自動化專業創新人才培養路徑分析

何志琴 曹敏 王霄 周克

[摘 要]為推進創新創業教育與自動化專業人才培養的深度融合，該文提出以學習成果為導向、創新能力培養為目的的新工科教學模式改革。通過重構實踐教學體系、多維立體化教學、項目管理式開放實驗室、學科競賽，多舉措地實現了自動化專業實踐類教學模式改革，在自動化創新人才培養上取得了一定成效。

[關鍵詞]創新人才培養;自動化專業;工程實踐

[基金項目]2015年度貴州省教育廳教改項目“自動化特色專業建設”（800168144401）;2020年度校級混合式課程建設項目“電機與拖動基礎混合式教學改革”（24）

[作者簡介]何志琴（1971—），女，貴州貴陽人，碩士，貴州大學電氣工程學院自動化系教授，碩士生導師，主要從事計算機控制技術研究。

[中圖分類號] G424[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）33-0334-02[收稿日期] 2020-01-15

一、前言

在“互聯網”“大數據”時代，科技發展日新月異，對未來新興產業和新經濟對人才的能力提出了更高要求[1]。國家創新創業教育改革提倡“興趣驅動、自主實踐、重在過程、激勵創新”原則，通過課程學習、項目訓練、以賽促學等方式，培養學生的創新精神、創業意識和創新創業能力。積極探索“體驗、訓練、超越”相融合的創新訓練方式，強化以問題和課題為核心的項目式、研究型、個性化培訓，推進創新創業教育與高校專業教育的深度融合[2]。

結合筆者所在學校自動化專業工程認證需求和定位，依托2015年貴州省自動化特色專業建設教改項目，以培養創新型人才為目標，加強學生的動手能力，分析、解決問題的能力及創新能力。提出開放實驗室，以學習成果為導向、創新能力培養為目的的自動化實踐類課程教學模式改革。

二、實踐類課程現狀

目前大部分高校的自動化專業實踐類課程采用先理論再實驗的模式。理論課只講不做，實驗課只做不講，理論和實驗在時間和空間上的獨立造成學生常因課堂上知識點多，遇到問題無法在課堂上解決，且學用分離，日積月累使學生失去學習動力?。

依托課程的實驗教學大部分為驗證性實驗，雖有××課程設計、專業綜合實驗等，卻已遠遠不能滿足創新、個性化教育要求。課程間的銜接不足、教學內容關聯不緊密，造成學生知識孤立，很難有系統化的專業知識和思想。從而不利于培養學生對復雜控制工程的分析解決能力[3]。

三、自動化專業創新人才培養改革探索

（一）結合一流專業建設要求，修訂優化培養方案，重構實踐教學體系

實踐課程設計思路：產出導向、突出能力、關注創新、重視課程思政，滿足專業認證對課程目標的要求。根據畢業生和用人單位的反饋，促進了對新工科、工程教育認識的提高，在工程能力培養和創新能力培養上，改進教學，進一步加強了創新意識與方法、課程實驗、工程等方面的要求。并強調在各門課程中加以落實，特別是在電氣控制與PLC、過程控制、運動控制程等專業課程的教學中，要求授課教師結合工程實際進行講授。在PLC課程設計、控制系統課程設計、畢業設計中，要求指導教師采用現場實際資料，按現有政策、規程的要求進行相關內容的設計和指導。畢業設計做到一人一題，且要求學生獨立完成設計方案，使學生的工程實踐能力、獨立工作能力、創新能力均得到了相應的提升。

在2018版培養方案中，增設了控制工程基礎等工程基礎課程，增設了專業創新創業訓練課程要求學生通過本科生導師指導下自主學習取得相應學分;以團隊方式完成指導教師小組布置的創新創業任務或自主設計創新創業任務，小組考核認定后可取學分。

實現校企的深度結合，如聘請企業專家進行教學視頻錄制、線上討論答疑等。要求本科生導師每年通過帶學生進企業科技合作、企業參觀學習等形式保質保量地完成認識實習、生產實習等實踐教學。

（二）多維度立體化教學建設

老師建設多維度立體化課程，以打造立體化的線上線下混合式教學模式改革，將課堂還給學生，建立以學生為中心的課堂教學，真正還原教育的目的，利用互聯網及現代信息技術，借用各類線上平臺（如雨課堂、學習通等）向學生推送課程相關MOOC、微課、擴充知識等。采用項目驅動式+翻轉課堂的教學模式，每周或每兩周之前，布置下周要完成的項目，學生利用課后時間自行預約實驗室時間，提交相關控制方案、傳感器選型，編寫調試程序，算法驗證。遇到問題時，小組內成員交流討論，通過查閱資料，解決問題。解決不了的問題，在翻轉課堂上提出，由大家一起討論。此模式一方面提高了學生分析、設計、解決問題的能力;另一方面提高了課堂教學效率，和學生一起解決問題，激發了學生的思考、分析問題的能力。

