基于卓越工程師培養(yǎng)的自動化專業(yè)立體式實(shí)踐教學(xué)體系研究

王軍茹　劉麗華　王巧玲　付興建

【摘 要】我校自動化專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)已有四年多的時間，在卓越工程師培養(yǎng)方面已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)自動化專業(yè)卓越工程師計劃培養(yǎng)目標(biāo)，要求注重學(xué)生基礎(chǔ)應(yīng)用和工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，希望卓越班培養(yǎng)出的學(xué)生具備需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)集成與測試、實(shí)施等工程應(yīng)用實(shí)踐能力。大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要從實(shí)踐中來，并用到實(shí)踐中去，卓越工程師培養(yǎng)已有的實(shí)踐教學(xué)體系上，探討從國家到學(xué)院各個層面可以采取哪些措施和方法，建立符合我校自動化專業(yè)卓越工程師計劃培養(yǎng)目標(biāo)的立體實(shí)踐教學(xué)體系至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】自動化專業(yè)；卓越工程師；立體式實(shí)踐教學(xué)

我校自動化專業(yè)在國家級特色專業(yè)和北京市特色專業(yè)建設(shè)中已經(jīng)取得了顯著成就，2010年開始建立自動化專業(yè)試點(diǎn)班。2011年12月我校獲批為教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計劃高校，其中機(jī)械設(shè)計制造及自動化、自動化、通信工程、網(wǎng)絡(luò)工程和軟件工程等5個專業(yè)申請加入第二批卓越計劃，2012年正式開設(shè)自動化專業(yè)卓越班。

在特色專業(yè)建設(shè)和試點(diǎn)人才培養(yǎng)實(shí)踐中，我校自動化專業(yè)已經(jīng)成功培養(yǎng)了一批動手能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新意識的應(yīng)用型人才。在全國智能汽車、機(jī)器人、電子設(shè)計競賽中，500余名同學(xué)獲獎，在就業(yè)、讀研和出國率等方面不斷提高。校企合作也從之前的研華一家，擴(kuò)展為研華、泛華和博創(chuàng)三家。有了這些基礎(chǔ)，自動化專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃逐步走向正規(guī)和系統(tǒng)化，但在很多方面尤其是立體式實(shí)踐教學(xué)體系的建立還需要進(jìn)一步的摸索和探討。

1 立體式實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)成

自動化專業(yè)卓越工程師班培養(yǎng)計劃修訂上，在原有專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)上，增設(shè)了智能物聯(lián)與感知技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)設(shè)計與項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)、現(xiàn)場總線技術(shù)、自動測試設(shè)備系統(tǒng)集成與項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)、基于PC架構(gòu)的可編程序控制器項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)等實(shí)戰(zhàn)類課程；并且自動化專業(yè)卓越工程師班培養(yǎng)計劃相對于普通班培養(yǎng)計劃大多數(shù)課程的理論授課課時有所縮減，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計課時有所增加、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容更多、要求更高；與此同時，開設(shè)了創(chuàng)新實(shí)踐與競賽類相關(guān)課程：專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)、專業(yè)引領(lǐng)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練、專業(yè)綜合實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)，具體開課情況如表1所示。

表1 創(chuàng)新實(shí)踐與競賽類相關(guān)課程情況

實(shí)戰(zhàn)類課程和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計項(xiàng)目大多是必修環(huán)節(jié)，注重基礎(chǔ)知識的鞏固和應(yīng)用；創(chuàng)新實(shí)踐與競賽類課程注重實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，它們相互滲透和交叉，融入到卓越工程師計劃大學(xué)四年不間斷的實(shí)踐教學(xué)中，構(gòu)成了立體式的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系。

2 創(chuàng)新實(shí)踐與競賽類課程開展和實(shí)施

2.1 專業(yè)引領(lǐng)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

專業(yè)引領(lǐng)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練是以“專業(yè)引領(lǐng)，啟發(fā)自我”為指導(dǎo)思想，融專業(yè)性、趣味性為一體，旨在對大學(xué)本科一年級學(xué)生給予工程創(chuàng)新實(shí)踐的入門引導(dǎo)。我校自動化學(xué)院創(chuàng)新實(shí)踐基地提供統(tǒng)一的機(jī)器人車模套件，學(xué)生參加基地輔導(dǎo)，學(xué)習(xí)單片機(jī)、傳感器等硬件知識，實(shí)際動手制作智能小車，并編程實(shí)現(xiàn)在指定賽道上的競速比賽，根據(jù)比賽成績計算創(chuàng)新學(xué)分。針對大一新生開展的“專業(yè)引領(lǐng)型學(xué)科競賽”將進(jìn)一步完善這一體系，有效幫助學(xué)生盡早建立專業(yè)認(rèn)知，規(guī)劃好今后四年的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐。

2.2 開放實(shí)驗(yàn)

本課程主要面向大學(xué)本科二年級和三年級的學(xué)生，是基于《單片微機(jī)控制技術(shù)》、《計算機(jī)控制系統(tǒng)》、《樓宇自動化》等課程支撐的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從實(shí)際系統(tǒng)的工程設(shè)計出發(fā)，著重培養(yǎng)并提高學(xué)生系統(tǒng)硬件設(shè)計能力、軟件編程技巧、軟硬件聯(lián)合調(diào)試技巧等實(shí)踐能力，注重學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力、理論與實(shí)際相結(jié)合的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高，并使學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握實(shí)際工程系統(tǒng)的設(shè)計能力和實(shí)施方法。

