國(guó)內(nèi)自動(dòng)化專業(yè)核心能力培養(yǎng)研究

摘要：本文以上海電機(jī)學(xué)院為例，從課程設(shè)置的角度，闡述了構(gòu)建國(guó)內(nèi)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生核心能力培養(yǎng)體系的方法。分析了自動(dòng)化專業(yè)的課程設(shè)置，并圍繞“系統(tǒng)”與“控制”構(gòu)建了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)體系。從優(yōu)化課程體系、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)、教學(xué)法改革以及提高教師的應(yīng)用能力四個(gè)方面討論了培養(yǎng)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生核心能力的途徑。

關(guān)鍵詞：專業(yè)核心能力；自動(dòng)化專業(yè)；課程體系；系統(tǒng)；控制

應(yīng)用型本科院校是我國(guó)高等教育大眾化發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的一種高等教育新形態(tài)，主要是在本科教育層次為進(jìn)入應(yīng)用科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域就業(yè)的學(xué)生提供為期4年的學(xué)術(shù)和職業(yè)準(zhǔn)備的教育[1]。近年來(lái)，伴隨著我國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，目前與自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的崗位約有上百萬(wàn)，同時(shí)在各類高校自動(dòng)化專業(yè)在讀本科生約有上百萬(wàn)，其中，每年有20多萬(wàn)人將從事與自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的工作崗位。用人單位對(duì)畢業(yè)生的職業(yè)能力有了更高的要求，應(yīng)用型本科院校應(yīng)以職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，以專業(yè)核心能力的培養(yǎng)為核心，強(qiáng)化實(shí)踐課程，大力培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，為企業(yè)培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型人才。

專業(yè)核心能力是本專業(yè)所特有的針對(duì)社會(huì)專業(yè)領(lǐng)域的能夠履行崗位職責(zé)的實(shí)際能力。專業(yè)核心能力首先是一種實(shí)際工作能力，其次是一種專業(yè)能力，此能力可為學(xué)生今后的事業(yè)發(fā)展提供主要能量，是學(xué)生可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)與新事業(yè)發(fā)展的源泉[2][4]。專業(yè)核心能力的培養(yǎng)旨在加強(qiáng)專業(yè)技能訓(xùn)練和提高知識(shí)運(yùn)用能力，“重實(shí)踐、強(qiáng)能力”。

根據(jù)技術(shù)應(yīng)用型本科自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，必須明確自動(dòng)化專業(yè)行業(yè)培養(yǎng)的人才應(yīng)具備的專業(yè)核心能力。自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)核心能力包括核心知識(shí)和核心能力兩部分。核心知識(shí)主要指與“控制”和“系統(tǒng)”相關(guān)的課程內(nèi)容，而核心能力主要包括工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。面對(duì)自動(dòng)化對(duì)象不斷擴(kuò)大、自動(dòng)化理論不斷發(fā)展的今天，掌握上述核心能力的學(xué)生不但可以通過(guò)自學(xué)獲取新知識(shí)、新理論、新方法，而且可以靈活的運(yùn)用這些知識(shí)和方法，這樣的學(xué)生就是我校提倡培養(yǎng)的應(yīng)用型人才。

我校自動(dòng)化培訓(xùn)模式正大力推行“能力+證書”人才的培養(yǎng)，以需求為導(dǎo)向構(gòu)建企業(yè)課程體系，為企業(yè)實(shí)踐教學(xué)方法，增強(qiáng)教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)效性。此外，我校致力于獲得行業(yè)資格證書和國(guó)家認(rèn)可證書來(lái)指導(dǎo)學(xué)生的職業(yè)能力，從而提高學(xué)生的能力，職業(yè)生涯的發(fā)展更順暢。這是我校提高自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的一項(xiàng)創(chuàng)新。

