徐曉紅　張紅　劉斌

摘 要：文章以全國高等教育質(zhì)量工程建設(shè)項目實施為依據(jù)，分析了國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)自動化專業(yè)實踐教學(xué)體系的特點。并依據(jù)協(xié)同理論，在結(jié)合控制技術(shù)與工程實驗室和機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新實踐基地建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，提出了培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的四要素： 創(chuàng)新意識、創(chuàng)新平臺、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新文化。在教學(xué)實踐中圍繞創(chuàng)新人才培養(yǎng)四要素，構(gòu)建了一套適應(yīng)自動化專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系，并說明了四要素在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的協(xié)同效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：自動化專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)；協(xié)同效應(yīng)；創(chuàng)新人才培養(yǎng)四要素

中圖分類號：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008 -3561 （2015）17-0006-02

一、引言

“十一五”規(guī)劃建設(shè)中，控制技術(shù)與工程實驗室和機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新實踐基地在分析總結(jié)全國高等教育質(zhì)量工程建設(shè)項目實施的基礎(chǔ)上，不斷地探索高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，取得了豐碩的成果，摸索出一套行之有效的教學(xué)方法和手段，構(gòu)建了培養(yǎng)自動化專業(yè)創(chuàng)新型人才的實踐教學(xué)體系。本文以協(xié)同理論為基礎(chǔ)，開展教學(xué)實踐探索，提出高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的四個要素：創(chuàng)新意識、創(chuàng)新平臺、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新文化，并分析了這四個要素在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的協(xié)同效應(yīng)。

二、高等教育質(zhì)量工程建設(shè)項目的啟示

教育部、財政部為貫徹落實黨中央、國務(wù)院全面提高高等教育質(zhì)量的精神，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)實施“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，簡稱“質(zhì)量工程”。這是繼“211工程”“985工程”之后，在高等教育領(lǐng)域?qū)嵤┑挠忠豁椫匾母咝＝虒W(xué)改革與建設(shè)工程，是新時期深化高校教學(xué)改革，提高高校教學(xué)質(zhì)量的重大舉措。自動化專業(yè)依托控制科學(xué)與工程國家一級學(xué)科優(yōu)勢資源，圍繞人才培養(yǎng)中心工作，大力加強質(zhì)量工程建設(shè)，取得了顯著成績。

三、構(gòu)建自動化專業(yè)創(chuàng)新人才實踐教學(xué)體系

控制技術(shù)與工程實驗室是我校依托“控制科學(xué)與工程”國家一級學(xué)科而建立的公共服務(wù)體系實驗室。實驗室每年面向全校二千六百余人，承擔(dān)控制系列和計算機(jī)硬件系列課程實驗四十門次。多年來，在自動化專業(yè)的教學(xué)實踐中，該實驗室緊密圍繞高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，從實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)模式到實驗教學(xué)體系、實驗管理模式，進(jìn)行了全方位的實踐性教學(xué)改革探索和實踐，并以實驗教學(xué)改革的思想為指導(dǎo)、需求為牽引，謀劃和加強實驗室建設(shè)，使控制技術(shù)與工程實驗室從實驗教學(xué)水平到實驗條件環(huán)境，都達(dá)到國內(nèi)一流水準(zhǔn)，已成為我校培養(yǎng)、提高本科生特別是機(jī)電控制類專業(yè)本科生應(yīng)用計算機(jī)和控制技術(shù)分析、解決實際問題的工程實踐能力、綜合設(shè)計能力和科技創(chuàng)新能力的重要實踐基地。

1. 根據(jù)系列課程特點，強化實踐教學(xué)地位

實踐教學(xué)是課程教學(xué)的重要組成部分，是課堂教學(xué)的延伸。在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和工程實踐能力方面，具有理論教學(xué)不可替代的作用。為此，自動化專業(yè)在制定2009人才培養(yǎng)方案時，強化了控制系列課程的實踐教學(xué)地位，加大了實踐教學(xué)比重，并依托“211”工程一期建設(shè)和“十五”“十一五”建設(shè)成果已建成具有相當(dāng)規(guī)模、相當(dāng)水準(zhǔn)的公共教學(xué)服務(wù)體系實驗室。

