主頁 > 技（jì）術文（wén）章 > 試析自動（dòng）化本科專業（yè）學生（shēng）實踐創新能力培養模式探索（suǒ）2024-09-28

試析自動化本科專業學生實踐創新能力培養模式探索

摘要（yào）：自動化專業口徑寬，適應麵廣，是當（dāng）前我國高校的熱門專業之一（yī）。但是，隨著經濟的發展、科技的進（jìn）步、社會的變革（gé），使自動化專業的建設麵臨著諸多發（fā）展（zhǎn）中的（de）新問題。本（běn）著以學生為中心，以（yǐ）切實（shí）培（péi）養學生能力為出發點的指導思想，大中院校在自動化專業學生實踐、創（chuàng）新能力培養方（fāng）麵進行了一些有益的探索。
一、教（jiāo）學型高校自動化專業培養（yǎng）目標定（dìng）位：
　　自動化專業是橫跨眾多應用學科的偏基礎性工科專業，其寬口徑的特點使得（dé）學生就業情況較理想，自動化專業人才需求遍布工業、農業、服務（wù）業領域（yù）；目前我（wǒ）國眾多領域內的自（zì）動化水平相對偏低，大多企（qǐ）業市場競爭力也較弱。為了提升企業內力，加強市場競爭力，重要途徑之一就是提（tí）高（gāo）企業的自動化水平，提高企業應用自（zì）動化技術、開發自動化產品的能力。因而，自動化專（zhuān）業畢業生的一次就業（yè）率（lǜ）高。
　　考（kǎo）慮本專業畢業生就業去向及自動化科學（xué）技術發展現（xiàn）狀，大（dà）中院校自動化專業本科生的專業（yè）能力（lì）培養目標確定為：具（jù）備電工技（jì）術、電子（zǐ）技術、控製理論（lùn）、自（zì）動（dòng）檢測與儀表、信息處理、係（xì）統工程、計算機（jī）技術與應用和網（wǎng）絡技術等較寬的工程（chéng）技術基礎（chǔ）和專業知識，能在運動控製、工業過程控製、電力電子技術（shù）、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策等領域（yù）從事係統分析、係統設計、係統運行、科技開發與研究等方麵工作。
　　與上述培（péi）養目標相適應，自動（dòng）化專業的畢業生應具備較紮（zhā）實的自然科學基礎，較（jiào）好的人文社會科學基礎和外語綜合能力；掌握本專業（yè）領域必需的（de）較寬的技術基礎理論（lùn）知識，主要包括電路理（lǐ）論、電子技術、控製理論（lùn）、信息處理、計算機軟硬件（jiàn）基礎及應用（yòng）知識等；較好地掌握運動控製（zhì）、工業過程控製、電力電子技術及信息處理等方麵的知識，具有本專業1-2個專業方向的專業知識和技能，了解和跟蹤本專業學科前沿和（hé）發展趨勢；獲得較好的係統分析、係統設計及係統開發方麵的工程實踐訓練；在本專業領域內具備一定的科學研究（jiū）、科技開發和（hé）組織管理能力（lì），具有較強的工作（zuò）適應能（néng）力；具（jù）有團隊合作精神，並具備所需的溝通技能，包括與其（qí）他許多不同（tóng）領域專家進行有效（xiào）溝通（tōng）的能力；具有較強的（de）組織管理、係統協調能力，包括對係統全局的洞察力和處理複（fù）雜問題的能力。
二、自（zì）動化專業課（kè）程體係建（jiàn）設：
　　自動化本科培（péi）養計劃實時融入本領域發展的新技術及（jí）本校學科發展的新特點（diǎn），注重基礎知識紮實，並注重知識結構（gòu）、專業特色（sè）、創新能力等方麵的結合，力圖形成較為明顯（xiǎn）的專業特色。
　　根據培養目標及能力要（yào）求，將自動化專業理論教學課程分為公共基（jī）礎課、專業（yè）基礎課、專業模塊（kuài）、專業模塊選（xuǎn）修（xiū）課、專業任選課、公共選修課等六類。
　　公共基礎課：大學英（yīng）語A，體育，高等數學A，思想道德修養，馬克思主義哲（zhé）學（xué）原理，計算機文化（huà），軍事理論，高級語言程序設計，大（dà）學物理A，實驗物理，法律（lǜ）基礎，毛澤東思想概論，馬克（kè）思主義政治經（jīng）濟學原理，鄧小平理論概論（lùn）。
　　專業基礎課：工程圖學C，線性代（dài）數，複變函數與（yǔ）積分變換，電路A，概率與數理統計（jì），模擬電子技術A，電機與拖動，數字電子技術，計（jì）算機網絡（luò），檢測與轉換技（jì）術（shù），自動控製理論，專業英語，微機（jī）原理與接口技（jì）術B，計算機控製技術，電力電子技術基礎，現代控製（zhì）理論，數字信號處理。
