自動化專業課程教學模式改革與實踐

胡紅林，趙喜梅，王承林，陳培英

（邢臺學院，河北邢臺 054001）

目前自動化專業是熱門專業之一，是培養應用型人才的專業，各個學校都非常重視自動化專業的建設。自動化專業建設中要根據各個院校情況制定好人才培養方案，制定好教學大綱，教學計劃。如何開展教學才能獲得最好的教學效果，培養出高素質的人才，一直是自動化專業教育教學改革的研究課題。在教學實施過程中，既要重視理論教學，更要重視實踐教學，并且要在教學模式上進行改革，下邊介紹一下邢臺學院自動化專業的具體做法。

一、仿真軟件輔助理論課教學

（一） 理論課程+仿真軟件

倡導教師充分利用仿真軟件輔助課程教學，現在自動化專業課程體系里幾乎所有的課程都在使用相應的軟件來輔助教學。仿真軟件的使用改變了以前單純理論傳授出現的枯燥、刻板狀況，使教學具有趣味性、可操作性，可快速看到電路或系統的功能、參數等，提高了教學效果。經過多年不懈努力，在教師和學生中間廣泛學習各種軟件使用方法，使用軟件進行設計與仿真的活動已蔚然成風，成為自然而然的事情。

利用仿真軟件輔助課程教學早已開始，只是近些年應用開始普及，大部分教材中介紹了相關的軟件。但在理論教學中仿真軟件的使用要合理，起到輔助教學的作用，不能過多使用。教師要主動引導學生如何使用仿真軟件，使學生感興趣之后，仿真軟件更多的使用和應用方法要求學生自己去深入學習。

（二） 實驗課程+仿真軟件

有些電子技術實驗課程在步驟上也可以加入仿真內容，先使用軟件設計和仿真，然后再使用儀器設備進行硬件連接實驗，這樣使學生在軟件仿真與硬件兩方面都得到訓練。如單片機原理及接口技術實驗、EDA技術實驗、PLC原理及應用實驗、DSP技術實驗等。

有些實驗課程因未配備電腦只能在完成實驗之后，作為作業要求學生課后使用軟件完成仿真。如電路分析實驗、模擬電子技術實驗、數字電子技術實驗等，這些做法已經收到很好的效果。

二、理論課教學與實踐課融合為一體

理論課教學與實踐課融合為一體是邢臺學院自動化專業教育教學改革與實踐的一個重要項目。在自動化專業課程體系里有一些課程實踐性非常強，但理論課與實踐課教學是獨立分開的，通常由不同教師擔任，其教學效果往往不好。例如：單片機原理與接口技術、PLC原理及應用、EDA技術、DSP技術等課程。這樣設置就會出現理論與實驗教學不同步，各進行各的，互不聯系，教學效果不佳的情況。這樣的教學方式不利于學生創新能力、實踐應用能力的培養[1]。

為什么出現這種情況呢？其一教學方法不夠靈活。 在理論教學中，“滿堂灌”仍是課堂教學的基本格局，在實踐教學中，各門課程的實驗相應獨立[2]。其二沒有根據課程的獨特情況合理配置教學模式，沒有把理論課教學與實踐課融合為一體。好些應用類課程學生考試成績很好，但是在實踐中運用知識能力差，大多是教學模式有問題。

（一）如何把理論課教學與實踐課教學融合為一體，使教學效果事半功倍

拿PLC原理及應用這門課來說吧，怎么才能把PLC原理及應用理論課與實驗課融合為一體進行教學呢？方法一：盡可能得把PLC原理及應用理論課與實驗課安排為同一位教師，備課時能將課程的實踐教學內容有機的融入到理論教學體系中；方法二：PLC原理及應用理論課與實驗課雖是不同的教師擔任，但要求兩位教師要及時溝通，實驗課要與理論課同步。

理論課教學與實踐課融合為一體，必須在教學過程中實時進行。拿PLC原理及應用這門課來說吧，理論課講完基本指令后，隨后就安排學生到實驗室進行基本指令使用練習；講完定時器、計數器后，馬上安排學生到實驗室進行定時器、計數器指令使用練習；講完順序功能圖及編程方法后，緊接著安排學生到實驗室用四級物料傳輸送帶實例進行編程練習，要“趁熱打鐵”，學生理解快，記得牢，教學效率高，效果必然好。

理論課教學中使用軟件實時進行練習和仿真，效果也是很好的，總之對于實踐性強的課程，不能一味說教而忽視與實驗課的融合，理論教學與實踐教學過程要相得益彰，才能做到事半功倍的效果。

（二）“教、學、做”教學模式在自動化專業教學中的推廣

教、學、做三個步驟是可以同時進行的一種教學模式，效率高，教室和實驗室合二為一，是更為先進一種的教學模式，適用于應用型較強的課程教學，但是這種教學模式對實驗室條件要求較高，有些學校難以做到。在條件允許的情況下應開展“教、學、做”教學模式，可以更好地提高教學效果。

創造條件開展“教、學、做”模式教學，例如單片機原理與接口技術這門課就是這樣做的。在模擬電子技術和數字電子技術完成教學任務之后，通過電子工藝實訓，讓學生自己動手設計單片機最小系統，畫PCB印刷電路板，焊接元件，最終完成單片機最小系統電路板設計與制作。這樣學生在課上或課下隨時利用自己制作電路板進行一些小實驗。

