冶金生產(chǎn)聯(lián)系起來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效不顯著。

3 課程建設(shè)與改革

3.1 課程整合優(yōu)化與更新

學(xué)院現(xiàn)開設(shè)控制理論與控制工程系列課程（熱工儀表與自動化、冶金過程檢測與儀表、高爐過程控制），由自動化專業(yè)課程簡單削減而成，體系不完整。但另一方面，“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”在工程人才培養(yǎng)模式上明確要求按現(xiàn)有學(xué)制培養(yǎng)工程人才，在增加企業(yè)學(xué)習(xí)的情況下，不增加學(xué)習(xí)時間，因此，冶金類專業(yè)就需要在有限的課時內(nèi)，完成控制理論與控制工程基礎(chǔ)知識到實(shí)際應(yīng)用的全部教學(xué)。

針對課時有限，又要保證課程體系完整的要求，將已有的三門課程，更改為過程控制與檢測技術(shù)，冶金過程控制，增加選修課程現(xiàn)代控制工程，并對課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。過程控制與檢測技術(shù)包括自動控制原理（比例-積分-微分控制）、系統(tǒng)辨識與濾波、過程建模與仿真以及冶金企業(yè)常用儀表及檢測技術(shù)，對于控制理論中較復(fù)雜且不常用的部分歸并到選修課程現(xiàn)代控制工程中，供學(xué)有余力的學(xué)生選修。冶金過程控制則覆蓋鋼鐵企業(yè)典型生產(chǎn)過程（高爐煉鐵，轉(zhuǎn)爐煉鋼，連鑄連軋等）的控制系統(tǒng)，并涉及部分有色冶金的典型過程控制系統(tǒng)，使學(xué)生能夠全面掌握冶金工業(yè)中常見的控制系統(tǒng)，縮小學(xué)校教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的差距。

3.2 教學(xué)方法與手段改革

（1）課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)相結(jié)合。包括課程實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)，通過生產(chǎn)一線的工程訓(xùn)練，增加學(xué)生接觸社會的經(jīng)歷。通過結(jié)合工程實(shí)際，使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際，通過實(shí)際應(yīng)用加深對課堂學(xué)習(xí)知識的理解。并針對實(shí)際工程中遇到的問題，結(jié)合學(xué)習(xí)的理論知識，分析其原因，尋求解決方案。做到理論和實(shí)踐相互促進(jìn)，共同發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。③

（2）學(xué)校教學(xué)與冶金工程實(shí)踐相結(jié)合。通過產(chǎn)學(xué)研合作，鼓勵學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目及校園各種科技活動，營造濃厚的工程實(shí)踐氛圍。以社會需求為導(dǎo)向，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，通過學(xué)校和企業(yè)的密切合作，統(tǒng)籌規(guī)劃學(xué)生校內(nèi)學(xué)習(xí)和企業(yè)學(xué)習(xí)所應(yīng)達(dá)到的培養(yǎng)目標(biāo)，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。改革實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系，從根本上改變原有教學(xué)體系中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少的狀況。④在加強(qiáng)基本操作技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，向以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔的方向發(fā)展，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)由被動模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃幽Ｊ剑箤W(xué)生掌握初步的科研設(shè)計(jì)方法，提高實(shí)驗(yàn)的科技含量。⑤

（4）教材建設(shè)。綜合性實(shí)驗(yàn)的開展離不開實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的支撐，由于針對冶金行業(yè)的綜合性實(shí)驗(yàn)沒有現(xiàn)成材料借鑒，因此設(shè)計(jì)冶金專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)的同時，應(yīng)同步編寫綜合性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，確保綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

4 總結(jié)

本文針對蘇州大學(xué)沙鋼鋼鐵學(xué)院現(xiàn)有專業(yè)控制理論與控制工程系列課程現(xiàn)狀，結(jié)合“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的基本要求，從課程整合優(yōu)化與更新、教學(xué)方法與手段改革以及教材建設(shè)等方面，對課程建設(shè)與改革的思路與方案進(jìn)行了詳細(xì)的論述，為學(xué)院推進(jìn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”打好了基礎(chǔ)。

注釋

① 韓廷斌.校企聯(lián)合，能力為重，踏上建設(shè)工程教育強(qiáng)國新征程——教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”啟動會簡述.中國高等教育，2010.13：74.

② 劉建強(qiáng).德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)模式對實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的啟示.中國高教研究，2010.6：51-52.

③ 張安富，劉興鳳.實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的思考.高等工程教育研究，2010.4：56-59.

④ 張榮沂，須瑩，付彥虹，陳樹海.應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)卓越工程師應(yīng)具備的素質(zhì).交通科技與經(jīng)濟(jì)，2010.6：126-128.

⑤ 李曼麗.獨(dú)辟蹊徑的卓越工程師培養(yǎng)之道——?dú)W林工學(xué)院的人才教育理念與實(shí)踐.大學(xué)教育科學(xué)，2010.2：91-95.