　　專業模塊：運動控製係統，過程（chéng）控製係統（限選一門）。
　　專業模塊（kuài）選修課：組1（工廠供（gòng）電（diàn），樓宇自動化，電器控製，數控機床），組2（單片（piàn）機原理，現（xiàn）代數字係統設計，DSP技術及應用，現場總線技術），組3（智能控製，控製係（xì）統的計算機輔助分（fèn）析，最優化（huà）理論，人（rén）工智能基礎）。組（zǔ）1、2、3任選（xuǎn）一組。選擇一組後，其他二組內的課程可作為任選課（kè）選修，計入任選課學（xué）分。
　　專業任選課：學科前沿講座，自適應控製，係統辨識，係統工程導論，數字圖像處理。
　　其中，專業模塊選修課以課程組群的方式（shì）形成專業（yè）特色，又保證學生在有限學時下，知識結構合理（lǐ）。該部分（fèn）設置了三組課程，組1以工廠電氣與建築智能技術為核心，使（shǐ）學生（shēng）具備一般的工廠自動化知識；組2以嵌入式控（kòng）製及工業（yè）網絡技術為核心，體現新一代數字控製係（xì）統實現技術的特征；組3以先進的控製（zhì）理論及智能技術為主，強調（diào）自動化科學領域（yù）的基礎科學與方法。學生可以根據自己的興趣和未來（lái）的職業規劃選擇相（xiàng）關的課程組，通過成體係的一組課程的完整學習（xí），係統掌握相關知識。同時，通（tōng）過選中一組後其他組的（de）課程可以作為任選課的（de）方（fāng）式，使學有餘力（lì）的學生可以有機會擴大（dà）知識麵。
　　培養計劃製訂過程中，完全站在專業和學科（kē）發展的高度，徹底改變因（yīn）人設（shè）課的情況（kuàng），真正（zhèng）以學（xué）生（shēng）為本，真正反映科學的體係、規律和（hé）前沿。同時，上述（shù）課程（chéng）設置及課程開設時間的安排上，也兼顧了學生就業與（yǔ）考研的不同需求。在課程教學之（zhī）外，還會適時安排（pái）專業知（zhī）識講座（zuò），或（huò）者開拓學生知識麵，或者引領學生規劃自己的課程學習，或者答疑（yí）解（jiě）惑，成（chéng）為提升課程學習（xí）效果（guǒ）的良好催化劑。
三、學生創新意識與能（néng）力的培養：
創新意識和能力培養是教育的核（hé）心（xīn）目標之一。大中院校自動化專業一貫注（zhù）意加強學（xué）生創（chuàng）新意識、創新方法的培養，引導學生尋找、發現創新領域。傳統教學方法隻注重向學生傳授知識，對學生終身發展所需要的知識和能力考慮不夠。我（wǒ）們鼓勵教師（shī）在教學過程（chéng）中既要培養學生的（de）順向思維，又要重視培（péi）養逆向思維；推行啟發式、引導式理（lǐ）論教學模式，在各個教學環（huán）節中重視培養學生發現問題、提（tí）出問（wèn）題、分（fèn）析問題和解決問題的能力。
在注重課堂教學的內（nèi）容和（hé）教學方法的同時，我們大力加強與改進實踐教學手段與方式方法。我們認識到，學生（shēng）實踐能力的（de）培養（yǎng）不應附屬於理（lǐ）論教學，而應使之成為培養學生工程能力（lì）、解（jiě）決問題能（néng）力和創新能力（lì）的一種必不可少的途徑，要與設計理論教學體係一樣重視實踐教學體係的建設與運行。
　　在（zài）課程的實驗教學方麵，通過驗證型-設計型（xíng）-研究型-跨課程/學（xué）科的綜合開放（fàng）型實驗等不同層（céng）次的實驗環節（jiē），在提高實驗設（shè）備利用率的同時，切實提高學生想像力、創造力和綜合運用所學知識解決實際問題的能力。
