新工科背景下自動化專業人才培養方案研究與實踐

于微波 楊宏韜 董博

摘? ? 要：人才培養方案是高等學校培養專業技術人才的指導性文件，直接決定著人才培養質量。為了適應教育部推進的新工科建設，根據自動化專業人才培養現狀與產業發展需求，結合長春工業大學自動化專業特色，將“成果導向”理念融入培養方案制定過程中，制定了基于OBE理念的自動化專業人才培養方案，以實現培養適應快速經濟發展需求的高素質復合型人才的目標。

關鍵詞： 新工科;人才培養方案;自動化專業

中圖分類號：G640? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2021）10-0001-02

目前，大數據、云計算、人工智能等產業經濟領域發展較為迅速，從而出現了人才短缺的現象，繼而表露出我國工程教育和新興的經濟發展之間存在著脫節問題，這對我國工科人才培養來說是一個呈現在眼前的新挑戰。“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”提出的“新工科”建設，對于各大高校的辦學理念、人才培養機制等方面的綜合改革事項，提出了非常迫切的要求，并且為各高等工程教育的創新性改革與發展，帶來了新的時代機遇以及改革方案[1]。

在新工科建設背景下，高等教育改革應重點對人才培養進行重新定位，即培養具有工程實踐能力和創新能力、具備相應的國際競爭力的復合型人才。因此，在新工科背景下，依據學校的辦學定位以及人才培養的總體目標，以地方經濟社會和學生職業生涯的發展需求為未來導向，采取OBE模式重新制定自動化專業人才的培養方案是非常必要的。

一、新工科背景下自動化專業人才所需能力探討

隨著我國的快速發展以及相應的新舊動能之間轉換速度加快，人工智能、大數據等新一代信息技術已經加速滲透到了國民經濟和社會發展等各個方面。據統計，我國在2017年，工科本科畢業生人數約為125萬人，其中和IT相關的專業類（如，計算機、電子信息、自動化）本科畢業生人數約為42萬人，約占本科畢業生總數的33.6%。而據相關部門預測，2025年新一代信息技術的人才缺口將達到近 950 萬。這說明，隨著我國經濟建設的迅速發展，現代化設備的廣泛應用，新一代信息技術人才具有極大的需求量。

自動化專業作為一個重要的科學技術領域，與機械工程、電氣工程、通信工程、交通工程等學科交叉融合，早已滲透到經濟社會發展的各個角落，為我國未來科技發展規劃的先進制造技術領域提供了重要支撐。中國工程院院士、清華大學教授吳澄在“2018國家智能制造論壇”的報告中指出：“自動化技術是推動智能制造發展的超強主力軍。并且計算機就像是人類的大腦一樣，通過自動化技術的訓練，將更好地使用這臺大腦去解決出現的各種問題。”[2]人工智能、智能制造等新技術產業的出現，給自動化專業人才培養提出了新的要求。

（一）具有互聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術知識結構

自動化專業現有的知識框架體系隨著新一代信息技術的快速發展受到沖擊。如何將人工智能等新一代信息技術融合到自動化專業人才培養中，提高自動化專業學生運用綜合知識解決實際問題的能力以及學生的就業競爭力，是當前亟待解決的問題[3]。

（二）具有工程實踐能力與自主創新能力

新興產業的發展需要高校培養高素質復合型“新工科人才”，即要求具有工程實踐和自主創新能力，以及國際競爭力。吳澄院士多次談到：“當今學生不敢去嘗試擁有動手能力和實踐能力。學生需要培養創新思維，敢于提出問題并用科學的辦法解決問題。”[4]此外，通過企業調研發現，除了專業知識外，企業還比較看重人才的職業素養和實踐能力，如溝通協調能力、專業工具使用能力等。

二、人才培養方案制定的原則與思路

（一）人才培養方案制定的基本原則

人才培養方案應力求具有科學性、先進性、實用性和開放性，同時力求做到“六個融合”，即：德育教育與業務教育相融合;人文教育與科學教育相融合;通識教育與專業教育相融合;全面發展與個性發展相融合;一、二、三課堂相融合;過程性考核與終結性考核相融合。

1.堅持德育為本的原則。

以立德樹人為根本，以理想信念教育為核心，以社會主義核心價值觀為引領，以全面提高人才培養能力為關鍵，構建出思政、文化、專業、實踐育人“四位一體”的德育體系。課堂的教學環節應充分發揮出專業課程的育人功能。

