新工科背景下自動(dòng)化專業(yè)課程體系建設(shè)研究與實(shí)踐

李靜 艾志偉 徐龍

[摘 要] 針對(duì)目前自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)置中存在的知識(shí)前后不連貫、學(xué)時(shí)和課程進(jìn)度不合理等問(wèn)題，圍繞“新工科”提出的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，對(duì)自動(dòng)化專業(yè)課程體系進(jìn)行了改造升級(jí)。該文創(chuàng)建了分模塊設(shè)置的核心專業(yè)課課程體系，提出明確實(shí)踐教學(xué)主題的方法以落實(shí)工程教育理念，最后討論了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的多種形式。該課程體系建設(shè)是新工科背景下自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)探索的重要改革舉措之一。

[關(guān)鍵詞] 新工科;課程建設(shè);實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

[基金項(xiàng)目] 2019年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2019JGA337）

[作者簡(jiǎn)介] 李 靜（1983—），女，碩士，桂林航天工業(yè)學(xué)院副教授，主要從事焊接機(jī)器人研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）23-0171-02? ? [收稿日期] 2019-11-25

2017年2月，國(guó)家教育部發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》，對(duì)新工科建設(shè)進(jìn)行全面部署和安排，著力發(fā)展新興工科專業(yè)并對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級(jí)。新工科要求，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力并能適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。在新工科建設(shè)的指導(dǎo)思想下，全國(guó)各高校新工科建設(shè)如火如荼地開(kāi)展起來(lái)。

新時(shí)期下，課程體系建設(shè)必須把握基礎(chǔ)性、前瞻性、實(shí)踐性的原則，堅(jiān)持彌補(bǔ)原有課程體系中存在的不足，堅(jiān)持應(yīng)用新技術(shù)、新工藝替代陳舊的知識(shí)和方向，堅(jiān)持加強(qiáng)工程教育和創(chuàng)新實(shí)踐教育結(jié)合，堅(jiān)持著眼于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使培養(yǎng)的學(xué)生真正能夠適應(yīng)社會(huì)需求，在未來(lái)社會(huì)中有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

課程體系建設(shè)主要包括以下幾個(gè)方面。（1）科學(xué)重構(gòu)理論課程體系，更新并優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容;（2）以“工程教育”理念革新實(shí)踐教學(xué);（3）開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實(shí)踐。

一、自動(dòng)化專業(yè)課程體系現(xiàn)狀

桂林航天工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)是廣西壯族自治區(qū)“14+10”千億元產(chǎn)業(yè)的核心支撐專業(yè)之一，本專業(yè)適應(yīng)地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家航天航空事業(yè)發(fā)展需要，始終以人才培養(yǎng)為中心、以強(qiáng)化特色為支撐、以培養(yǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域高素質(zhì)應(yīng)用型人才為廣西自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈及工業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)為目標(biāo)。

1.現(xiàn)有的核心專業(yè)課程設(shè)置缺乏系統(tǒng)性、連貫性，較獨(dú)立分散，關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的專業(yè)課開(kāi)課學(xué)期錯(cuò)開(kāi)太長(zhǎng)。譬如“電力電子技術(shù)”“電機(jī)與拖動(dòng)”“運(yùn)動(dòng)控制”這三門(mén)課的知識(shí)體系是前后相互聯(lián)系的，理應(yīng)按順序?qū)W習(xí)這三門(mén)課，學(xué)完后學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)運(yùn)用電子中的整流、變頻等技術(shù)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

2.部分專業(yè)課的課程內(nèi)容重復(fù)、過(guò)時(shí)。例如現(xiàn)有的課程設(shè)置中既開(kāi)設(shè)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”，又開(kāi)設(shè)“單片機(jī)原理與應(yīng)用”。這兩門(mén)課程雖然分別介紹不同的CPU，但兩門(mén)課硬件資源相似，理論、原理類似。重復(fù)學(xué)習(xí)相似內(nèi)容，造成課時(shí)浪費(fèi)。“電氣控制技術(shù)”課程中也涉及了PLC控制的一些基本知識(shí)，但同時(shí)又開(kāi)了“PLC控制技術(shù)”課程，教學(xué)內(nèi)容部分重復(fù)。類似的還有“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”和“現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)”兩門(mén)課中關(guān)于檢測(cè)技術(shù)方面知識(shí)重復(fù)。

3.專業(yè)課的課程進(jìn)程設(shè)置不合理。現(xiàn)有專業(yè)課的安排有的學(xué)期課程多，有的學(xué)期課程少，各學(xué)期的學(xué)生工作量分布不均。如大四第一學(xué)期，學(xué)生既要學(xué)習(xí)5門(mén)以上的專業(yè)課，同時(shí)還要兼顧找工作、考研等，學(xué)生負(fù)擔(dān)重，學(xué)習(xí)效果不理想。還有部分課程課時(shí)安排不合理，重要的專業(yè)課沒(méi)有足夠的課時(shí)保證，如“PLC控制技術(shù)”“單片機(jī)原理及應(yīng)用”都是自動(dòng)化專業(yè)重要的專業(yè)課，僅48學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)偏少。

4.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有突出綜合應(yīng)用性和工程性。首先，理論課程中所含實(shí)驗(yàn)大部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)較少。其次，每學(xué)期期末雖然都安排了課程設(shè)計(jì)和專業(yè)實(shí)訓(xùn)，但是課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容僅圍繞單門(mén)專業(yè)課知識(shí)展開(kāi)，沒(méi)有綜合性，缺乏系統(tǒng)和工程實(shí)踐性以及創(chuàng)新性。這不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力，更無(wú)需談創(chuàng)新能力。