1 自動(dòng)化專業(yè)的核心能力培養(yǎng)體系

技術(shù)應(yīng)用型自動(dòng)化是一門涉及數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、電子信息科學(xué)以及生命科學(xué)等的交叉性學(xué)科[5]。現(xiàn)代社會(huì)，伴隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展迅速，自動(dòng)控制理論也再不斷的更新，自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的更新是客觀存在，我們無(wú)法控制的。這對(duì)高校教師講授課程帶來(lái)了挑戰(zhàn)，怎么樣才能適應(yīng)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)科發(fā)展的需求，有針對(duì)性的向?qū)W生講授課程面臨的巨大的挑戰(zhàn)。但是不管學(xué)科怎么發(fā)展，總有些穩(wěn)定不變的核心知識(shí)，這些核心知識(shí)據(jù)據(jù)是老師傳授知識(shí)時(shí)應(yīng)該抓住的關(guān)鍵。

我校自動(dòng)化專業(yè)的核心知識(shí)是“系統(tǒng)”與“控制”，在向?qū)W生教授課程的同時(shí)，注意引導(dǎo)學(xué)生用系統(tǒng)的理念分析問(wèn)題，如果學(xué)生具有這些知識(shí)并具有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)化系統(tǒng)編程的實(shí)踐和分析能力，也就具備了專業(yè)核心能力。

為了突出應(yīng)用為本的的辦學(xué)特色，我校制定了適合自己的核心能力體系。

1.1 核心能力知識(shí)平臺(tái)體系

自動(dòng)化專業(yè)核心知識(shí)平臺(tái)包括基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課。

基礎(chǔ)課只要包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、電路分析等。由于不了解學(xué)科和專業(yè)的聯(lián)系，學(xué)生對(duì)于上述基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)大都是孤立進(jìn)行的，因此可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)讓學(xué)生了解基礎(chǔ)知識(shí)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。另外，通過(guò)組織數(shù)學(xué)建模等競(jìng)賽，讓學(xué)生對(duì)系統(tǒng)有初步的了解，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。

專業(yè)基礎(chǔ)課包括自動(dòng)控制原理、電子技術(shù)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與應(yīng)用、信號(hào)與系統(tǒng)、控制系統(tǒng)建模與仿真、檢測(cè)技術(shù)等課程。這些課程都是和控制學(xué)科緊密相關(guān)的。通過(guò)學(xué)習(xí)上述課程，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)該有了一定的了解和掌握。通過(guò)開(kāi)設(shè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，如控制系統(tǒng)的仿真和設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生可以進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和原理的理解。

專業(yè)課主要有：過(guò)程控制、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、DCS（Distributed Control Systems）現(xiàn)場(chǎng)總線等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以進(jìn)一步體會(huì)到自動(dòng)化專業(yè)中控制的內(nèi)涵。

1.2 核心能力培養(yǎng)體系構(gòu)建

每個(gè)專業(yè)都需要多種核心能力，要求學(xué)生掌握所有的能力幾乎不現(xiàn)實(shí)，因此，我校只要求學(xué)生掌握其中的一到兩種能力即可。針對(duì)自動(dòng)化專業(yè)的特點(diǎn)，學(xué)生應(yīng)掌握以下能力：

1）以單片機(jī)技術(shù)為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用能力。學(xué)生能夠運(yùn)用單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與調(diào)試。開(kāi)設(shè)的主要課程有數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這些課程，能夠掌握課程的基本知識(shí)，并具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力。

2）以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為核心的自動(dòng)化系統(tǒng)集成的應(yīng)用能力。主要課程有電路分析、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)、PLC原理、組態(tài)軟件應(yīng)用技術(shù)、過(guò)程控制、課程實(shí)驗(yàn)等。通過(guò)開(kāi)設(shè)這些課程，使學(xué)生掌握基本原理并具有控制系統(tǒng)基本的應(yīng)用能力。

3）以可編程控制器技術(shù)為核心的電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用能力。學(xué)生應(yīng)具有一定的工程實(shí)踐和編程能力。開(kāi)設(shè)的課程主要有：自動(dòng)控制原理、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信原理、課程設(shè)計(jì)等。通過(guò)開(kāi)設(shè)這些課程，學(xué)生能夠掌握課程基礎(chǔ)知識(shí)，并具有系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)和分析的能力，能夠完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、儀器設(shè)備的選擇、程序調(diào)試等。通過(guò)上述理論課與實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠不斷加深和掌握各種核心能力的應(yīng)用。結(jié)合本專業(yè)其他課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了自動(dòng)化專業(yè)的核心能力。

