禹柳飛 劉美 盧均治

摘? 要：文章通過對廣東石油化工學院自動化專業(yè)近五屆畢業(yè)生的需求分析和企業(yè)調(diào)研，指出了自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，在OBE產(chǎn)出導向和反向設計思想的指導下，進行了課程模塊設計、畢業(yè)要求和課程體系之間的關聯(lián)矩陣研究、課程性質(zhì)的設置和課程要素的匹配，構建了完整的課程體系，優(yōu)化了人才培養(yǎng)方案，促進了專業(yè)的內(nèi)涵建設，為培養(yǎng)人磁體適應區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的應用型自動化技術人才奠定了基礎。

關鍵詞：OBE理念；自動化專業(yè)；課程體系；培養(yǎng)目標

中圖分類號：G711? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）11-0129-04

基金項目：2018年度廣東省高等教育教學改革項目“基于OBE教育理念的應用型本科自動化專業(yè)課程體系研究”（項目發(fā)文：粵教高函〔2018〕180號）。

作者簡介：禹柳飛（1970—），男，碩士，廣東石油化工學院自動化學院講師，研究方向為自動化專業(yè)的教學和科研工作；劉美（1968—），女，博士，廣東石油化工學院教務處處長，教授，研究方向為化工儀表及自動化方向的教學和科研工作；盧均冶（1980—），男，碩士，廣東石油化工學院自動化學院講師，研究方向為自動化專業(yè)的教學和科研工作。

一、研究背景

2016年“新工科”概念首次提出，新理念、新結構、新模式、新質(zhì)量、新體系是解讀《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》（下文簡稱《通知》）里所說的新工科內(nèi)容的“五新”［1］?！锻ㄖ芬?，不同類別高校根據(jù)自身特點開展新工科建設，結合新興產(chǎn)業(yè)與新經(jīng)濟的需求，引領新興產(chǎn)業(yè)與新經(jīng)濟的未來發(fā)展。一流本科專業(yè)建設首先需要在理念上更新，OBE（Outcomes-based Education）教育理念是以預期學習產(chǎn)出為中心來組織、實施和評價教育的結構模式，為了實現(xiàn)預期學習產(chǎn)出，所有的教學計劃和課程內(nèi)容都遵循“回溯式設計”原則，實現(xiàn)完整的匹配矩陣，OBE教育模式圍繞“定義預期學習產(chǎn)出—實現(xiàn)預期學習產(chǎn)出—評估學習產(chǎn)出”這條主線而展開，學生產(chǎn)出評估構成了教育質(zhì)量持續(xù)改進的閉環(huán)［2］。廣東石油化工學院自動化專業(yè)開設于20世紀80年代，主要為石油化工行業(yè)培養(yǎng)儀表自動化技術人才，隨著國家社會和經(jīng)濟的發(fā)展，尤其是2017年粵港澳大灣區(qū)建設框架的提出，為廣東省及周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展提供了新的機遇，培養(yǎng)符合大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)和行業(yè)需求、具有較強工程實踐能力的高素質(zhì)應用型工程師，是當前亟待解決的重要課題。2021年自動化專業(yè)以OBE工程教育理念為指導，對專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂和課程體系架構進行了深入的探索，以“成果導向、學生中心、持續(xù)改進”為主線進行了總體設計，對學生畢業(yè)時在人文、社會及科學素養(yǎng)、社會責任感等方面提出了明確的要求。開設的專業(yè)課程既要解決復雜工程問題，也要在課程中體現(xiàn)人文素養(yǎng)。引導學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀，幫助學生掌握學習方法，建立正確的職業(yè)觀，實現(xiàn)立德樹人［3］。

二、專業(yè)人才需求分析

高等學校是培養(yǎng)區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展所需人才的搖籃，課題組對廣東石油化工學院自動化專業(yè)近五年畢業(yè)生就業(yè)情況進行了梳理，分別從自動化技術人才的就業(yè)方向和地域兩個方面進行了統(tǒng)計和分析，以便更清楚地了解廣東省及周邊地域?qū)ψ詣踊瘜I(yè)技術人才的需求情況。

