何志琴 曹敏 王霄 周克

[摘 要]為推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的深度融合，該文提出以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的新工科教學(xué)模式改革。通過(guò)重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系、多維立體化教學(xué)、項(xiàng)目管理式開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、學(xué)科競(jìng)賽，多舉措地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)踐類(lèi)教學(xué)模式改革，在自動(dòng)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)上取得了一定成效。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新人才培養(yǎng);自動(dòng)化專(zhuān)業(yè);工程實(shí)踐

[基金項(xiàng)目]2015年度貴州省教育廳教改項(xiàng)目“自動(dòng)化特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)”（800168144401）;2020年度校級(jí)混合式課程建設(shè)項(xiàng)目“電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)混合式教學(xué)改革”（24）

[作者簡(jiǎn)介]何志琴（1971—），女，貴州貴陽(yáng)人，碩士，貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化系教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事計(jì)算機(jī)控制技術(shù)研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G424[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）33-0334-02[收稿日期] 2020-01-15

一、前言

在“互聯(lián)網(wǎng)”“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，科技發(fā)展日新月異，對(duì)未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)對(duì)人才的能力提出了更高要求[1]。國(guó)家創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革提倡“興趣驅(qū)動(dòng)、自主實(shí)踐、重在過(guò)程、激勵(lì)創(chuàng)新”原則，通過(guò)課程學(xué)習(xí)、項(xiàng)目訓(xùn)練、以賽促學(xué)等方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。積極探索“體驗(yàn)、訓(xùn)練、超越”相融合的創(chuàng)新訓(xùn)練方式，強(qiáng)化以問(wèn)題和課題為核心的項(xiàng)目式、研究型、個(gè)性化培訓(xùn)，推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與高校專(zhuān)業(yè)教育的深度融合[2]。

結(jié)合筆者所在學(xué)校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工程認(rèn)證需求和定位，依托2015年貴州省自動(dòng)化特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)教改項(xiàng)目，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，分析、解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新能力。提出開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的自動(dòng)化實(shí)踐類(lèi)課程教學(xué)模式改革。

二、實(shí)踐類(lèi)課程現(xiàn)狀

目前大部分高校的自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)踐類(lèi)課程采用先理論再實(shí)驗(yàn)的模式。理論課只講不做，實(shí)驗(yàn)課只做不講，理論和實(shí)驗(yàn)在時(shí)間和空間上的獨(dú)立造成學(xué)生常因課堂上知識(shí)點(diǎn)多，遇到問(wèn)題無(wú)法在課堂上解決，且學(xué)用分離，日積月累使學(xué)生失去學(xué)習(xí)動(dòng)力?。

依托課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大部分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，雖有××課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)等，卻已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足創(chuàng)新、個(gè)性化教育要求。課程間的銜接不足、教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)不緊密，造成學(xué)生知識(shí)孤立，很難有系統(tǒng)化的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和思想。從而不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜控制工程的分析解決能力[3]。

三、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)改革探索

（一）結(jié)合一流專(zhuān)業(yè)建設(shè)要求，修訂優(yōu)化培養(yǎng)方案，重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系

實(shí)踐課程設(shè)計(jì)思路：產(chǎn)出導(dǎo)向、突出能力、關(guān)注創(chuàng)新、重視課程思政，滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)課程目標(biāo)的要求。根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋，促進(jìn)了對(duì)新工科、工程教育認(rèn)識(shí)的提高，在工程能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)上，改進(jìn)教學(xué)，進(jìn)一步加強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)與方法、課程實(shí)驗(yàn)、工程等方面的要求。并強(qiáng)調(diào)在各門(mén)課程中加以落實(shí)，特別是在電氣控制與PLC、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制程等專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)中，要求授課教師結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行講授。在PLC課程設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中，要求指導(dǎo)教師采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際資料，按現(xiàn)有政策、規(guī)程的要求進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和指導(dǎo)。畢業(yè)設(shè)計(jì)做到一人一題，且要求學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生的工程實(shí)踐能力、獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力均得到了相應(yīng)的提升。