2. 構(gòu)建立體化、多層次的實踐教學(xué)體系

在加大人才培養(yǎng)方案中實踐教學(xué)比重的基礎(chǔ)上，該實驗室進(jìn)一步從教學(xué)內(nèi)容和課程體系上加強實驗教學(xué)，構(gòu)建了一個立體化、多層次的實踐教學(xué)體系。所謂立體化是指實踐教學(xué)貫穿在控制系列和硬件系列課程教學(xué)的全過程和全方位，課內(nèi)實驗、課程設(shè)計和課外創(chuàng)新實踐相結(jié)合，基礎(chǔ)教學(xué)實驗、工程訓(xùn)練實踐和創(chuàng)新設(shè)計實踐活動相補充。所謂多層次是指實踐教學(xué)的內(nèi)容和方法逐次遞進(jìn)，針對不同的教學(xué)對象從原理和功能認(rèn)知性為主的基礎(chǔ)實驗內(nèi)容開始，遞進(jìn)到設(shè)計性、綜合性實驗內(nèi)容，再遞進(jìn)到研究探索性或綜合應(yīng)用性實驗內(nèi)容，從而形成由淺入深、由簡單到復(fù)雜、由被動模仿到主動設(shè)計，由基礎(chǔ)性實驗到提高性實驗、再到研究創(chuàng)新性實驗等多個不同層次的實踐。經(jīng)過多年的探索和實踐，該實驗室已逐步形成了與理論課程體系和課程內(nèi)容改革配套的，以設(shè)計性、綜合應(yīng)用性和研究探索性實驗為主、原理和功能驗證性實驗為輔，課內(nèi)實驗、課程設(shè)計和課外創(chuàng)新實踐結(jié)合的控制系列課程的創(chuàng)新性實踐教學(xué)體系。

3. 以科研促進(jìn)教學(xué)條件、教學(xué)手段的建設(shè)

依托我校“控制科學(xué)與工程”國家級重點一級學(xué)科的科研優(yōu)勢，及時將科研成果以自研自制或自研定制的方式轉(zhuǎn)化為實踐教學(xué)資源，直接用于支持本科教學(xué)條件的建設(shè)和實驗設(shè)備教學(xué)手段的更新改造。以智能機(jī)器人系統(tǒng)和數(shù)字化、信息化武器裝備研制的成果為基礎(chǔ)，自行設(shè)計開發(fā)制造了與實驗改革思路相配套的無人作戰(zhàn)機(jī)器人和微機(jī)接口技術(shù)實驗平臺；從導(dǎo)彈、火炮的自動瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的基本原理出發(fā)，自行研制生產(chǎn)了小功率隨動系統(tǒng)實驗裝置；從磁懸浮列車技術(shù)的研制過程著手，自行研制生產(chǎn)了磁懸浮球控制系統(tǒng)實驗裝置；組合機(jī)器人裝置也是通過自研定制的方式開發(fā)研制。

4. 發(fā)揮實驗室條件建設(shè)成效，促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

我校利用這些集成實驗平臺，將實驗內(nèi)容整合，分模塊開設(shè)實驗；并從實驗時間、空間、題目內(nèi)容向?qū)W生全面開放實驗室。學(xué)生可以完成從實際的控制部件特性測試到系統(tǒng)模型分析、控制系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試的各種實驗，使學(xué)生從原理認(rèn)知性為主的實驗，向綜合性、設(shè)計性、研究探索性實驗過渡，達(dá)到全面鍛煉提高工程實踐能力的目的。并建設(shè)了機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新實踐基地，現(xiàn)已成為高年級本科生和研究生教學(xué)實驗和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基地。

我校還組織學(xué)生積極參與競賽，開展課外科技創(chuàng)新實踐活動。參加學(xué)科競賽，做一些研究探索性實驗或開展其他科技創(chuàng)新活動，既是對那些學(xué)有余力又有興趣的學(xué)生的一種深度培養(yǎng)，也是對其他同學(xué)創(chuàng)新精神的一次教育，提高了學(xué)員的實際動手能力、工程實踐能力和自主創(chuàng)新能力。同時，對于指導(dǎo)教師檢視教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力也是一個很好的機(jī)會。這充分說明了競賽對于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵作用。近年來，在經(jīng)過本實驗室設(shè)計實踐訓(xùn)練的學(xué)員中，有264人次相繼獲得學(xué)校、湖南省和全國各類大學(xué)生競賽的一、二等獎。

5. 創(chuàng)新實驗教學(xué)管理模式，推動實驗室全面開放

多年來，參照國外名校先進(jìn)理念，結(jié)合本單位實際，改變傳統(tǒng)的實驗室管理隊伍建設(shè)理念，構(gòu)建的實驗室組織管理模式和實踐教學(xué)運行管理模式，確保了實驗室全面開放，為創(chuàng)新性實踐教學(xué)體系的全面實施提供了根本保證。堅持實行了一種新的實驗組織管理模式：以學(xué)術(shù)造詣深的知名教授領(lǐng)頭，負(fù)責(zé)頂層謀劃、設(shè)計實驗改革方案和實驗室建設(shè)思路；以教學(xué)經(jīng)驗豐富、教學(xué)效果好的主講教師作為實施實驗改革方案和組織實驗室建設(shè)的骨干；以專職實驗教員作為實驗過程指導(dǎo)和日常實驗教學(xué)與實驗室運行管理的主力；運用新的實驗教學(xué)運行管理模式：虛擬實驗準(zhǔn)備、網(wǎng)上實驗預(yù)約、現(xiàn)場實際動手、設(shè)備自動管理、過程自動監(jiān)控，大大緩解了實驗室服務(wù)面廣、人多、量大和綜合性、設(shè)計性、自主性實驗改革對實驗資源要求更高、更開放之間的矛盾。保證了教學(xué)實驗的順利進(jìn)行和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。