（三）新工科下實驗教學模式改革

一改學生被動填鴨式教學模式，以項目驅動式、問題解決式促使學生自主學習、在實踐中解決實際工程問題的能力。實施從驗證性實驗、設計性實驗、創新性實驗到科研性實驗的實驗教學改革，突出以學生為主體，以教師為主導的新型實驗教學模式是加強學生主觀能動性的根本方法，實現因材施教和個性化培養，形成全員育人、全過程育人、全方位育人的良好氛圍，促進優良學風形成。

以項目形式、學科競賽為目的開放實驗室建設，引導學生參加學科競賽，逐步培養學生的工程實踐能力，培養團隊合作能力。

大一新生入學后有學業導師、專業認知課程引導，納新進入自動化創新實驗室、智能車協會，采取傳幫帶方法，學生學習電路制版、電工焊接，自學模數電、單片機知識，為后續應用打下基礎。

大二、大三學生均有本專業教師擔任其專業導師，要求學生參與導師科研項目，鼓勵引導學生申報大學生創新創業、SRT項目的申報，加大互聯網、人工智能等新一代信息技術在自動化課程教學實踐中的應用力度。

全國大學生恩智浦杯智能車比賽、電子設計大賽等均為教育部高等學校自動化類專業教指委組辦的學科競賽，競賽內容涉及模式識別、傳感技術、機械電子、自動控制理論、單片機等課程，開放實驗項目囊括智能車的制作，包括理論設計、實際制作、整車調試、現場比賽等環節。在訓練和競賽中，接觸到了新技術和新器件，這就對理論教學和實驗教學提出了新的要求。理論教學中增加電力電子新技術和新器件的應用，在實驗教學中，增加集成運放的各種應用、電子線路仿真設計等內容，要求大三學生應用控制理論、電機拖動知識建立運控系統模型，控制算法優化，極大地豐富實踐內容。在智能車復雜任務完成的團體中擔負不同的角色，組成團隊參與協同工作，初步體會一個復雜工程性的研究項目從設計到實現的全過程。

（四）構建多維閉環人才評價體系

制定過程性考核實施細則和評價標準，明確過程性考核的形式、內容和要求，規定過程性考核時間進度，提出課程過程性考核形式及考核要求、評分標準與評分比例及占課程總評成績的比例。依托在線教學平臺、智慧教學輔助工具能完整記錄講授教學過程和學生學習活動，具有完善的基于學期的課程教學管理和數據統計分析功能。

根據實踐類課程特點，注重學生過程性考核，設計靈活多變的多形式、多維度地考核學生的實踐動手能力、學生團隊合作能力及科學研究能力。運用多種考核形式監督學生自主學習。通過下發各種預習、思考題、階段匯報等任務合理增加學生學習負擔，以增強其學習能力、表達能力、合作能力、社會責任感等，促進學生社會交往能力的培養，及創新精神及團隊精神的形成。

（五）教學團隊建設

開放實驗、學科競賽涉及內容廣泛，對專業教師提出了更高的要求。增加教師教學投入，加大校企合作力度，引進自動化領域專家學者、控制工程行業專家作為兼職教師，豐富優化師資結構;加強教師能力提升體系建設，鼓勵教師積極參與國外學科學術會議、參與實際工程研究項目等，助力教師職業發展與專業提升;引導教師潛心教學，及時掌握新技術領域知識，并在課堂教學中把新知識融入教材理論知識體系中。

四、結語

通過對本專業的實踐教學模式改革，重構自動化專業實踐教學培養計劃，利用線上線下混合式立體化教學，采用項目驅動式+翻轉課堂等教學模式，改變傳統的考核模式，建立一支具有理論知識扎實、工程實踐經驗豐富的教師隊伍，旨在培養具有較強的工程實踐能力的創新型人才。

參考文獻

[1]鄭洪慶，程蔚，蔡凡，等.以“學科競賽為平臺、應用能力培養為核心”單片機課程教學改革的研究[J].裝備制造技術，2018，（10）： 179-182.

[2]盧旭.基于大項目教學及學科競賽群的自動化類專業應用型人才培養研究[J].教育現代化，2017，4（49）：49-51.

[3]孫長偉，王艷春，黃迎輝.以學生工程實踐能力培養為導向的單片機技術課程改革[J].白城師范學院學報，2018，32（06）：27-31.

Path Analysis of Innovative Talent Training in Automation Major

HE Zhi-qin， CAO Min， WANG Xiao， ZHOU Ke

（Department of Automation， School of Electrical Engineering， Guizhou University，

Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract： In order to promote the deep integration of innovation and entrepreneurship education and automation major education， the new model reform of emerging engineering teaching model oriented by learning results and aiming at cultivating innovative ability is proposed. Through the reconstruction of practical teaching system， multi-dimensional teaching， open laboratory and discipline competition， the reform of practical teaching model of automation major has been realized， and some achievements have been made in the cultivation of innovative talents in automation major.

Key words： training of innovative talents; automation major; engineering practice