許朋

摘 要

在當今信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，我國現(xiàn)階段的經(jīng)濟發(fā)展需要大量創(chuàng)新型人才來支撐，自動化專業(yè)在這場技術(shù)浪潮中以其多學(xué)科融合的特點表現(xiàn)出強勁的優(yōu)勢。本文以自動化專業(yè)實驗室建設(shè)為主題，分析了現(xiàn)階段自動化專業(yè)實驗室的現(xiàn)狀及存在的問題，然后針對社會發(fā)展的新環(huán)境提出了自動化專業(yè)實驗室建設(shè)的方案，詳細地從建設(shè)綜合實驗室、開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程、建設(shè)創(chuàng)新實驗室、軟硬結(jié)合創(chuàng)建虛擬仿真實驗室、增強教師素質(zhì)、完善實驗課課程考核和評價體系等方面探究了建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞

自動化專業(yè)實驗室;新環(huán)境;能力培養(yǎng)

中圖分類號： TM76-4;G642 ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 14 . 16

0 引言

在當前工業(yè)革命4.0、中國制造2025、人工智能高速發(fā)展的大背景下，以及我國現(xiàn)階段發(fā)展的經(jīng)濟狀況，各行各業(yè)對相關(guān)技能人才的需求也是非常迫切。中國的自動化教育經(jīng)歷了不斷改革、調(diào)整、發(fā)展，其理念完全適應(yīng)了整個工程教育和學(xué)科的發(fā)展和改革[1]。自動化專業(yè)是一個將計算機軟件與硬件相結(jié)合，控制理論與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，工業(yè)過程控制與運動控制相結(jié)合，以工業(yè)自動化、過程自動化、電氣及樓宇自動化為特色的寬領(lǐng)域?qū)I(yè)。自動化學(xué)科是一門多學(xué)科融合的學(xué)科，在信息融合時代和人工智能的背景下，自動化專業(yè)表現(xiàn)出非常好的專業(yè)優(yōu)勢。在時代發(fā)展的科技浪潮中，自動化專業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時，同樣面臨著前所未有的機遇。

自動化專業(yè)作為一個工科專業(yè)，人才的培養(yǎng)應(yīng)注重實踐環(huán)節(jié)。高校的實驗教學(xué)是提高學(xué)生實踐能力的主要途徑，學(xué)生的實踐大部分是在實驗室中進行的[2]。如何根據(jù)社會需要，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新實踐能力的新型人才，自動化專業(yè)的實驗室建設(shè)成為了培養(yǎng)新型人才的關(guān)鍵因素之一。

1 高校自動化專業(yè)實驗室現(xiàn)狀

1.1 設(shè)備方面

目前，大部分高校自動化專業(yè)實驗室建設(shè)受經(jīng)費和資金的限制，實驗室在建設(shè)上大部分還是以課程實驗室為主，況且實驗設(shè)備更新?lián)Q代比較慢，一批設(shè)備的更換周期最短也要3～5年，有些設(shè)備的更換周期更長。且設(shè)備零件老化嚴重。實驗室的用途僅限于完成現(xiàn)有的教學(xué)任務(wù)，沒有起到讓學(xué)生利用實驗室進行創(chuàng)新實踐，學(xué)習和掌握在新環(huán)境下社會所需要的新知識、新技能的作用。

1.2 管理方面

高等院校自動化專業(yè)實驗室建設(shè)是一項紛繁復(fù)雜的綜合性工作[3]。自動化專業(yè)實驗課程相對較多，大部分課程都與實踐相關(guān)，目前就實驗室管理人員的配置上往往是每個實驗管理人員負責多個實驗室，要想提升學(xué)生的動手能力，實驗室管理人員需要投入更多的實踐和精力來幫助學(xué)上進行實驗。另一方面，大部分實驗教師，將自己的教學(xué)任務(wù)局限與完成既定的教學(xué)大綱上的內(nèi)容，而課本實驗僅是一些理論知識的驗證，很多實驗教師忽視了對課本知識的拓展，以及學(xué)生創(chuàng)新技能的培養(yǎng)。

