自動化專業應用型人才培養模式與教學體系的改革

馬莉 王超 湯吉昀

[摘要]針對自動化專業應用型人才培養模式及教學體系的改革是確保相關院校對此類人才的培養能達到預期目標、滿足市場需求的主要途徑。為了保證具體改革工作的開展成效，從明確自動化專業定位及培養目標、確定培養思路及培養計劃、對課程體系及教學內容進行改革、構建自動化專業應用型人才培養平臺等幾方面展開論述。

[關鍵詞]自動化專業;應用型人才;培養模式;教學體系

[中圖分類號]G642

[文獻標志碼]A

[文章編號]2096-0603（2019）07-0202-02

隨著自動化技術的不斷發展，市場上對自動化專業人才的需求也隨之有了很大程度的增加，對開設了自動化專業的院校來說，這些學校必須能在原有基礎之上針對學生的實踐能力進行鍛煉，確保學生在理論知識儲備及實踐操作技能兩方面都能滿足用人單位要求。對這樣的要求來說，相關院校應針對自動化專業現有的培養模式及教學體系進行改革，以培養應用型人才為根本目標展開教學，滿足市場上對此類人才的需求。結合現狀來看，大部分高校都存在教學過程中重理論、輕實踐的問題，在這樣的教學模式之下，不但學生對教學內容的興趣難以得到保證，學生進入工作崗位后也很有可能因為實踐經驗的缺乏而無法迅速融入工作環境之中。為了避免這樣的狀況出現，相關院校必須針對自動化專業人才培養體系進行全面改革，本文將在后續內容中對具體的改革辦法進行詳細論述。

一、明確專業定位及培養目標

結合現有數據來看，昌吉學院大部分自動化專業學生都會在畢業后進入工礦企業、能源企業、電力制造科研院所等從事設計、生產、運行、維護管理等工作，因此，自動化專業學生在經過有目的的培養之后應具備扎實的基礎理論儲備、較強的實踐操作能力、一定的創新意識及獨立分析解決問題的能力。

對自動化專業人才培養目標來說，學生應掌握的知識和應具備的能力主要包含以下內容：系統掌握本專業領域所必需的技術基礎理論知識，如電工理論、電子技術、信息處理、控制理論計算機軟硬件基本原理等;獲得較好的工程實踐訓練，具備較為熟練的計算機操作能力;具備本專業領域內1至2個專業方向的專業知識及技能，有了解本專業相關學科前沿信息的能力;具備一定的工作適應能力、科研能力組織管理能力等。

二、確定培養思路及培養計劃

結合上文中提到的培養目標，相關院校應在此基礎上針對21世紀自動化專業發展對人才的要求進行研究，進而確定最終的培養思路。從培養思路方面來說，自動化專業應用型人才的培養應從加強基礎、重視實踐性教學環節、明確專業崗位群、劃分專業方向、突出教學主干拓寬專業主干等幾方面入手。對培養計劃來說，本院可以參考以下模式進行改革：學生一年級進入學院公共基礎平臺進行通識理論和基礎知識學習，二年級進入專業學科基礎課程和實驗學習，同時配合面向專業崗位群的企業認知實習，三年級進入專業技術主干課程模塊學習，同時，在學生進入專業技術基礎學習階段之后，學校應通過選修內容的設置來確保學生具備專業方向課程的學習及知識交叉、學科交叉的知識和能力。最后，學生可以根據自身意愿選擇計算機控制模式完成專業方向工程技術實訓。

三、對課程體系及教學內容進行改革

根據專業方向的不同，自動化專業課程體系及教學內容的改革應從以下幾方面入手。

（一）工業過程控制方向

工業過程控制主要是指以自動控制、計算機技術等為支撐，針對工業生產過程實現自動控制。對本文所討論的問題來說，工業自動化控制技術的發展趨勢主要包含以下幾點內容：（1）未來可編程控制器。PLC正在向著微型化和網絡化的方向發展，性能和結構的提升是PLC未來主要的發展趨勢。（2）DCS控制系統到現場總線。這一發展趨勢意味著全開放和互操作的最新工業控制系統自動化系統將投入實際的工業生產過程之中。結合這些內容，為了滿足應用型人才的基礎要求，自動化專業工業過程控制方向應設置信號檢測與變換、過程控制、現場總線控制、智能控制、計算機控制系統等課程來確保學生經過培養之后能適應工業自動化控制行業的發展需求。

（二）智能制造方向

為了確保自動化專業應用型人才的培養能符合第四次工業革命（工業4.0）的發展需求，培養具備先進制造及自動化基礎理論知識，精通計算機輔助設計與輔助制造技術、熟知智能制造過程及工業要求的專業人才是非常有必要的。在這樣的背景之下，自動化專業智能制造方向課程體系的改革應確保學生能熟練掌握機械設計的基礎知識、熟練運用CAD/CAM/CAE等軟件，并以未來智能制造為目標學習3D制造技術、計算機技術應用等內容，強化學習能力、分析、解決問題的能力，適應未來智能制造業的個性化需求。從具體的課程設置上來說，相關院校應通過智能制造概論、計算機輔助設計（CAD）、智能制造系統、現代智能制造技術、單片機原理與應用、嵌入式系統結構與原理DSP原理與應用、智能檢測等課程的設置確保針對學生的培養能滿足智能制造業的發展需求。