有些課程在授課過程中，可以使用軟件進行仿真，也是不錯的訓練方式。現在條件好了，幾乎所有學生都有筆記本電腦，C語言課的程序練習也可以在手機上實時練習，這種邊講邊練，也是很好的教學模式。

三、注重實踐教學

（一）重視實驗教學，培養學生的實踐能力

在自動化專業課程體系里幾乎所有課程都有相對應的實驗課程，是理論知識的運用與檢驗，是培養動手能力和實踐能力的基本環節。

之前有一段時間理論課被高度重視，而實驗教學不被重視。實驗內容以驗證理論為主，難度較低，指導書過于詳盡，學生過于依賴教師，缺乏獨立分析問題、解決問題能力[2]。學校、學院各級領導已認識到這一點，加之在學校要求建應用型專業、辦特色專業的形勢下，要求各專業改變這種狀況，必須重視實踐教學，提高實踐教學質量。基礎實驗室和專業實驗室建設與教學改革是非常重要的，具體措施： （1） 教師要認真負責，對學生出勤進行考核。 （2） 杜絕不做實驗、旁邊看實驗等混實驗現象。 （3） 學生操作時，老師要不斷檢查，針對實驗內容和實驗現象進行隨機提問，并記錄學生的實驗熟練程度和動手能力，當場打分數[3]。有的教師在實驗結束前，進行實驗課考試，學生隨機抽取測評的實驗。 （4） 為了提高實驗教學質量和水平，現在要求教師適當增加綜合性實驗，相應減少驗證性實驗。 （5） 每學期多選擇實驗課進行教師間聽課與評課活動，提高實踐教學質量。

（二）專業實訓、專業實習教學改革

專業實訓主要訓練學生某一方面實踐能力，如工程圖學實訓、電子工藝實訓等。我們在實訓內容方面進行了教學改革，如工程圖學實訓要與自動化專業緊密聯系，除之前的機械工程圖學實訓，又增加了電氣工程圖學實訓。

專業實習、生產實習是全面訓練學生工程實踐方面的能力。但是專業實習安排到工廠、公司去進行存在一定的困難：（1） 由于種種原因大部分實習單位并不積極配合。 （2） 即使能夠前去實習，實習單位忙于完成生產訂單，實習中學生學到的實用技術很少，實習效果不佳。 （3） 找到與專業知識關聯度高的實習單位較難。總之如此下來，生產實習的象征意義大于實際意義。

由于上述原因邢臺學院自動化專業計劃把專業實習安排到大型的實訓室進行。近兩年建設了一些大型實訓室，用于專業實訓和生產實習。

（三）改進課程設計、畢業設計

課程設計、畢業設計是訓練學生運用知識能力，增強實踐方面能力的重要環節，應該重視這兩個環節。

課程設計主要運用某一課程的知識進行項目設計，要選擇應用性、實踐強的課程開展。

畢業設計高于課程設計，可以運用四年所學的所有知識和技術，培養學生工程系統設計能力和工程實踐能力。要求教師多出一些設計類的題目，少出論述類的題目。要用軟件設計與仿真，最好用硬件來完成設計。這些年來，邢臺學院自動化專業畢業論文題目中設計類的能達到80%以上。

四、重視學科競賽

成立科技競賽小組，從學生中選出成績好、動手能力強的學生參與，通過科技競賽活動來活躍學習氛圍，起到以點帶面的作用，使更多的學生在課余時間主動學習專業知識和技術，提高自己在系統設計、電路設計與制作等方面的能力。

自動化專業選派有經驗的教師對科技競賽小組進行指導，電子工藝實驗室對競賽小組開放，為競賽小組提供較好的條件。近三年自動化學生參加了多種類型的科技競賽，并取得優異的成績。2014年第九屆全國信息技術應用水平大賽中二等獎、三等獎各兩個；2015年全國電子設計競賽（河北賽區）三等獎三個。還有其他競賽成果，不再一一列舉。

邢臺學院自動化專業的發展才剛剛幾年，我們根據自己的條件不斷完善硬件建設的同時，積極開展軟件方面的建設，積極開展專業教育教學改革與實踐方面的探索，努力提高教學質量，辦出特色。

自動化專業教研室定期開展活動，經常討論教育教學改革與實踐方面的問題，上述文中闡述的教學改革就是教研活動中討論的結果，并在教學中不斷實踐。這種在教研室討論，達成共識，最后在教學中實施，教師會能動地執行，效果較好。

隨著時間的發展，隨著條件改善，自動化專業教育教學改革與實踐方面的探索不能停步，要不斷嘗試新的教學模式，不斷提高教學質量。

[1]汪弦.《虛擬測試技術》課程的教學定位與教學改革[J].教育教學論壇，2014，（2）：50-51.

[2]楊友平,翁惠光.電氣工程及其自動化人才培養模式改革與實踐[J].考試周刊，2016，（103）：4-5.

[3]胡艷麗,賈群,劉團結.應用型大學《電氣控制與PLC》課程教學改革研究[J].科技視界，2015，（19）：25，85.