在2018版培養(yǎng)方案中，增設(shè)了控制工程基礎(chǔ)等工程基礎(chǔ)課程，增設(shè)了專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練課程要求學(xué)生通過(guò)本科生導(dǎo)師指導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)取得相應(yīng)學(xué)分;以團(tuán)隊(duì)方式完成指導(dǎo)教師小組布置的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)任務(wù)或自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)任務(wù)，小組考核認(rèn)定后可取學(xué)分。

實(shí)現(xiàn)校企的深度結(jié)合，如聘請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)行教學(xué)視頻錄制、線(xiàn)上討論答疑等。要求本科生導(dǎo)師每年通過(guò)帶學(xué)生進(jìn)企業(yè)科技合作、企業(yè)參觀(guān)學(xué)習(xí)等形式保質(zhì)保量地完成認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)。

（二）多維度立體化教學(xué)建設(shè)

老師建設(shè)多維度立體化課程，以打造立體化的線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)模式改革，將課堂還給學(xué)生，建立以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)，真正還原教育的目的，利用互聯(lián)網(wǎng)及現(xiàn)代信息技術(shù)，借用各類(lèi)線(xiàn)上平臺(tái)（如雨課堂、學(xué)習(xí)通等）向?qū)W生推送課程相關(guān)MOOC、微課、擴(kuò)充知識(shí)等。采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式+翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，每周或每?jī)芍苤?，布置下周要完成的?xiàng)目，學(xué)生利用課后時(shí)間自行預(yù)約實(shí)驗(yàn)室時(shí)間，提交相關(guān)控制方案、傳感器選型，編寫(xiě)調(diào)試程序，算法驗(yàn)證。遇到問(wèn)題時(shí)，小組內(nèi)成員交流討論，通過(guò)查閱資料，解決問(wèn)題。解決不了的問(wèn)題，在翻轉(zhuǎn)課堂上提出，由大家一起討論。此模式一方面提高了學(xué)生分析、設(shè)計(jì)、解決問(wèn)題的能力;另一方面提高了課堂教學(xué)效率，和學(xué)生一起解決問(wèn)題，激發(fā)了學(xué)生的思考、分析問(wèn)題的能力。

（三）新工科下實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

一改學(xué)生被動(dòng)填鴨式教學(xué)模式，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、問(wèn)題解決式促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)、在實(shí)踐中解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。實(shí)施從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)到科研性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，突出以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是加強(qiáng)學(xué)生主觀(guān)能動(dòng)性的根本方法，實(shí)現(xiàn)因材施教和個(gè)性化培養(yǎng)，形成全員育人、全過(guò)程育人、全方位育人的良好氛圍，促進(jìn)優(yōu)良學(xué)風(fēng)形成。

以項(xiàng)目形式、學(xué)科競(jìng)賽為目的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽，逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力。

大一新生入學(xué)后有學(xué)業(yè)導(dǎo)師、專(zhuān)業(yè)認(rèn)知課程引導(dǎo)，納新進(jìn)入自動(dòng)化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、智能車(chē)協(xié)會(huì)，采取傳幫帶方法，學(xué)生學(xué)習(xí)電路制版、電工焊接，自學(xué)模數(shù)電、單片機(jī)知識(shí)，為后續(xù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

大二、大三學(xué)生均有本專(zhuān)業(yè)教師擔(dān)任其專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師，要求學(xué)生參與導(dǎo)師科研項(xiàng)目，鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、SRT項(xiàng)目的申報(bào)，加大互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)在自動(dòng)化課程教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用力度。

全國(guó)大學(xué)生恩智浦杯智能車(chē)比賽、電子設(shè)計(jì)大賽等均為教育部高等學(xué)校自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)教指委組辦的學(xué)科競(jìng)賽，競(jìng)賽內(nèi)容涉及模式識(shí)別、傳感技術(shù)、機(jī)械電子、自動(dòng)控制理論、單片機(jī)等課程，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目囊括智能車(chē)的制作，包括理論設(shè)計(jì)、實(shí)際制作、整車(chē)調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)比賽等環(huán)節(jié)。在訓(xùn)練和競(jìng)賽中，接觸到了新技術(shù)和新器件，這就對(duì)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新的要求。理論教學(xué)中增加電力電子新技術(shù)和新器件的應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，增加集成運(yùn)放的各種應(yīng)用、電子線(xiàn)路仿真設(shè)計(jì)等內(nèi)容，要求大三學(xué)生應(yīng)用控制理論、電機(jī)拖動(dòng)知識(shí)建立運(yùn)控系統(tǒng)模型，控制算法優(yōu)化，極大地豐富實(shí)踐內(nèi)容。在智能車(chē)復(fù)雜任務(wù)完成的團(tuán)體中擔(dān)負(fù)不同的角色，組成團(tuán)隊(duì)參與協(xié)同工作，初步體會(huì)一個(gè)復(fù)雜工程性的研究項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程。