（三）電氣工程及電力自動化方向

對電氣工程及電力自動化方向的學生來說，這部分學生應能在經過培養后從事電力系統自動化、工廠企業、樓宇系統的供電、電氣控制、監控等領域的設計開發、維護和管理工作。從這一需求出發，學生應能有效掌握電氣控制技術、電機拖動技術PLC應用技術、供電技術、電力系統自動化和繼電保護、電力工程等內容，因此，相關院校也應結合這些內容來設置課程。在此基礎之上，學校應向學生提供充分的實踐機會，保證學生對實踐技能的掌握能滿足電氣工程的發展需求。

四、人才培養平臺的構建及教學實踐策略

（一）自動化應用型人才培養平臺的構建

結合上文中的內容，自動化專業實踐教學主要的體系結構如下圖所示，在這一體系結構的基礎之上，自動化應用型人才專業能力培養平臺的搭建應從以下幾方面做起。

1.將原有的實驗室依照課程性質結合起來。傳統教學模式下，學校實驗空間、資源等方面的不足是導致學生實踐能力難以得到有效鍛煉的主要原因之一，因此，在針對這一部分內容進行改革的過程中，相關工作人員首先要做的就是將現有實驗室進行整合，進而構建出專業的實訓中心，實現實驗資源的共享。在此基礎之上，學校應確保這些實訓中心能完成運動控制系統、過程控制系統等大型綜合設計性實驗，確保學生在實訓中心能有效提升自身實踐技能。且制訂靈活多樣的實踐內容，致力于實驗室課程體系的形成，如下圖。

2.建立創新技能開發平臺。自動化行業的發展是非常快的，因此，除了針對課本上的實踐內容進行設計之外，學校仍應針對市場上的新型技術及理念等建立創新技能開發平臺，這一平臺應能支持EDA技術、計算機技術、嵌人式系統、自動控制、數字通信等內容，確保學生能通過對平臺中各類功能的應用及與其他裝置的組合構成復雜的控制系統，最終達到培養學生創新能力的目標。

3.建立校內科研基地。這一基地應能涵蓋目前市場上最具代表性的自動化專業實習平臺：（1）代表冶金行業快速運動控制特色的電線加塑自動化生產線。（2）代表化工、制藥等行業控制特色的網絡化過程控制系統。（3）代表現代制造業CIMS特色的自動裝配生產線。通過對上述三種實習平臺的應用和學習，學生自然能更深入地理解自動控制系統的具體構成、獨立完成自動控制系統的運行調試等工作，并對學生分析問題、解決問題的能力進行培養。

（二）教學實踐

為了突出專業特色、提升應用型人才的質量和競爭力，學校應在實際教學過程中確保學生具備以下專業核心能力：（1）以PLC可編程控制器為核心的電氣控制系統應用能力。學生應能針對此類電氣控制系統進行設計安裝調試、運行維護等，具體課程包括電路原理現代電氣與PLC控制技術、過程控制等。（2）以單片機為核心的計算機控制系統的應用能力。學生應能對單片機應用系統及計算機控制系統進行設計、編程、調試等，主要課程包含單片機原理及應用、計算機控制技術、傳感器及檢測技術等。（3）以自動化應用軟件為核心的計算機技術應用能力。計算機基礎、C語言、EDA技術、Matlab與系統仿真、自動化應用新軟件等課程都屬于對學生這一能力進行培養和鍛煉的過程，相關教師應確保學生能掌握具體的計算機技能。（4）以實習為核心的綜合自動化技術應用能力。這一能力主要是指學生能否將自身所掌握的知識和技能綜合應用起來，解決實際工作過程中所遇到的實際問題。對這部分內容來說，學校應通過校內實訓和校外實踐等方式來對學生進行培養。

綜上所述，自動化專業應用型人才培養模式及教學體系的改革應從確定專業方向和培養目標、確定培養思路及培養計劃改革教學體系及課程內容、構建實踐平臺等幾方面做起。在后續發展過程中，學校應進一步針對市場上對自動化應用型人才的具體要求進行研究，進而結合這些內容對現有的教學體系和教學內容做出改革，以此來保證學校對自動化專業學生的培養能滿足市場需求，促進我國自動化行業的發展。

參考文獻：

[1]裴洲奇，苗百春.自動化專業應用型人才綜合技能培養模式的研究[J].現代職業教育，2017（28）.

[2]魏立明，韓成浩，王琮澤.電氣工程及其自動化專業應用型人才培養綜合教學改革探索[J].吉林建筑工程學院學報，2013（1）.

[3]魏立明，韓成浩，桑丹虹.電氣工程及其自動化專業應用型人才培養模式研究[J].中國電力教育，2013（5）.

[4]李永堅，黃紹平，李靖.“卓越工程師”培養要重視教學方法改革：以電氣工程及其自動化專業為例[J].中國大學教學，2012（11）.

[5]馬鐵東，楊欣，李斌，等.自動化專業基礎系列課程建設與實踐[J].電氣電子教學學報，2012（5）.

[6]張濤，靳文濤，薛鵬騫.自動化專業的應用型與創新型培養機制的研究[J].華北科技學院學報，2012（4）.

[7]陳思哲，孫中舉.將MATLAB融入自動化專業課程[J].廣東技術師范學院學報，2012（6）.

[8]陳紅梅，何墉.電氣自動化專業控制類課程設置及教學內容改革研究[J].中國電力教育，2011（31）.