課題組對廣東石油化工學院自動化專業(yè)近五屆畢業(yè)生的就業(yè)方向進行了統(tǒng)計和分析，統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明廣東石油化工學院自動化專業(yè)畢業(yè)生在傳統(tǒng)的化工儀表及自動化方向就業(yè)約50%，石油化工和化工類企業(yè)依然是專業(yè)就業(yè)的主渠道，充分體現(xiàn)了廣東石油化工學院的石油化工行業(yè)特色。珠三角先進制造業(yè)的快速發(fā)展和中小微企業(yè)不斷增多，電儀控制類復合人才需求穩(wěn)中有升；近年來人工智能技術迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)人才需求有了明顯的增長；近年來珠三角地區(qū)對自動化專業(yè)人才需求旺盛，每年除了有3～5名學生升學讀研外，跨專業(yè)就業(yè)的情況極少。為了培養(yǎng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展急需的人才，專業(yè)將重點考慮培養(yǎng)儀表自動化、電儀復合控制和嵌入式系統(tǒng)技術人才，在課程體系設計中將以模塊化方式予以體現(xiàn)。

廣東石油化工學院自動化專業(yè)近五屆畢業(yè)生就業(yè)區(qū)域分布如圖1所示，統(tǒng)計表明約一半畢業(yè)生選擇在珠三角地區(qū)就業(yè)，充分說明該地區(qū)先進制造業(yè)對自動化技術人員的需求量大，地域和經(jīng)濟優(yōu)勢對畢業(yè)生較有吸引力。約30%的畢業(yè)生就業(yè)于珠三角以外的廣東省其他地區(qū)，廣東是能源大省，沿海一帶建有大量的石油化工企業(yè)和化工園區(qū)，對儀表自動化技術人員的需求持續(xù)企穩(wěn)。只有約15%的畢業(yè)生就業(yè)廣東省以外的地方，與專業(yè)在省外招生人數(shù)每年只有8～10人的現(xiàn)狀相吻合。

三、課程體系的架構

（一）課程體系的架構思路

課題組在OBE工程教育理念指導下對課程體系進行了反向設計，專業(yè)人才的培養(yǎng)一定要服務于國家的戰(zhàn)略需求和區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展要求，符合行業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求以及企業(yè)的崗位需要，考慮學校自身的辦學定位，適應學生和家長對未來職業(yè)發(fā)展的期望，依據(jù)以上各個方面對自動化專業(yè)的需求確定專業(yè)的培養(yǎng)目標；通過調(diào)研不同行業(yè)企業(yè)對自動化工程技術人才的需求，往屆畢業(yè)生的就業(yè)和發(fā)展狀況，以及用人單位對自動化專業(yè)學生在工程知識與能力、工程素養(yǎng)和職業(yè)能力方面的要求，設計專業(yè)的畢業(yè)要求；依據(jù)課題組教師對控制學科內(nèi)涵、人才成長周期規(guī)律的理解和多年教學實踐經(jīng)驗，架構專業(yè)的課程模塊，以畢業(yè)要求的達成為目標，匹配教學大綱和考核標準等課程要素，以畢業(yè)要求為依據(jù)，圍繞成果導向和產(chǎn)出效果設置課程性質(zhì)，形成了系統(tǒng)的課程體系結構［4-5］，課程體系的架構思路如圖2所示。

（二）專業(yè)人才培養(yǎng)目標

專業(yè)教學指導委員會以OBE工程教育理念為指導，依據(jù)國家社會教育發(fā)展和學校定位的需要，緊密結合廣東經(jīng)濟和社會發(fā)展相適應的自動化領域人才需求現(xiàn)狀，充分考慮行業(yè)企業(yè)對自動化人才的知識、能力和素質(zhì)要求，確定廣東石油化工學院自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標。廣東石油化工學院自動化專業(yè)旨在培養(yǎng)掌握必備的數(shù)學與自然科學基礎知識和自動化領域的基礎理論、基本方法及基本技能，具備良好的道德與修養(yǎng)，遵守法律法規(guī)，具有社會和環(huán)境意識，具備良好的科學思維能力和解決自動化領域復雜工程問題能力，能在團隊中有效發(fā)揮作用，綜合素質(zhì)良好，能通過繼續(xù)教育和終身學習途徑不斷發(fā)展，在社會發(fā)展和經(jīng)濟建設中與時俱進，能夠在自動化儀表、過程控制系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、人工智能技術及應用等相關領域從事系統(tǒng)分析、設計、施工、運行與管理工作等方面的應用型高素質(zhì)專門技術人才。畢業(yè)5年后，經(jīng)過實踐鍛煉可滿足服務基層的應用型自動化及儀表工程師的職業(yè)要求。