1.3 學(xué)生主動性方面

目前很多學(xué)生，只選擇在實驗課上去實驗室，課下基本不會去實驗室，還有一小部分學(xué)生，因為不清楚實驗室的使用流程，以及如何申請使用實驗室，而且不主動咨詢。另一方面很多同學(xué)學(xué)習中只注重理論的學(xué)習，著眼于當前的考試，而忽視了作為一名自動化專業(yè)的工科生，實踐能力的培養(yǎng)對其以后步入社會工作的重要性。學(xué)生進入實驗室做實驗，僅限于書本實驗，在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，不能順應(yīng)時代發(fā)展。科技的發(fā)展需要不斷接觸新知識，培養(yǎng)創(chuàng)新實踐精神，學(xué)生還沒意識到這一點。

2 自動化專業(yè)實驗室建設(shè)方案的探究

2.1 按照“以本為本，以生為本”的教學(xué)理念，有目標地建設(shè)綜合實驗室

實驗室建設(shè)上首先要滿足現(xiàn)有的課程教學(xué)任務(wù)，其次應(yīng)將重點放在，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，順應(yīng)時代發(fā)展，將學(xué)生的培養(yǎng)做到有目標，有依據(jù)。

首先，根據(jù)自動化專業(yè)畢業(yè)生近3年的就業(yè)情況和就業(yè)方向，將其與目前自動化專業(yè)所執(zhí)行的培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標的契合程度進行分析，根據(jù)實際情況合理調(diào)整實驗室，修改培養(yǎng)方案，這樣可以形成閉環(huán)反饋式的教學(xué)方案的改進[4]。

根據(jù)分析的結(jié)果，利用現(xiàn)有的課程實驗室，如電路分析實驗室，自動控制實驗室，PLC實驗室，EDA實驗室，嵌入式實驗室，過程控制實驗室等將實驗室進行綜合設(shè)計，將原有的只能進行單個特定實驗的實驗室和試驗箱進行二次開發(fā)，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣方向和目前社會的就業(yè)形勢，申請進入相關(guān)實驗室，進行自行開發(fā)和探究設(shè)計。讓學(xué)生在探索中，對所學(xué)知識查缺補漏。掌握社會發(fā)展新環(huán)境下的技能。

2.2 著眼“能力培養(yǎng)”，開設(shè)創(chuàng)新實踐課程，建設(shè)創(chuàng)新實驗室

在這種知識和技術(shù)高速發(fā)展的大環(huán)境下，學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力才是其步入社會后，能夠有立足之地的重要保障。能力的培養(yǎng)，需要學(xué)生從入學(xué)開始就進行，在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，旨在讓學(xué)生在自我探究，自我發(fā)現(xiàn)，自我實踐中得到能力的培養(yǎng)。

根據(jù)需要，創(chuàng)新實驗室的建設(shè)可以以各種大學(xué)生競賽如，電子設(shè)計大賽，機器人大賽，飛思卡爾智能車大賽等為契機，以高年級帶動低年級，專業(yè)教師指導(dǎo)為方式，讓學(xué)生在參加各種競賽中，鍛煉實踐動手能力，提高創(chuàng)新能力，教師在該課程中，起到的作用是指導(dǎo)而并非傳授固定知識，此類課程的開設(shè)具有一定的開放性。學(xué)生在探索中進步和發(fā)掘知識，培養(yǎng)各種能力。

2.3 建設(shè)虛擬仿真實驗室，實現(xiàn)軟硬結(jié)合的教學(xué)環(huán)境平臺

在自動化專業(yè)，很多實驗的完成，大部分高校對實驗平臺的搭建存在很大的困難，受經(jīng)費、場地等影響，難以搭建實驗平臺，所以只能靠仿真來實現(xiàn)，自動化專業(yè)的特點就是軟件和硬件的結(jié)合，通過軟硬結(jié)合的教學(xué)環(huán)境平臺的搭建提高學(xué)生編程能力和動手實操的能力，讓學(xué)生在仿真實驗中，掌握實驗原理和課本的理論知識。