5.現(xiàn)開(kāi)設(shè)的課程中尚未看到新技術(shù)、新知識(shí)的身影。在“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的推動(dòng)下，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，人工智能與其密切相關(guān)。要培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代大發(fā)展的自動(dòng)化人才，需要把新技術(shù)、新知識(shí)納入課程體系中。

二、課程體系建設(shè)

（一）科學(xué)重構(gòu)核心專業(yè)課課程體系

根據(jù)桂林航天工業(yè)學(xué)院校發(fā)《桂林航天工業(yè)學(xué)院2019版人才培養(yǎng)方案原則意見(jiàn)》的文件精神，同時(shí)適應(yīng)“新工科”要求，通過(guò)結(jié)合新技術(shù)，重新優(yōu)化了課程體系，砍掉重復(fù)性課程，科學(xué)設(shè)置課程模塊，根據(jù)模塊設(shè)置核心專業(yè)課課程，依據(jù)專業(yè)知識(shí)的前后連貫性重新安排了課程修讀學(xué)期，增開(kāi)與自動(dòng)化相關(guān)的新技術(shù)作為專業(yè)選修課程。每個(gè)模塊的課程按專業(yè)知識(shí)先后排列，課時(shí)依據(jù)課程的重要性設(shè)置。在保證掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，統(tǒng)籌教學(xué)內(nèi)容，整合教學(xué)資源，優(yōu)化課程體系，合理安排了課程進(jìn)度，學(xué)時(shí)安排恰當(dāng)。把原來(lái)48課時(shí)“微機(jī)原理與接口技術(shù)”和48課時(shí)的“單片機(jī)原理與應(yīng)用”合并為64課時(shí)的“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”，合并后的課程整合了原來(lái)兩門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容。把原來(lái)56課時(shí)的“傳感器原理”和40課時(shí)的“現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)”合并成64課時(shí)的“傳感器原理與檢測(cè)技術(shù)”一門(mén)課，既講傳感器原理又講檢測(cè)技術(shù)。設(shè)置的核心專業(yè)課程是連貫的、系統(tǒng)的、科學(xué)的。同時(shí)，還分別在第6學(xué)期和第7學(xué)期開(kāi)設(shè)了與自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的人工智能、機(jī)器視覺(jué)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)作為專業(yè)選修課，從而拓寬學(xué)生的專業(yè)視野，提高學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)社會(huì)需求的能力。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容既要夯實(shí)基礎(chǔ)，又要因時(shí)而變。圍繞新技術(shù)，新知識(shí)等更新教材中的部分知識(shí)內(nèi)容，制定了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展要求的教學(xué)大綱。如“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程減少了傳感器過(guò)多的原理介紹和非線性誤差分析等理論性太強(qiáng)的內(nèi)容，給學(xué)生增加了智能傳感器、模糊傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器等新知識(shí)講解，上課時(shí)學(xué)生對(duì)這些新知識(shí)表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

（三）“以工程教育”理念構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

桂林航天工業(yè)學(xué)院以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，這與“新工科”培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)的人才目標(biāo)相一致。實(shí)踐課程體系主要包括獨(dú)立開(kāi)課的實(shí)驗(yàn)和每學(xué)期的課程設(shè)計(jì)或?qū)嵱?xùn)。獨(dú)立開(kāi)課的實(shí)驗(yàn)要有若干個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，才能達(dá)到綜合應(yīng)用和創(chuàng)新的目的。課程設(shè)計(jì)或?qū)嵱?xùn)首先需明確學(xué)生到大四要實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)確定幾個(gè)系統(tǒng)主題，然后圍繞具體的主題設(shè)置大一到大四每學(xué)期的課程設(shè)計(jì)或?qū)嵱?xùn)內(nèi)容。

（四）開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

“新工科”建設(shè)要求培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)的高素質(zhì)復(fù)合型人才。修改后的課程設(shè)置增加了“工程師職業(yè)素養(yǎng)”“創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)與實(shí)踐”“創(chuàng)新實(shí)踐”三門(mén)課程。當(dāng)今大學(xué)生大多數(shù)缺乏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)，這三門(mén)課程從理論上培養(yǎng)了大學(xué)生的工程職業(yè)意識(shí)與思維、工程職業(yè)品質(zhì)以及自主學(xué)習(xí)自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等的理念與方法等，為他們未來(lái)就業(yè)和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展提供學(xué)業(yè)保障。

三、結(jié)論

自動(dòng)化專業(yè)課程體系緊密圍繞新工科建設(shè)要求展開(kāi)，更新后的課程體系不但注重基礎(chǔ)，而且融入了新技術(shù)、新知識(shí)。通過(guò)明確實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)落到實(shí)處。總之，與原來(lái)的課程體系相比，自動(dòng)化專業(yè)新的課程體系在課程結(jié)構(gòu)上、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面取得了較大的突破與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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Research and Practice on the Construction of Curriculum System of Automation Specialty under the Background of Emerging Engineering

LI Jing，AI Zhi-wei，XU Long

（Guilin Institute of Aerospace Technology，Guilin，Guangxi 541004，China）

Abstract：In view of the problems such as the incoherence，the unreasonable class hours and? progress in the course of the present automatic professional courses，the reform and upgrade of the curriculum system of the automation specialty are carried out according to the requirements of the personnel training objectives proposed by the Emerging Engineering Education.This paper gives the curriculum system of the core specialized courses set up by the sub-module，puts forward the method of making clear practice teaching theme，and finally discusses the forms of the business startups and innovation education.The construction of the curriculum system is one of the important reform measures of the personnel training in Emerging Engineering Education.

Key words：Emerging Engineering;curriculum construction;practical teaching;innovation and entrepreneurship