多層次構(gòu)建應(yīng)用型本科院校自動化專業(yè)實踐教學模式研究

張旭隆 曹言敬 王峰 紀雯 韓成春

摘要：本文以應(yīng)用型本科院校為例研究自動化專業(yè)實踐教學模式，在多年教學改革與實踐的基礎(chǔ)上，研究現(xiàn)有實踐教學模式及運行機制存在的問題，運用系統(tǒng)方法及頂層設(shè)計研究解決三大問題的基本思路。在前期實地調(diào)研與調(diào)查問卷分析的基礎(chǔ)上，提出通過“案例驅(qū)動、校企合作、課程整合、考評優(yōu)化、技能考證、創(chuàng)新競賽”等六位一體的全方位多層次理念和具體實施措施，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高提供條件保障，適應(yīng)工礦企業(yè)對應(yīng)用型本科畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)和動手能力的要求。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；自動化專業(yè)；實踐教學；多層次

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0164-02

一、應(yīng)用型本科辦學特點及人才目標

1.應(yīng)用型本科辦學特點。在經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、社會轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級和國際競爭加劇的背景下，高等教育發(fā)展形勢嚴峻。應(yīng)用型本科院校總體具有以下四個基礎(chǔ)特點：（1）地方性、應(yīng)用型、教學型院校；（2）大多地處非省會城市；（3）本科辦學時間短、基礎(chǔ)薄；（4）辦學特色正在凝練形成過程中。

因此，應(yīng)用型本科院校與研究型或教學研究型大學培養(yǎng)理論型創(chuàng)新型人才相比，主要為地方生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)一線培養(yǎng)具有較強實踐應(yīng)用能力的應(yīng)用型人才；與高職高專培養(yǎng)技能型專科人才相比，主要培養(yǎng)既具有扎實理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識，又具有創(chuàng)新精神和長遠發(fā)展?jié)摿Φ母咚刭|(zhì)人才。

徐州工程學院是一所應(yīng)用型地方本科院校，始終堅持在人才培養(yǎng)目標、培養(yǎng)規(guī)格和培養(yǎng)方法上實施“錯位戰(zhàn)略”，走特色發(fā)展之路，始終將實踐教學與創(chuàng)新實踐作為學校人才培養(yǎng)工作的重中之重。近年來學校采取一系列軟硬件措施努力改善實踐教學辦學條件，但作為新建本科院校，學生動手實踐能力培養(yǎng)的教學體系及模式建設(shè)相對薄弱，與學校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標定位的要求還存在較大差距，研究構(gòu)建滿足學生專業(yè)實踐能力培養(yǎng)需要的實踐教學模式是非常重要且緊迫的。

2.人才目標。在目前新形勢下，教育部要求全國約600所即1999年后升格或新辦的本科院校轉(zhuǎn)型為職業(yè)教育應(yīng)用技術(shù)大學。在多年教學改革與實踐的基礎(chǔ)上，運用系統(tǒng)方法總結(jié)凝煉出人才培養(yǎng)要解決的三大問題。我校電氣自動化類專業(yè)在學校“大應(yīng)用觀”定位人才培養(yǎng)和“大工程觀”定位專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)理念引領(lǐng)下，近些年來獲得了較快的發(fā)展。然而，經(jīng)過多年的教學改革與實踐，自動化專業(yè)實踐教學模式仍然面臨需要解決的三大問題：（1）新生入學到大一學年向自主學習轉(zhuǎn)變的問題；（2）大一學年到大四學年解決“動手實踐能力空心化”的問題；（3）大四學年到工作單位向企業(yè)工作轉(zhuǎn)變的問題。

在實踐教學硬件層面上：我院已建成的電氣信息綜合實驗中心、自動化技術(shù)實驗室主要是為滿足學生基本的教學實驗需要而建設(shè)的，大部分只能開設(shè)認知性、基礎(chǔ)性和驗證性實驗，而設(shè)計性、綜合性和創(chuàng)新性的實驗項目很少，嚴重制約了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。在實踐教學模式上：我院針對實踐教學目標所安排的認識實習、專業(yè)實習、課程設(shè)計、綜合設(shè)計和畢業(yè)實習仍需較大的改進。

以2015版人才培養(yǎng)方案修訂為契機，在前期實地調(diào)研與調(diào)查問卷分析的基礎(chǔ)上，本文提出通過“案例驅(qū)動、校企合作、課程整合、考評優(yōu)化、技能考證、創(chuàng)新競賽”等六位一體的全方位多層次理念和措施，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高提供條件保障，適應(yīng)工礦企業(yè)對應(yīng)用型本科畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)和動手能力的要求。

二、現(xiàn)有自動化專業(yè)實踐教學模式

1.現(xiàn)有實踐教學模式存在的問題。我院針對實踐教學目標所安排的認識實習、專業(yè)實習、課程設(shè)計、綜合設(shè)計和畢業(yè)實習是人才培養(yǎng)方案的重要組成部分，也是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的關(guān)鍵性教學環(huán)節(jié)。由于現(xiàn)有實踐教學模式及運行機制存在以下問題，使得實踐教學實施過程中的實際效果與目標期望值存在較大的差距：（1）實踐教學環(huán)節(jié)評價體系仍需改進。總體而言，相對于理論教學，實踐教學環(huán)節(jié)在課程整體評價體系中處于從屬地位。無論是教師考評還是學生課程成績評價，仍存在重視程度不夠的問題。（2）實踐教學實施過程中與生產(chǎn)實際的脫節(jié)。工礦企業(yè)中的工程技術(shù)發(fā)展日新月異，原有實踐教學目標及內(nèi)容總體滯后于生產(chǎn)實際。原有的實踐訓練設(shè)備、教學案例內(nèi)容、教學手段和方法均不能較好適應(yīng)現(xiàn)代工程教育對實踐教學的要求。（3）校企合作過程中的學生實習困難。由于校外企業(yè)面臨的生產(chǎn)任務(wù)、研發(fā)任務(wù)較重，加之技術(shù)保密問題、人員及設(shè)備安全、生產(chǎn)連續(xù)性和穩(wěn)定性等問題，現(xiàn)有學生在校外企業(yè)實習的實踐教學效果并不理想。（4）實習指導(dǎo)教師工程應(yīng)用能力素質(zhì)低。實習指導(dǎo)教師的工程應(yīng)用能力對于實習質(zhì)量也有很大影響，由于部分實習指導(dǎo)教師對工礦企業(yè)生產(chǎn)了解不多，缺乏實際工程經(jīng)驗，難于勝任實習現(xiàn)場的指導(dǎo)工作。