（三）專業(yè)畢業(yè)要求

通過調(diào)研不同行業(yè)企業(yè)對自動化工程技術人才的需求、往屆自動化專業(yè)學生的就業(yè)發(fā)展狀況、畢業(yè)生個人及用人單位對自動化專業(yè)學生在工程知識與能力、工程素養(yǎng)和職業(yè)能力方面的要求，與省內(nèi)石油化工和先進制造類企業(yè)（如中國石化茂名分公司儀控運行部、廣東能源茂名熱電廠有限公司、深圳信盈達科技有限公司等）的管理人員與工程技術人員，就如何培養(yǎng)自動化領域的技術人才進行深入溝通和交流，依據(jù)用人單位對畢業(yè)生知識、能力、素質(zhì)等方面的要求，確定了專業(yè)的畢業(yè)要求，并對畢業(yè)要求進行分解與細化，以期能夠全面覆蓋和支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標。

專業(yè)畢業(yè)要求聚焦解決學生復雜工程應用問題的能力培養(yǎng)，以及對技術能力和非技術能力同等重視，并全覆蓋國家工程教育專業(yè)認證協(xié)會專業(yè)認證通用標準的12條基本要求，即工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決問題、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人與團隊、溝通、項目管理、終身學習等；畢業(yè)要求再細化為具體的、可落實的、便于衡量的29個指標點，如畢業(yè)要求問題分析（能運用數(shù)學、物理、工程科學等的基本原理，通過查閱專業(yè)文獻，識別、表達、分析復雜過程控制工程問題，以獲得有效結論）被分解細化為四個指標點，即能夠識別和表達工程問題的關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)；通過文獻研究，理解工程問題有多種解決方案，并能夠正確表達；通過建模與仿真，能夠分析和比較多種解決方案；能夠運用自動控制基本原理，分析過程控制工程復雜工程問題的影響因素，論證解決方案的合理性；畢業(yè)要求的細化與分解為后續(xù)設計支撐畢業(yè)要求的課程體系奠定了基礎。

（四）課程模塊設計

歷經(jīng)四十余年的專業(yè)建設，自動化專業(yè)在人才培養(yǎng)上歷史底蘊深厚，教學經(jīng)驗豐富，通過深入了解控制學科的內(nèi)涵，結合人才成長周期規(guī)律，最終實現(xiàn)以培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求達成為目標，以模塊化的方式構建了專業(yè)的課程體系，課程體系包含通識教學模塊、學科基礎模塊、專業(yè)領域模塊、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和實踐教學五個模塊。通識教學模塊主要包括思想政治、數(shù)理基礎、人文社科和計算機基礎等課程群，思想政治課程群旨在通過馬克思主義理論成果和黨的路線、方針、政策的普遍教育，引導學生堅定馬克思主義信仰和中國特色社會主義共同理想，進一步幫助青年學生形塑正確的世界觀、人生觀和價值觀；數(shù)理基礎課程群重點在于培養(yǎng)學生的工程基礎知識和問題分析能力；人文社會科學課程模塊重點在于培養(yǎng)學生職業(yè)道德規(guī)范、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等人文素養(yǎng)；計算機基礎課程群包括“大學計算機和人工智能基礎”和“程序設計基礎”兩門課程，通過學習計算機的軟硬件基本知識，為學生利用信息技術解決工程實際問題奠定基礎；學科基礎模塊主要包括工程數(shù)學、電工電子技術和控制工程基礎等課程群，模塊設置的目的在于培養(yǎng)學生的工程知識、分析和解決問題的能力；依據(jù)自動化專業(yè)人才需求現(xiàn)狀分析，專業(yè)領域模塊分為化工儀表及自動化、電儀控制和嵌入式系統(tǒng)三個子模塊，旨在培養(yǎng)社會急需的復合型自動化技術人才，著力培養(yǎng)學生能夠運用工程知識對問題進行分析及解決復雜工程問題的能力、專業(yè)溝通能力、項目管理能力；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程群由素質(zhì)拓展模塊、職業(yè)生涯發(fā)展規(guī)劃、就業(yè)指導、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練等相關課程組成，其中素質(zhì)拓展選修課可培養(yǎng)學生的人文修養(yǎng)和專業(yè)能力，創(chuàng)新類課程與專業(yè)實踐課程共同提升學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力；實踐教學模塊設置重點在于以設計類課程、實驗課程和實訓課程培養(yǎng)學生的設計/開發(fā)解決方案能力、工程意識與實踐能力、研究能力、應用現(xiàn)代工具能力和個人與團隊意識。