2.堅持以需求為導向的原則。將經濟社會發展需求、崗位需求、學生全面和個性發展需求聯系起來，把握好“中國制造2025”“工業4.0”等背景下，根據國民經濟社會和行業發展需求，提出對專業人才的知識、能力、素質等方面的各項新要求，考慮到人才的社會適應性。面向經濟社會和市場需求，緊扣住相關行業的準入要求，并緊密結合好學校的辦學定位，參考《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》（以下簡稱《標準》）中人才培養的基本要求。

3.堅持整體優化的原則。以課程體系和教學內容為出發點和落腳點，以課程精準來支撐人才培養目標，以達到畢業要求為宗旨，統籌人才培養過程的各個環節，對相關的課程體系以及教學內容進行多維度整合，整體優化知識結構，科學設計課程體系和教學內容，對照《標準》把握核心課程，突出主干課程，凝練特色。

4.堅持強化實踐育人的原則。根據制定的人才培養目標方案，將實踐教學環節內容重新進行相應的統籌規劃，增加實踐教學環節的比重，并且豐富該環節的內容、方式以及合理的途徑，構建出科學有效、切實可行的應用型實踐教學體系，在人才培養過程中體現出創新精神和實踐精神。

（二）人才培養方案制定的總體思路

通過對新工科建設背景的深入理解，根據《標準》，參考工程教育專業認證標準，確定自動化專業人才培養方案制定的總體思路，如圖1所示。

第一，根據行業發展需求、人才技能需求的調研，以幫助學生提升專業技能及培養科學思維為主要目標，確立本專業畢業生在畢業后五年左右時，能夠達到的預期人才培養目標;第二，在此基礎之上，構建出嚴謹科學的、內容合理的規范性課程體系。

三、基于OBE理念的自動化專業人才培養方案制定

（一）人才培養目標的確定

長春工業大學自動化專業是國家級特色專業、綜合改革試點專業和一流本科專業建設點。一級學科碩士點“控制科學與工程”是長春工業大學建設的具有吉林省特色與優勢的重點學科。依據社會需求、學校定位、專業特色，充分發揮學科優勢。參考工程教育專業認證標準，本專業的人才培養目標是培養適應社會發展和經濟建設需要的應用創新型人才。

（二） 課程體系的設置

根據《標準》中自動化專業核心知識體系和核心課程體系建議，以信息獲取、處理、利用和控制為主線，以通識教育基礎上的寬口徑專業教育為理念，適應自動化技術的發展和鮮明行業與地方經濟的需求，建立具有自身特色的專業基礎課程群和專業方向課程群。在分析論證各門課程教學設計對學習產出貢獻的基礎上，采用“反向設計”原理對自動化專業課程體系進行重新設計和構建。

整個課程體系包括三大平臺：公共課程、專業課程和集中實踐教學平臺。實踐教學平臺包含五個模塊：專業素質、基本技能與實訓、專業技能與設計、綜合技能與應用以及創新創業實踐模塊。專業課程平臺包括專業必修課和專業選修課。為主動適應國家新興戰略產業發展和新工科建設的需求，實現“理工融合”，專業必修課里新增了“系統建模與仿真技術”和“機器人學導論”課程。在專業選修課中設置了工業機器人控制方向和工業網絡控制方向課程。開設了有關新一代信息技術的專業選修課程，如“智能控制基礎”“工業機器人技術”“機器視覺”等，學生根據個體差異選修不同課程，實現了共性與個性培養相結合。在專業選修課中還開設了“專業外語”“文獻檢索與學術論文寫作”課程，注重培養學生科學思維、科學態度、科學方法以及終身學習的能力。

四、結語

合理恰當的人才培養方案是能夠達到預期人才培養目標的重要途徑之一，對于培養人才良好的知識結構有意義深遠的影響。通過對人才培養方案的合理修訂、課程體系的優化、課程建設與改革，使得自動化專業培養的人才符合社會、企業的需求，具有良好職業能力。社會反饋調查結果表明，經過幾年的實踐鍛煉后，一大批畢業生逐步成為單位的技術骨干，走上管理崗位以至領導崗位。

參考文獻：

[1]吳愛華，楊秋波，郝杰.以“新工科”建設引領高等教育創新變革[J].高等工程教育研究，2019（1）.

[2]顧碩.吳澄院士：自動化技術推動智能制造加速發展[J].自動化博覽，2018（11）.

[3]畢云蕊，劉坤，劉娣，等.新一代信息技術下自動化專業人才培養探索研究[J].中國教育技術裝備，2019（22）.

[4]劉紅梅，王雪潔，夏百花.新經濟新產業形式下的地方高校自動化專業人才培養思考[J].電腦知識與技術，2018（28）.

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