2.4 提升實驗教師素質(zhì)，加強教師對技術(shù)發(fā)展的把握

在對學(xué)校實驗室進行建設(shè)過程中，實驗教師以及實驗教輔人員扮演著重要的角色，鼓勵教師和教輔人員積極進行自我深造，不斷接受新事物，新技術(shù)，了解專業(yè)發(fā)展動態(tài)，積極參與到專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂當中，以順應(yīng)時代和技術(shù)發(fā)展的培養(yǎng)內(nèi)容進行教學(xué)改革，積極參與到教材建設(shè)，教學(xué)成果轉(zhuǎn)化等相關(guān)工作當中[5]。組織教師和教輔人員，積極去國內(nèi)重點高校調(diào)研，借鑒其他高校，管理技術(shù)和方法，根據(jù)本校實際情況進行改革。

針對實驗室管理人員數(shù)量緊張和管理程序復(fù)雜的問題?？梢赃m當增加研究生助管，助研的崗位，讓研究生參與本科生的指導(dǎo)。其次，應(yīng)該對實驗室管理人員進行系統(tǒng)的培訓(xùn)，讓實驗室管理人員掌握必備的實驗流程，快速高效的分類管理實驗室。

2.5 采用多種教學(xué)方式，完善考核和評價體系

網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，教師可以利用，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)，充分利用線上資源，結(jié)合實際需要開展教學(xué)。另外可以利用開選修課，利用網(wǎng)絡(luò)，將實驗課開課信息發(fā)布給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)興趣進行線上報名，線下實驗室學(xué)習和實驗[6]。復(fù)雜的開課方式，就會給考核方式帶來很大困難，作為工科專業(yè)的自動，考核和評價標準應(yīng)以鍛煉學(xué)生探究和動手能力為主要依據(jù)，根據(jù)課程性質(zhì)和培養(yǎng)目標，建立合理完善的考核和評價標準。利用多種形式的考核和評價體系，讓學(xué)生參與到自己課程的考核決策中，從而增加學(xué)生對課程目標的理解，清晰自己的實驗脈絡(luò)，一方面增加學(xué)生的實驗興趣，另一方面，提升學(xué)生實驗效果。

3 結(jié)束語

自動化專業(yè)的發(fā)展應(yīng)順應(yīng)科技的發(fā)展，順應(yīng)我國現(xiàn)階段發(fā)展的國情。在工業(yè)革命4.0、中國制造2025、人工智能新浪潮、新工科教育理念等大環(huán)境的影響下，科技的發(fā)展指導(dǎo)了自動化專業(yè)的發(fā)展，本文以自動化專業(yè)在新的環(huán)境下，自動化專業(yè)的實驗室建設(shè)為主題，通過分析，現(xiàn)階段高校自動化專業(yè)實驗室普遍存在的問題，然后提出在新環(huán)境下的自動化專業(yè)實驗室建設(shè)的方案，詳細的從建設(shè)綜合實驗室，開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，建設(shè)創(chuàng)新實驗室，軟硬結(jié)合創(chuàng)建虛擬仿真實驗室，增強教師素質(zhì)，完善實驗和實踐課程考核和評價體系等方面進行了闡述。高等教育不斷深入的改革和不斷提高的教學(xué)質(zhì)量，勢必會使實驗室教學(xué)的改革得到重視。在今后自動化專業(yè)的實驗教學(xué)中有待把實驗教學(xué)內(nèi)容，課程目標與時代發(fā)展結(jié)合起來，把實驗室的實驗與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和學(xué)生步入社會后的工作結(jié)合起來。充分借鑒各高校實驗室建設(shè)經(jīng)驗，做到“以本為本，以生為本”，將實驗室的建設(shè)以學(xué)生的發(fā)展，為改革方向。構(gòu)建新環(huán)境下，自動化實驗室建設(shè)的新模式，通過不斷創(chuàng)新和改革，更好地適應(yīng)國家新工科建設(shè)，服務(wù)國家戰(zhàn)略發(fā)展。

參考文獻

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