專業課程改革中提升學生創新能力的探討

摘要：自動化專業的學生要求有較強的實踐能力和創新能力。通過更新自動化的專業教學觀念與導向、優化課程內容與方法、調整授課模式與評價體系，同時組織學生有針對性地開展創新和實踐活動，加強學生專業素質和實踐能力培養，提高學生創新意識，有利于把學生培養成為滿足社會發展需求、具有創新意識和實踐能力的高素質人才。

關鍵詞：自動化專業；創新能力；實踐活動

作者簡介：孫宇貞（1975-），女，山東煙臺人，上海電力學院自動化工程學院，副教授；黃偉（1966-），女，廣東廣州人，上海電力學院自動化工程學院，副教授。（上海#8194;200090）

基金項目：本文系上海電力學院重點教改項目“完善和改進專業課教學，提升學生綜合應用能力”（項目編號：20121303）的研究成果。

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2014）14-0092-03

國家十二五規劃綱要指出應深入實施科教興國戰略和人才強國戰略，需要提高教育現代化水平，增強自主創新能力，壯大創新人才隊伍。這就要求高校成為創新人才的搖籃，要求高校的教育注重對學生的創新能力、科研能力、研發能力的培養。因而大學課程不能只傳授知識，而應注重引導學生主動獲取知識、發現規律，促使他們成長為國家需要的創新人才。[1]上海電力學院的自動化專業目標是將學生培養為以工程應用為主，具有研究、開發和創新能力的自動控制工程技術人才。而其中三四年級的專業課程以及專業實踐活動是提高學生專業素養，培養學生創新和科研能力的重要環節，如何進一步提高學生創新能力需要在專業課程的教學觀念、教學內容、教學方法以及實踐環節等全方位優化和完善，使專業課教學能適應現代教育的新要求和新形勢，培養出適應社會需求的專業人才。

一、更新專業課教學的觀念和方法

自動化專業的專業課程教學，側重于運用檢測技術、自動化儀表、計算機技術、控制技術來解決實際控制系統的設計、優化和實施等問題，其內容專業性強、實用性高，是學生今后從事自動化領域工作的主要專業基礎。在提倡創新教育的今天，首先需要更新教學的觀念和方法。

1.改變傳統教學觀念，貫穿“以學生為本”的理念

傳統的教學方法以老師講解理論，至多舉例證明，學生作為聆聽者和記錄者，僅僅是被動接收知識，自主的項目少，這種教學方式難以調動學生學習的主動性和積極性。應確立學生在學習過程中的主體地位，教師在學生學習過程中應該作為引導者和指路人，把更多的主動權交到學生手里。教師在知識傳授的同時還應加強學生的探索型學習，提高學生自我尋找問題、分析問題、解決問題的能力，培養學生的創新意識和能力。在教學過程中可以加大案例式、討論式、引導式、對比式等教學方法使用，鼓勵學生收集資料、展開辯論，激發學生自主學習的積極與熱情。[2，3]

2.以社會需求為導向，合理配置教學內容

自動化是技術更新非常迅速的專業，隨著現代高科技的發展，自動化的理念也在不斷開拓、外延和創新，網絡通信、智能控制使自動化專業的內涵不斷豐富和更新。當今的自動化專業正朝著大規模、綜合化、多學科的方向發展。如何順應新技術發展的潮流，滿足社會對學生的需求，就要求學校與時俱進改進教學方法、合理配置教學內容。在課程體系上，體現出“強弱電結合”，將儀表、計算機、網絡等技術相融合等特點。增強新技術和新知識的傳授，例如增加了“自動化新技術”課程，在該課程中不依賴于知識較為滯后的書本教材，要求學生大量利用期刊、網絡、雜志等材料，學習目前最新的現場總線控制系統、信息管理系統等知識。又如在傳統的“單片機設計與應用”課程之外，可以讓學生選學以目前廣泛使用的ARM9系列嵌入式芯片作為主要對象的“嵌入式計算機系統”課程，該課程順應了嵌入式系統目前發展的潮流技術，對學生今后步入社會有極大幫助作用。

3.明確行業特色，有針對性培養工程技術人才

自動化專業能夠面向包括工業生產過程自動控制在內的各行業、各部門的自動化，是一個寬口徑專業，同時上海電力學院是具有電力特色的專業院校，學生的就業方向多為電力、能源等行業專業技術人員，因而上海電力學院（以下簡稱“我校”）自動化專業的人才培養目標應凸顯出電力行業的背景。相關專業選修課程的配置以及專業課程授課內容的安排上應具有電力行業特色。例如專業中設置了電站自動化和核電自動化兩個專業方向；同時在自動化專業的課程中也開設了“電廠控制系統”等行業特色課程；在自動控制原理、過程控制系統技術、檢測技術、自動化儀表技術、計算測控技術等所有的專業基礎課和專業課的授課內容中都應輔以電力生產相關案例或以其為分析研究對象。突出本校的行業特色符合學校“立足電力、立足應用、立足一線“的辦學方針，也能更好為電力生產以及相關領域培養從事各類相關技術開發、管理、運行、維護的工程技術人才。

