◎陳小輝

“綜合自動化”實踐教學(xué)模式研究與實踐

◎陳小輝

堅持和落實科學(xué)發(fā)展觀，以學(xué)生為本，以教育思想和教育觀念革新為先導(dǎo)，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為工作核心，以提高學(xué)生實驗與實踐能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研實踐能力為目標(biāo)。為適應(yīng)本科教學(xué)的發(fā)展，在整個教學(xué)過程中培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識與較強實踐動手能力的學(xué)生，建立課內(nèi)外結(jié)合、理論與實踐教學(xué)協(xié)調(diào)的教學(xué)模式，全方位培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造才能。鑒于提高學(xué)生綜合實踐能力的需要，進(jìn)行綜合實踐教學(xué)模式的研究，設(shè)計自動化綜合實驗室建設(shè)方案，編寫適應(yīng)此教學(xué)模式的配套實驗指導(dǎo)書，并建立適應(yīng)“創(chuàng)新教育”的實踐教學(xué)體系。

研究背景

自動化專業(yè)對學(xué)生的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)是：具備電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等較寬廣的工程技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識，能在運動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術(shù)、信息處理、管理與決策等領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)運行、科技開發(fā)與研究等方面工作。創(chuàng)新能力是高校學(xué)生最為薄弱的一環(huán)。創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)是教育的核心目標(biāo)之一。作為“工程研究應(yīng)用型”自動化學(xué)科專業(yè)，應(yīng)該加強學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新方法的培養(yǎng)，引導(dǎo)他們尋找、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的領(lǐng)域。傳統(tǒng)的教學(xué)方法只注重向?qū)W生傳授知識，對學(xué)生終身發(fā)展所需要的知識和能力考慮不多。

研究目的

隨著教育教學(xué)改革的深化，提高學(xué)生綜合素質(zhì)成為高校的主要培養(yǎng)目標(biāo)。針對目前許多工科畢業(yè)生存在著動手能力差、專業(yè)面窄、欠缺解決實際問題經(jīng)驗、很難滿足社會用人需求的實際情況，必須強化校內(nèi)工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。實踐教學(xué)是幫助學(xué)生理論聯(lián)系實際，鞏固和驗證所學(xué)知識，提高分析問題和解決問題的能力，掌握具體操作技能和樹立嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。綜合實踐則是以學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識，運用多種實驗原理，自行設(shè)計實驗方案、步驟，容納一定量本學(xué)科或本專業(yè)多學(xué)科的實驗步驟及測試手段，以達(dá)到提高本專業(yè)畢業(yè)學(xué)生所具備的綜合能力為根本宗旨而開發(fā)的大型實驗，在整個實踐過程中使學(xué)生獲得查閱資料、檢索信息、設(shè)計實驗步驟、操作、分析數(shù)據(jù)、判斷結(jié)果、尋求科學(xué)解釋等的能力，達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

研究內(nèi)容及實踐

隨著我院鍛煉學(xué)生綜合實踐能力環(huán)境的不斷建設(shè)，研究與此相適應(yīng)的教學(xué)模式也勢在必行。但是由于多年來受傳統(tǒng)教育觀的影響，實驗實踐教學(xué)一直被當(dāng)作理論教學(xué)的附屬物，缺乏整體優(yōu)化，其具體表現(xiàn)是，大多數(shù)實驗課隨理論課開放，一門理論課相應(yīng)有一個實驗室，實驗教學(xué)各自獨立，強調(diào)自身的整體性，教學(xué)內(nèi)容以驗證性實驗為主，缺乏綜合設(shè)計性實驗，抑制了學(xué)生的獨立思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，嚴(yán)重的影響了教育質(zhì)量。因而，我們除了應(yīng)注重課堂教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)方法，在實踐教學(xué)方面還應(yīng)采取相應(yīng)的必要措施，通過驗證性實驗－設(shè)計性實驗－研究性實驗－跨學(xué)科的綜合開放性實驗，提高學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力和獨立解決實際問題的能力。

本研究以自動化專業(yè)學(xué)生為主要對象，兼顧其他相關(guān)專業(yè)，結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)控制的先進(jìn)模式——分布式控制，集成現(xiàn)代控制主要形式——儀表控制、PLC控制、工控機控制等，選擇控制領(lǐng)域中主要應(yīng)用領(lǐng)域——過程控制、運動控制、物流控制作為主要控制對象實現(xiàn)自動化綜合實驗設(shè)計。通過建立自動化綜合實驗室，使學(xué)生能夠進(jìn)行工廠分布式控制系統(tǒng)設(shè)計、組態(tài)軟件應(yīng)用、微機控制技術(shù)、PLC綜合控制、倒立擺控制等控制方面的各種實驗。通過“綜合自動化”實踐教學(xué)能夠提高自動化專業(yè)學(xué)生的理論水平、實踐能力，能夠使他們熟練使用控制領(lǐng)域中的各種先進(jìn)的控制設(shè)備進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用，能夠提高學(xué)生的設(shè)計、觀察、操作、分析、判斷、表達(dá)、學(xué)習(xí)、經(jīng)驗等綜合素質(zhì)能力。

分階段進(jìn)行實驗與實踐，貫徹理論—實踐—再理論—再實踐的教學(xué)方法，使實踐與理論學(xué)習(xí)結(jié)合更加緊密，實踐促進(jìn)理論學(xué)習(xí)，理論充實實踐能力，使學(xué)生知道學(xué)習(xí)理論知識的重要性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的興趣。通過各個階段的實踐訓(xùn)練，學(xué)生可在實踐基地進(jìn)行大量的設(shè)計性、創(chuàng)新性和綜合性實踐項目的設(shè)計制作，真正作到理論與實踐相結(jié)合，大大提高學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的大工程意識。解決了以往畢業(yè)設(shè)計空談理論、不動手去做的弊端，解決了以往專業(yè)實驗室空閑時間長、利用率低、學(xué)生大多數(shù)只能作一些驗證性實驗的弊端。

在實驗與實踐過程上體現(xiàn)需求分析、方案設(shè)計、論證、模擬仿真、實現(xiàn)測試、結(jié)果分析的工程要求。將驗證性、綜合設(shè)計性實驗與實踐緊密結(jié)合在一起，在完成本專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和基本實驗的前提下，將幾門課程的相關(guān)內(nèi)容綜合起來，進(jìn)行設(shè)計性實驗與實踐，教學(xué)理念和教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變使學(xué)生積極投入到各種創(chuàng)新實踐活動中。

突出以學(xué)生為中心，以創(chuàng)新精神為核心，以理論知識掌握為基礎(chǔ)，以工程實踐能力培養(yǎng)為重點，以素質(zhì)提高為目標(biāo)的實驗與實踐教育理念，才能逐步形成實驗與實踐教學(xué)和理論教學(xué)緊密銜接，工程實踐和科技能力相互補充，智力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)逐層深化，并集理論知識、實驗與實踐能力和素質(zhì)教育“三位一體”的自動化專業(yè)“多維綜合實踐人才培養(yǎng)模式”。

（作者單位：三峽大學(xué)計算機與信息學(xué)院）