考核方法：1）從系統(tǒng)理論方案的設(shè)計、實(shí)際系統(tǒng)的演示及答辯、設(shè)計報告、考勤及平時檢查綜合考核；2）考核成績分為優(yōu)、良、中、及格和不及格。計入學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)分。

2.3 專業(yè)綜合實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

專業(yè)綜合實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練包括大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項(xiàng)目（北京市級的和國家級的）、實(shí)培計劃的大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃深化項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等。

本課程主要面向大學(xué)本科二年級和三年級的學(xué)生，以自動化學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地為平臺，以大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、實(shí)培計劃的大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃深化項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等為依托，旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，提高學(xué)生科研創(chuàng)新意識和能力。每年，自動化學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地對內(nèi)容合理、難度適中的各類科研訓(xùn)練項(xiàng)目進(jìn)行立項(xiàng)，組織學(xué)生個人或3-5人的團(tuán)隊(duì)，在專業(yè)老師指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性研究項(xiàng)目的準(zhǔn)備、設(shè)計和項(xiàng)目實(shí)施，撰寫研究報告，進(jìn)行成果（學(xué)術(shù)）交流、中期檢查、結(jié)題答辯等工作，逐步培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)踐和科技創(chuàng)新能力。根據(jù)項(xiàng)目答辯情況決定具體的創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)分。

2.4 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)課程包括全國和北京市“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)競賽、物聯(lián)網(wǎng)競賽、智能車競賽、機(jī)器人競賽、電子設(shè)計競賽等。

本課程的主要任務(wù)是以專業(yè)學(xué)科競賽為背景，促進(jìn)學(xué)生對自動化專業(yè)核心理論的深入理解、促進(jìn)學(xué)生對自動化專業(yè)核心技術(shù)的應(yīng)用能力提高。課程精選了專業(yè)綜合類型學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生智能車競賽、機(jī)器人競賽、挑戰(zhàn)杯、物聯(lián)網(wǎng)競賽等，這些競賽涉及專業(yè)理論技術(shù)范圍廣、綜合性強(qiáng)，通過競爭形勢的學(xué)習(xí)交流，提高學(xué)生對自動化專業(yè)理論技術(shù)的熟練應(yīng)用能力，激發(fā)學(xué)生的積極向上的探索精神與強(qiáng)強(qiáng)合作精神。本課程提供了合作-競爭的環(huán)境，符合社會人才發(fā)展實(shí)情，有利于促進(jìn)學(xué)生能力與性格的協(xié)調(diào)發(fā)展，提高學(xué)生的社會適應(yīng)性，提高自動化人才貢獻(xiàn)率，提升學(xué)生個人幸福指數(shù)。

考核方法：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)競賽的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)，完成相對較高水平的競賽作業(yè)的制作，通過競賽進(jìn)行競爭、對比，依照競賽規(guī)則判定成績，根據(jù)比賽取得的成績進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)分的計算。

3 立體式實(shí)踐教學(xué)體系的具體實(shí)現(xiàn)

創(chuàng)新實(shí)踐與競賽類課程目前屬于學(xué)生自愿參加的選修課程，如何吸引更多的卓越工程師培養(yǎng)計劃的學(xué)生四年不間斷地參與進(jìn)來，和實(shí)戰(zhàn)類課程和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計項(xiàng)目相結(jié)合，構(gòu)建立體式創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，需要國家、北京市、學(xué)校、學(xué)院各個層面以及專業(yè)各位老師的共同努力。

首先，需要從制度上保證，在自動化專業(yè)卓越工程師計劃2016年剛剛修訂的培養(yǎng)計劃中，已經(jīng)規(guī)定“專業(yè)引領(lǐng)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練”、“專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)”、“專業(yè)綜合實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練”和“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽實(shí)戰(zhàn)”至少選修6學(xué)分，這就要求學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐類項(xiàng)目參與方面，由之前的自愿、少數(shù)參與變?yōu)楸仨殹⑵毡閰⑴c，使創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)施更加普及和推廣，讓更多學(xué)生受益。

其次，需要國家、北京市和學(xué)院提供足夠的資金支持，每個學(xué)生都參與到創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系中，由少數(shù)參與變?yōu)槠毡閰⑴c，學(xué)院相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施和投入要能滿足創(chuàng)新實(shí)踐課程開展的要求。

再次，需要班主任和輔導(dǎo)員對學(xué)生每學(xué)期的創(chuàng)新實(shí)踐課程申請和參與進(jìn)行引領(lǐng)和指導(dǎo)，班主任大多是專業(yè)老師，最好能直接參與到創(chuàng)新實(shí)踐課程開展中來。

4 結(jié)束語

我校自動化專業(yè)卓越工程師計劃自2012年實(shí)施以來，雖然已經(jīng)取得了一定的成績，但是學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一個長期系統(tǒng)工程，還需要國家和北京市、學(xué)校和學(xué)院、老師和學(xué)生各個層面的不斷努力，不斷改革和發(fā)展專業(yè)課程教學(xué)模式和實(shí)踐教學(xué)體系，將各類實(shí)踐項(xiàng)目、科技創(chuàng)新活動、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計或論文等環(huán)節(jié)融入專業(yè)實(shí)踐教育，更進(jìn)一步形成立體式實(shí)踐教學(xué)體系，增強(qiáng)卓越班學(xué)生工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力適應(yīng)社會發(fā)展的高級技術(shù)人才。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：田吉捷]