（五）畢業(yè)要求與課程體系的關聯(lián)矩陣

根據(jù)專業(yè)認證標準和職業(yè)要求，對學生畢業(yè)時要達成的知識、能力和素質(zhì)提出了具體要求，就專業(yè)能力層面應具備以下三個方面的核心能力：職業(yè)能力、數(shù)學、自然科學、工程數(shù)學的應用能力，過程工藝對象的理解能力，自動化系統(tǒng)工藝流程圖、管道儀表圖、端子接線圖的分析能力，自動化設備的選型計算能力和安裝調(diào)試能力；通用能力，自動化系統(tǒng)方案分析及設計能力；可持續(xù)發(fā)展能力，自動化系統(tǒng)集成、實施與軟硬件開發(fā)能力。依據(jù)OBE產(chǎn)出導向理念，畢業(yè)要求決定了課程體系，課程群形成了對畢業(yè)要求的支撐，二者的映射關系構成了畢業(yè)要求和課程之間的關聯(lián)矩陣，課題組經(jīng)過梳理和教學實踐經(jīng)驗的總結，對標畢業(yè)要求的知識、能力和素質(zhì)要求，根據(jù)課程的性質(zhì)確定了課程與畢業(yè)要求指標點之間關聯(lián)矩陣，每個畢業(yè)要求指標點由3～5門課程支撐，每門課程可支撐2～5個畢業(yè)要求指標點，支撐強度由課程性質(zhì)決定，表1描述了“自動控制原理”課程對畢業(yè)要求指標點的支撐情況。

（六）課程性質(zhì)的設置和課程要素的匹配

依據(jù)OBE產(chǎn)出效果理念和畢業(yè)要求設置課程性質(zhì)，課程性質(zhì)包括課程開設順序、必修或選修和學時學分分配等內(nèi)容。課題組根據(jù)畢業(yè)要求，理清了不同課程的知識體系及所培養(yǎng)的能力和素質(zhì)之間的邏輯關聯(lián)，梳理出每門課程的先行課程，在此基礎上，設置了各門課程在課程體系中的開設順序；為學生的個性發(fā)展，在通識教育模塊中設置了全校性公選課模塊，在專業(yè)基礎模塊和專業(yè)領域模塊設置了適當比例的選修課程，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模塊設置了素質(zhì)拓展選修模塊；學時學分反映了各門課程在課程體系中重要程度，課題組根據(jù)各門課程對畢業(yè)要求的貢獻率進行了學時學分的設置。

課程要素是一個完整的系統(tǒng)，包括教學大綱、教材、教學活動、考核方式等一系列要素及活動。課程要素的匹配遵循反向設計原則，所有的要素和活動圍繞著課程目標和畢業(yè)要求指標點的達成進行，課題組圍繞這一原則匹配了專業(yè)課程的全部課程要素。

四、結語

高等教育追求的是人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提升，而陳舊的教育理念制約了人才培養(yǎng)質(zhì)量水平，為適應工程教育專業(yè)認證及新工科建設的要求，在OBE工程教育理念指導下，以產(chǎn)出效果為導向，從頂層設計入手，結合國家社會要求、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、行業(yè)企業(yè)需求、學校定位和學生家長未來期望，緊扣專業(yè)人才培養(yǎng)目標、調(diào)整畢業(yè)要求，對廣東石油化工學院自動化專業(yè)的課程體系進行研究和優(yōu)化，有力地推動專業(yè)的內(nèi)涵建設，為培養(yǎng)適應區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的優(yōu)質(zhì)自動化技術人才奠定了基礎。

參考文獻：

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（責任編輯：鄒宇銘）