2.頂層設(shè)計解決三大問題的基本思路。在新生入學到畢業(yè)就業(yè)這一過程中，人才培養(yǎng)面臨三大問題：（1）新生入學到大一學年向自主學習轉(zhuǎn)變的問題；（2）大一學年到大四學年解決“動手實踐能力空心化”的問題；（3）大四學年到工作單位向企業(yè)工作轉(zhuǎn)變的問題。

針對問題（1），新生學習目標不明確，對工程實踐不重視的問題，提出了一種激發(fā)學生專業(yè)興趣的學習方法，尤其注重專業(yè)。針對問題（2），運用目標分解法，將四年專業(yè)學習總目標分解到每學期，并以課程群為基礎(chǔ)，進行課程整合，建設(shè)一級項目和二級項目，以解決學生“動手實踐能力空心化”問題。在大一至大四學年過程中，尤其注重“案例驅(qū)動、考評優(yōu)化、技能考證與創(chuàng)新競賽”等理念和措施在具體實踐教學過程中的執(zhí)行與落實。針對問題（3），依據(jù)“大工程觀”和“大應(yīng)用觀”的理念，按照最新修訂的2015版人才培養(yǎng)計劃要求，借助學校“產(chǎn)學研用”平臺，深化校企聯(lián)合培養(yǎng)應(yīng)用型人才方案，尤其注重“校企合作”在實踐教學過程中的實施效果。

我院的實驗教學基本以驗證性實驗為主，并且由于現(xiàn)有的實驗設(shè)備高度集成，學生在做實驗時往往看不到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只要對外部端子進行簡單接線，然后手工記錄數(shù)據(jù)即可，整個實驗過程無法將理論與實際的元器件聯(lián)系起來。

考慮實驗設(shè)備的限制，在系統(tǒng)仿真環(huán)節(jié)，課程多利用MATLAB的SIMULINK工具箱，大多是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)進行計算機數(shù)字仿真，與工程實際也存在較大的差距。

三、案例驅(qū)動和校企合作、技能考證與創(chuàng)新競賽實踐教學模式的具體實施措施

1.分立器件級采購硬件資源，自主建設(shè)靈活可變的課程實驗平臺。從我院已經(jīng)建成的電氣信息綜合實驗中心的教學效果來看，雖然較好地達到了教學目標、完成了既定的教學任務(wù)，但成套采購的教儀設(shè)備靈活可變性不足，學生動手操作過程中絕大多數(shù)面向的是封裝起來的器件，學生在實驗過程中僅作插接接線，認知能力和動手能力提升有限。

2.更新實踐教學中的工程案例，開展工程能力的訓練。在工程實踐教學中，很多課程仍然沿用傳統(tǒng)的“知識+驗證性實驗”教學模式，部分課程雖然采用了“案例驅(qū)動”訓練模式，但由于案例設(shè)計難易度不當導(dǎo)致項目過難，或者案例陳舊、脫離工程實際，總體不適合于教學，導(dǎo)致實踐能力訓練效果不理想。

3.總體要求學生參加技能考證、建立創(chuàng)新實踐基地，鼓勵學生參加科技創(chuàng)新活動。通過學生整體要求參加技能考證，部分學生參加科技創(chuàng)新活動，如全國大學生電子設(shè)計競賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽、“飛思卡爾”杯智能車競賽、西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽、中國機器人大賽及大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃等，全面提高電氣自動化類專業(yè)學生的動手能力、綜合實踐能力和創(chuàng)新能力。

四、“課程整合與考評優(yōu)化”體系的建立

依據(jù)人才培養(yǎng)方案培養(yǎng)要求，以課程群為基礎(chǔ)，整合課程內(nèi)容，建設(shè)了6～8個高質(zhì)量的一級項目和10～15個二級項目，貫穿于每學期的教學中。一級項目是具體的設(shè)計和研究項目；二級項目是基于課程群建設(shè)，每個課程群都有其對應(yīng)項目。

各級項目雖難度不同，涉及內(nèi)容不同，但都取材于工程實踐的產(chǎn)品原型，具有重要的實際應(yīng)用價值。所有項目都是一個系統(tǒng)，能讓學生盡早地建立控制系統(tǒng)的概念，充分體現(xiàn)了項目引領(lǐng)、分層推進的特點。開放型項目使學生有機會把知識有機地聯(lián)系起來，可能用到未學過的知識，因此學生要學會以探究方式獲取知識，整個過程體現(xiàn)面向工程背景的實際應(yīng)用能力。

五、結(jié)束語

應(yīng)用型本科院校自動化專業(yè)的實踐教學模式及運行機制創(chuàng)新研究是一項系統(tǒng)工程，涉及到人才培養(yǎng)方案制定、雙師型師資建設(shè)、教學與科研互相促進與支撐、校際間合作與交流、課程整合與優(yōu)化、產(chǎn)學研用融合等諸多因素，因此任務(wù)始終繁重而艱巨。

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