2 自動(dòng)化專業(yè)核心能力的培養(yǎng)途徑

自動(dòng)化專業(yè)核心能力的培養(yǎng)途徑將從下面四個(gè)方面展開(kāi)：

2.1 優(yōu)化課程體系

針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的不斷變化發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，刪除理論較深的一些課程，如數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別等課程，加入一些強(qiáng)調(diào)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)相關(guān)的課程，如：在自動(dòng)控制原理課中，開(kāi)設(shè)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)中了解控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和組成，掌握控制系統(tǒng)中控制器、傳感器以及執(zhí)行器的具體作用；在過(guò)程控制課中，開(kāi)設(shè)與溫度、液位、流量等變量相關(guān)的單回路控制、級(jí)控制、前饋控制等控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，分析不同的控制方法對(duì)系統(tǒng)控制性能產(chǎn)生的影響；在電氣系統(tǒng)的Matlab仿真課中，學(xué)生通過(guò)Simulink仿真環(huán)境對(duì)各類離散控制系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真。

2.2 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)

注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)“技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用為本”的理念，我校建立了一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)平臺(tái)，用于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。實(shí)踐教學(xué)分為專業(yè)實(shí)踐教學(xué)和課程實(shí)踐教學(xué)兩類，著力重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課、畢業(yè)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐等多種形式呈現(xiàn)。

2.3 教學(xué)法改革

為了適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)理念，我們的師生互動(dòng)研究項(xiàng)目教學(xué)法的普遍實(shí)施，教師為主導(dǎo)的教學(xué)法與其他教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性完全在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生探究問(wèn)題，思考和分析問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的。

教學(xué)過(guò)程中，注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作等中和素質(zhì)，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力、觀察力，從而形成可以應(yīng)到實(shí)際的自動(dòng)化專業(yè)的核心能力。

3 提高教師的應(yīng)用能力

學(xué)生的核心能力是應(yīng)用能力，這對(duì)于我校教師提出了新的要求，教師在教學(xué)過(guò)程中具有很強(qiáng)的科研能力以及實(shí)踐操作能力。教師可以將科研引入到課堂，理論聯(lián)系實(shí)際，做到產(chǎn)學(xué)研一體相結(jié)合。教師除了正常的教學(xué)活動(dòng)外，還要積極的參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及自己的科研工作。此外，教師還要依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研、數(shù)據(jù)分析、專家的行業(yè)分析、自動(dòng)化專業(yè)的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)自動(dòng)化專業(yè)的課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮驼{(diào)整。

我校注重產(chǎn)學(xué)研合作，探索校企合作的長(zhǎng)期有效發(fā)展模式，提高畢業(yè)生的專業(yè)核心能力，把提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力落實(shí)到實(shí)處。學(xué)校給青年教師提供了為期一年的掛職學(xué)習(xí)訓(xùn)練。同時(shí)，教師從企業(yè)聘請(qǐng)了一些知名的高級(jí)工程師作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的校外指導(dǎo)老師，不定期開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，進(jìn)一步推動(dòng)了校企合作的體制。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于自動(dòng)化專業(yè)核心能力培養(yǎng)的理論，討論了核心知識(shí)體系的構(gòu)建以及人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置的體系。通過(guò)開(kāi)展理論課程與實(shí)踐課程相結(jié)合的教學(xué)方法，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力。從課程優(yōu)化、加大實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、教學(xué)法改革、加強(qiáng)教師的應(yīng)用能力等方面，分析了自動(dòng)化專業(yè)核心能力的培養(yǎng)途徑。

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[5]高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)編. 高等學(xué)校本科自動(dòng)化指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范[M].高等教育出版社，2007：28.

作者簡(jiǎn)介：劉永慧（1986），博士，講師，上海電機(jī)學(xué)院電氣學(xué)院自動(dòng)化系。