4.重視實踐環節，提高實踐教學質量

傳統的教學模式重理論、輕實踐，但事實表明只有加強實踐類教學才能更好鞏固學生的理論知識，培養學生的應用能力和科技創新能力。首先可以加大實踐類教學的比重，進一步激發學生的學習興趣和熱情。另外，提高綜合性、設計性實驗的比例，減少演示性和驗證性實驗的比重，尤其是在專業課程中的實驗。在實驗過程中要求學生能夠綜合掌握多門學科知識，并將其應用于實際中。增加開放性實驗和實踐活動，將如PLC、過程控制、DCS、現場總線等專業實驗室配置為開放性實驗室，學生可以自主安排實驗時間和實驗內容，讓學生專業課的實驗和實踐內容除了規定實驗外還可以有自選或自行設計的實驗和實踐。這樣從內容、比重到質量上全方位提升實踐環節，能夠提高教學質量、培養學生創新精神、提高學生創新能力。

二、優化課程內容和評價體系

1.整合專業課程內容，構建核心課程群

在我校自動化專業的專業課程建設中，確定自動控制原理、過程控制系統設計、計算機測控系統三門專業核心課程，并且以這三門課為中心，科學地將內容相關的課程組織成課程群，根據群中課程的特點及銜接關系，重點實現課程間邏輯關系的優化，進一步完善專業課程的內容，加大對專業深度的拓展。[4]整合核心課程群內各相關課程的教學大綱和教學側重點，協調核心課程群之間的分工和關聯，避免教學內容的簡單重復。設計富有針對性的、旨在提升學生綜合應用能力的教學內容。采用逐步深入的方法配合典型工程案例，使學生牢固掌握各門專業課的知識，并能應用于實際工程中。

同時在課程內容安排和教學大綱設置中還需體現學科前沿技術，使理論與工程內容相結合。鼓勵教師在課堂的教學內容中，以實際科研項目為例，并把科研成果帶入課堂講解。引入學科前沿技術成果，可以激發學生的科研興趣，培養學生的工程實踐能力。[5]

2.將理論教學和工程實際緊密結合，提高教學質量

在理論教學中應與工程實際緊密結合，可以采用案例教學的形式，將自動化專業的基本原理與實際應用對象聯系起來，強化學生的工程意識和系統意識。[6]通過理論與工程實際的案例結合可以提高學生學習積極性和主動性，激發學生學習興趣，提高教學質量，培養學生技術應用能力，增強解決生產一線問題的能力，更好培育有良好科研創新能力的技術人才。[7]

3.加強實驗和實踐教學環節，提高學生應用能力

應當在實驗和實踐教學中完善教學內容，改進教學方法，增加考核權重，以促進高校創新型人才培養。實驗和實踐教學是高等教育的重要組成部分，對于培養學生創新能力和技術應用能力上具有無可替代的作用。因而應加大專業課程中實驗和實踐環節的課時數，突出實驗和實踐對于培養現代創新型科技應用人才的重要性。其次，應完善實驗和實踐環節的考核方式，加大實驗環節在整門課程中的考核權重。實驗考核不僅依據實驗報告，還應貫穿于整個實驗教學過程，包括學生的實驗準備、設計、實驗表現、操作能力、實驗過程中問題的處理和數據統計方法等都應作為實驗和實踐環節考核的依據。這種考核方式以能力評價為主，能夠更好發揮學生的主動性和創造性。通過增加實驗環節的考核要求并加大實驗環節在課程學習中的考核權重，可讓學生更加重視實驗，也更容易在實驗中獲取實用技能。

此外還需改革實驗內容。減少驗證性和演示性實驗，增加設計性和綜合性實驗，讓學生通過實驗融會貫通所學專業知識，并且自主設計實驗方案和研究實驗方法，從實驗準備、設備選型到數據收集和整理以及最終的實驗分析均由學生自主完成。

開放專業實驗室，利用網絡等現代化手段，使學生隨時可以了解實驗室信息，遠程進行諸如實驗方案設計、實驗設備選型、實驗準備等工作，提高實驗教學效果。

4.改革理論課程考核評價方式

一般大學教學中理論課程采取單一卷面考核形式。為了應付考試，很多學生并不是真正理解和掌握教學知識，而采用機械枯燥的記憶方法進行知識累積。這樣的考試方式難以準確評價學生的實際學習狀況和水平，也難以引導學生將知識點應用于實際。可以運用多樣化的考核方式評價課程學業狀況，進而激勵學生學習熱情，提高學習效率。

多樣化的課程考核形式包括加強平時的考核、學習過程中的評價，加大最終考核成績中的平時表現、實驗技能、論文報告所占權重。其中平時成績注重考查學生全學期的學習狀況，包括課堂提問、分組討論、匯報發言、作業完成等情況。實驗技能主要包括實驗預習、操作、報告總結，以及在實驗過程中解決實際問題的能力。論文報告要求學生在課程學習過程中自己獨立或以小組形式撰寫小報告或論文。通過撰寫論文報告，學生能夠加強資料文獻查找能力，掌握最新知識技能，并擁有自我知識更新能力。