四、協(xié)同論指導(dǎo)下的四要素構(gòu)建與應(yīng)用

1. 運用協(xié)同理論構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)四要素

協(xié)同理論是由德國斯圖加特大學(xué)哈肯教授在1971年提出的，其主要闡述了協(xié)同效應(yīng)、伺服原理和自組織原理。其中的協(xié)同效應(yīng)是指由于協(xié)同作用而產(chǎn)生的結(jié)果，是指復(fù)雜開放系統(tǒng)中大量子系統(tǒng)相互作用而產(chǎn)生的整體效應(yīng)或集體效應(yīng)。對千差萬別的自然系統(tǒng)或社會系統(tǒng)而言，均存在著協(xié)同作用，協(xié)同效應(yīng)說明了系統(tǒng)自組織現(xiàn)象的觀點。筆者在實踐探索中，意識到學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是從創(chuàng)新意識啟蒙開始、通過在創(chuàng)新平臺上實施、逐步形成一種創(chuàng)新文化的過程。由此提出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的四個要素：創(chuàng)新意識、創(chuàng)新平臺、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新文化。創(chuàng)新人才培養(yǎng)的四個要素之間是相輔相成、互為包容的。創(chuàng)新意識發(fā)端于教師的課堂教學(xué)、學(xué)生的實踐體會、典型學(xué)生的示范效應(yīng)以及學(xué)生獲得的某些資訊；學(xué)生有了創(chuàng)新意識，還需要搭建一個不斷完善的創(chuàng)新平臺供學(xué)生實踐、學(xué)習(xí)和思考，這個創(chuàng)新平臺的建設(shè)和完善需要教師、學(xué)生以及創(chuàng)新能力強的企業(yè)的共同參與才能完成；創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還需要一種整合的文化，這就是創(chuàng)新文化。由意識或理念的傳播，通過制度上的約定，強調(diào)教學(xué)改革的意志，形成教學(xué)組織相對持久的結(jié)構(gòu)和過程，產(chǎn)生新的價值觀和信念，這樣才會形成一種傳布在整個教學(xué)過程中的創(chuàng)新文化。更深層次的教學(xué)改革發(fā)生在核心任務(wù)和結(jié)構(gòu)的重組上。因此，從創(chuàng)新理念上升為創(chuàng)新文化，是教學(xué)各子系統(tǒng)產(chǎn)生協(xié)同作用的結(jié)果，這些協(xié)同作用最終通過創(chuàng)新文化的形成產(chǎn)生了實踐和理論教學(xué)的新的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，每一個教學(xué)單元都將成為一個創(chuàng)新能力小組，協(xié)同為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供服務(wù)。

2. 創(chuàng)新人才培養(yǎng)四要素協(xié)同效應(yīng)

亞太機(jī)器人大賽就是應(yīng)用上述四要素培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的典型案例。我校機(jī)器人代表隊參加了近十屆比賽，最好成績?yōu)閲鴥?nèi)選拔賽亞軍，被稱為“國內(nèi)傳統(tǒng)強隊”。通過競賽，培養(yǎng)了一批控制學(xué)科和機(jī)械學(xué)科的優(yōu)秀人才。首先，按比賽規(guī)則設(shè)計機(jī)器人是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識的過程，不斷完善的比賽用機(jī)器人則是一個創(chuàng)新平臺，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在制作和調(diào)試比賽用機(jī)器人過程中表現(xiàn)出來，機(jī)器人隊每個小組成員、小組以及指導(dǎo)教師與學(xué)生之間相互協(xié)調(diào)和共同努力，逐步形成了一種影響整個競賽過程的創(chuàng)新文化。四要素之間的協(xié)同效應(yīng)通過競賽指導(dǎo)教師的引導(dǎo)，覆蓋了從理論到實踐的各個環(huán)節(jié)，全面促進(jìn)了教學(xué)建設(shè)，完善了高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系。

五、結(jié)語

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是一個長期艱巨的任務(wù)，是不可能一蹴而就的，需要與時俱進(jìn)地不斷進(jìn)行探索。筆者下一步準(zhǔn)備針對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的四個要素，結(jié)合控制技術(shù)與工程實驗室和本科機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新實踐基地的建設(shè)，增加實施學(xué)生創(chuàng)新能力教學(xué)改革的教學(xué)和實驗內(nèi)容，提高教師和學(xué)生的創(chuàng)新意識，創(chuàng)建具有專業(yè)特色的綜合實踐性創(chuàng)新平臺，培育教學(xué)團(tuán)隊和學(xué)生群體的創(chuàng)新文化。

自動化專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)既是時代的迫切要求，更是部隊專業(yè)建設(shè)的客觀需要。本文所提出分析的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的“四要素”還需要在實踐教學(xué)中不斷地深化和完善，為科技強軍培養(yǎng)更多的優(yōu)秀創(chuàng)新人才。

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