　　例如“現代數字係統（tǒng）設計”課程的實驗教學中，交通（tōng）燈控製是常見的一個驗證（zhèng）型實驗，通過對紅、黃、綠三個發光（guāng）二極管點亮、熄滅的定時控製，可以達到掌（zhǎng）握基本概念、熟悉開（kāi）發工具、鞏固所學知識的目的。在此基礎上，可以引導學生自主設計、增加功能，使這個（gè）實驗逐步擴展為設計型、研究型或綜合型實（shí）驗。例如，首先增加紅、黃、綠（lǜ）燈的組數，嚐試進行（háng）一個十字路口的（de）紅綠燈控製；然後，增加紅、黃、綠燈點亮持續時間的在線手動（鍵盤）設置（zhì）/更改功能；進一步（bù），利（lì）用方波（bō）信號發生器給出可調（diào）頻脈衝信號模（mó）擬車流量觀測，設計能夠根據車流量自動調整（zhěng）紅、黃、綠燈點亮持續時間的十字路口紅綠（lǜ）燈控製裝置（zhì）。這些實（shí）驗都不提供實驗指導書，僅給出實（shí）驗（yàn）目的，並提供實驗條件，由學生自主完成。在此過程中（zhōng），實驗指導（dǎo）教師起到兩（liǎng）方麵的（de）作用。一是答疑（yí）解惑，引（yǐn）導學（xué）生走出困境；另一方麵，對學生的設（shè）計與實驗過程把關，以免損壞實驗設備（bèi）。
　　在（zài）課程實驗教學之外（wài），實行“邊學習、邊研（yán）究（jiū）、邊實踐”的教育模式，逐步培養學生的實（shí）踐、研（yán）究與（yǔ）認知能力、創新（xīn）意識和創新（xīn）能力，提高綜合素質。具體來說，建立專業課（kè）程開放實驗室，由教師根據實驗設備情況，給出（chū）課程實驗以外的推（tuī）薦自主實驗目錄，學生預約選做，以提高（gāo）學生對基礎理論知識的理解程度與應用能（néng）力；建立EDA、DSP、SOPC等開放（fàng）實驗室，結合學生興趣和專長，由學生自主選擇、自主設計、自主安排，並有專業教師指導其（qí）設計、製作、調試，有力地培（péi）養學生實驗研（yán）究能力，激發學生的學習積極性和創造（zào）性；組織學生參與創業實踐，培養學生（shēng）的創業素質和創業能力；廣泛（fàn）組織學生結合專業，利用開放實（shí）驗室資源，開展小發明、小創造和小製作活動，並（bìng）以項目立項資助、評比等形式鼓（gǔ）勵學生（shēng）創（chuàng）新；大力提倡畢（bì）業設計真刀真槍，使學生切實動手實踐；組織高年級學（xué）生直接參與科研項目開發、科技成果推廣和社會實踐，讓學生接觸新知識、掌（zhǎng）握新（xīn）技術、探索新領域，鼓勵學生創造、實踐，允許失敗，著力培養學生的創新精神和創（chuàng）新能力。
　　現在的學生，接觸各方麵新知識的渠道多樣，具有良（liáng）好的創新意識（shí），經常會有新想法（fǎ）、新思維，隻是缺少實際動手去實現想法的機會，所以這些思想常（cháng）常隻是停留在想的階段。而上述措施則為這些思想的實現或嚐試提供了途徑，指導（dǎo）教師的有效參與則起到了良好的引導（dǎo）作用（yòng），使得學生能夠在實踐自己想法的過程中鍛煉能力、應用並鞏固已學知識。例如，幾年前有（yǒu）學（xué）生提出想做“手機應急充電器”，希望在出遊或回家的旅途中不（bú）會因為手機（jī）電池沒電而影響通信；也有（yǒu）學生提（tí）出設計“自習室噪聲監測器（qì）”的想法，希望能夠通過對突發噪聲（shēng）的監測與適當方式的提醒（xǐng），改善（shàn）自習（xí）環境。這些想法，都（dōu）直接來（lái）自於學生日（rì）常生活（huó），又是能夠利用自動化專業所學知識來實現的，學生實踐熱情（qíng）高，真正（zhèng）起到了培養學生的實（shí）踐與創（chuàng）新能力的目的。
　　近年來，通過上（shàng）述多層次、多渠（qú）道、全方位實踐（jiàn）教（jiāo）學體係的逐步建立與靈性運行，使學生實踐技能、創新能力明顯提（tí）高，在各級各類競賽中取得了優異成績（jì）。
四、結語（yǔ）：
　　自動化本科專業麵向控製對象，強調係統組成（chéng），強弱電並重，軟硬件兼顧，強調從（cóng）理論到實踐，其自然科學性與工程技術性並存，它的發展與國民經濟（jì）的發（fā）展息息相關，自（zì）動化技術也已經滲透到國（guó）民經濟（jì）建設的各行各業，成為國民經濟建設的支柱（zhù）技術之（zhī）一，對自動化專業人才（cái）的需求也（yě）在逐年增加。針對（duì）自（zì）動化專業建設麵臨的新問題，本著以學生（shēng）為中心、以（yǐ）切實培養學（xué）生實踐動手能力（lì）和創（chuàng）新（xīn）能力為出發點的指導思想，在自動化專業建設方麵進行（háng）了一些探索。有些措施仍處於探索與發（fā）展中，有（yǒu）待進一步改進和完善。

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