（四）構(gòu)建多維閉環(huán)人才評(píng)價(jià)體系

制定過(guò)程性考核實(shí)施細(xì)則和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，明確過(guò)程性考核的形式、內(nèi)容和要求，規(guī)定過(guò)程性考核時(shí)間進(jìn)度，提出課程過(guò)程性考核形式及考核要求、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)分比例及占課程總評(píng)成績(jī)的比例。依托在線(xiàn)教學(xué)平臺(tái)、智慧教學(xué)輔助工具能完整記錄講授教學(xué)過(guò)程和學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)，具有完善的基于學(xué)期的課程教學(xué)管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能。

根據(jù)實(shí)踐類(lèi)課程特點(diǎn)，注重學(xué)生過(guò)程性考核，設(shè)計(jì)靈活多變的多形式、多維度地考核學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力及科學(xué)研究能力。運(yùn)用多種考核形式監(jiān)督學(xué)生自主學(xué)習(xí)。通過(guò)下發(fā)各種預(yù)習(xí)、思考題、階段匯報(bào)等任務(wù)合理增加學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，以增強(qiáng)其學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力、合作能力、社會(huì)責(zé)任感等，促進(jìn)學(xué)生社會(huì)交往能力的培養(yǎng)，及創(chuàng)新精神及團(tuán)隊(duì)精神的形成。

（五）教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、學(xué)科競(jìng)賽涉及內(nèi)容廣泛，對(duì)專(zhuān)業(yè)教師提出了更高的要求。增加教師教學(xué)投入，加大校企合作力度，引進(jìn)自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者、控制工程行業(yè)專(zhuān)家作為兼職教師，豐富優(yōu)化師資結(jié)構(gòu);加強(qiáng)教師能力提升體系建設(shè)，鼓勵(lì)教師積極參與國(guó)外學(xué)科學(xué)術(shù)會(huì)議、參與實(shí)際工程研究項(xiàng)目等，助力教師職業(yè)發(fā)展與專(zhuān)業(yè)提升;引導(dǎo)教師潛心教學(xué)，及時(shí)掌握新技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)，并在課堂教學(xué)中把新知識(shí)融入教材理論知識(shí)體系中。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)模式改革，重構(gòu)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃，利用線(xiàn)上線(xiàn)下混合式立體化教學(xué)，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式+翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)的考核模式，建立一支具有理論知識(shí)扎實(shí)、工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師隊(duì)伍，旨在培養(yǎng)具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力的創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭洪慶，程蔚，蔡凡，等.以“學(xué)科競(jìng)賽為平臺(tái)、應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心”單片機(jī)課程教學(xué)改革的研究[J].裝備制造技術(shù)，2018，（10）： 179-182.

[2]盧旭.基于大項(xiàng)目教學(xué)及學(xué)科競(jìng)賽群的自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（49）：49-51.

[3]孫長(zhǎng)偉，王艷春，黃迎輝.以學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的單片機(jī)技術(shù)課程改革[J].白城師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，32（06）：27-31.

Path Analysis of Innovative Talent Training in Automation Major

HE Zhi-qin， CAO Min， WANG Xiao， ZHOU Ke

（Department of Automation， School of Electrical Engineering， Guizhou University，

Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract： In order to promote the deep integration of innovation and entrepreneurship education and automation major education， the new model reform of emerging engineering teaching model oriented by learning results and aiming at cultivating innovative ability is proposed. Through the reconstruction of practical teaching system， multi-dimensional teaching， open laboratory and discipline competition， the reform of practical teaching model of automation major has been realized， and some achievements have been made in the cultivation of innovative talents in automation major.

Key words： training of innovative talents; automation major; engineering practice