三、采用校企結合的方法，整體提升師生素質

1.提高教師素質，培養理論與工程兼顧的高水平教師

教師作為學校教育的主要實施者，自身的能力和素質直接影響著教學工作的質量和培養的學生能力。因而提高教師的理論、科研、工程能力，讓教師成為在教學上既能夠獨當一面，又有工程能力和經驗的“雙師型”人才，是完成創新型大學教育培養目標的重要基石。

上海電力學院為了提升教師的學術、技術和實踐能力，并考慮到學校的電力方向行業特色，要求新進教師必須進行電力基礎知識培訓、電力仿真實驗培訓、繼教中心各類專項培訓，并制訂為期一年的的產學研踐習計劃，進入電力相關企業單位進行脫產或半脫產的產學研踐習。通過“雙師型”培養方案，培養一批教學水平高、科研能力強，同時又具備突出的實踐能力、動手能力和“產學研”合作能力的“雙師型”人才。同時自動化專業還與國際相關知名企業聯合建立先進技術實驗室（如Emerson、Schneider Electric、Phoenix Contact等）讓教師獲得最直接、最前沿的技術支持，從而有效地培養師資隊伍。先進的實驗室也為學生提供了一個接觸、學習新技術的環境。

2.聘請企業專家為學生授課，提高學生學習興趣

我校自動化專業在如“過程控制系統設計”、“自動化新技術”等專業課程中，聘請有豐富經驗的企業專家走入課堂，為大學生授課，使學生了解了專業課程在實際中應用的領域和場合，提高了學生對課程學習的興趣和熱情。同時專家提供的一個個生動直觀的真實工程案例，也讓學生進一步掌握了理論聯系實際的技巧，提高了實際工程應用能力。

四、將創新和學科競賽實踐活動融入專業課程體系中

我校鼓勵學生主持創新創業項目和參與學科競賽，并將其納入第二課堂體系。同時，一些具體的項目還能夠將專業課程、創新項目、學科競賽、畢業設計等打通，在創新項目中將所學專業課程應用其中，獲得進展和成績后應用于學科競賽中，再利用畢業設計平臺進一步深入探索和研究。通過項目的一體化運作，可以讓學生對于專業知識有深入的理解和應用，培養了學生的探索精神和科研能力。

通過鼓勵學生參加各級各類的創新學科競賽活動，可以進一步激發學生探索精神、創新精神和創業意識，鍛煉并增強學生科技創新能力、應用專業知識解決實際問題的能力和科研能力，提高學生的綜合素質。我校的自動化專業，在全國大學生“飛思卡爾”智能車模大賽、中國機器人大賽、西門子工業自動化挑戰賽、電子設計大賽等多項賽事中均獲得一、二等獎。同時筆者還建有“飛思卡爾智能車模”創新應用實踐基地，組建多支學生創新團隊，探索出一套學生自主管理、以老帶新的學生創新實踐培養模式，對大學生激發學習興趣、將所學知識應用于實際、提高創新能力大有幫助。

五、結語

培養具有應用能力的創新型人才是我國現在高等教育的目標。筆者認為，我校自動化專業在教學與實踐中應貫穿以學生為本的理念，以社會需求為導向，結合本校的電力行業特色不斷更新教學觀念和方法。通過核心課程群的構建，整合專業課內容，堅持理論與工程實際緊密結合的方法，提高實驗和實踐環節的課時和權重，采用全學期全方位的考核評價體系。并通過聘請有經驗的企業專家進入課堂授課，鼓勵教師參加科研和工程項目，將其帶入教學中，激勵學生參與創新創業項目和學科競賽，提升學生的學習興趣和創新能力，讓學生能直接將所學知識應用于實際，更好地培養出有實際應用能力的現代化創新型人才。

參考文獻：

[1]吳樹森，萬里，安萍.工科專業課程中的案例教學研究[J].中國電力教育，2012，(35):41-42.

[2]陳兆嶺，劉國海，楊年法.“自動控制原理”課程全方位教學改革及實踐[J].中國電力教育，2013，(5):86-87.

[3]陸必應，張漢華.工程創新型人才培養模式研究[J].中國電力教育，2013，(13):19-20.

[4]黃偉，王志萍，彭道剛.應用型高校自動化專業課程建設的研究與實踐[J].中國電力教育，2013，(11):44-45.

[5]李慧，劉克平，尤文.自動化專業精品課建設的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2011，30(10):306-308.

[6]汪木蘭，朱曉春，劉坤，等.案例教學培養自動化專業學生大工程意識[J].中國現代教育裝備，2008，(12):165-167.

[7]孫宇貞，黃福珍，錢虹.自動化專業本科教學中的案例設計與實踐[J].中國電力教育，2011，(9):144-145.

（責任編輯：王意琴）