紀振平 吳東升 楊青 孫金根

[摘 要]新型工業(yè)化發(fā)展需要和新工科專業(yè)建設(shè)背景對新型自動化人才培養(yǎng)提出了更高的要求。文章在分析自動化專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對沈陽理工大學自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式、理論課程體系、實踐教學體系、教學方法、師資隊伍建設(shè)等環(huán)節(jié)所進行的綜合改革，在工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式方面所進行的探索和實踐，以及所制訂的自動化專業(yè)新工科人才培養(yǎng)體系實施方案進行了探討。

[關(guān)鍵詞]新工科;自動化專業(yè);培養(yǎng)模式;教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）09-0025-03

隨著新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)和新模式快速發(fā)展，這對工程科技人才提出了更高要求。2017年以來，“復旦共識”“天大行動”“北京指南”相繼出現(xiàn)，吹響了新時代工程科技人才培養(yǎng)的號角，《新工科研究與實踐項目指南》提出了新工科建設(shè)指導意見和推進新工科建設(shè)的具體方案[1-3]。2018年，國家出臺了《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022年）》和《教育現(xiàn)代化2035》。教育部出臺了《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》之后，遼寧省教育廳也出臺了相應(yīng)的“實施意見”。這些方案和意見對高等學校辦學提出了新的課題和更高的要求。對于地方高校來說，為適應(yīng)國家新型工業(yè)發(fā)展和新工科背景下的大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)驅(qū)動發(fā)展需求，人才培養(yǎng)模式的改革勢在必行。傳統(tǒng)工科專業(yè)既面臨新一輪的挑戰(zhàn)也面臨難得的發(fā)展機遇。改造和優(yōu)化傳統(tǒng)工科專業(yè)，加強工程教育支撐、服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的能力，需要在工程教育理念、培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式、專業(yè)特色、課程體系等方面進行研究和探索，初步形成與社會發(fā)展需求相適應(yīng)的人才培養(yǎng)體系。

在此背景下，如何將新工科與自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)模式相互融合已成為相關(guān)高校人才培養(yǎng)改革的熱點問題，建立滿足新型工業(yè)化發(fā)展需求的自動化專業(yè)人才培養(yǎng)體系是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量亟須探索的問題。本文擬在分析當前自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)我校的實際辦學特色及發(fā)展定位，立足新工科背景下自動化專業(yè)對人才的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)以及整體素質(zhì)的要求，分別從人才培養(yǎng)模式改革的新理念、課程體系的新結(jié)構(gòu)、課程的新內(nèi)容、教與學的新方法和立體實踐教學體系的構(gòu)建等方面探索新工科背景下的專業(yè)培養(yǎng)模式，為地方高校傳統(tǒng)工科“新”起來和人才培養(yǎng)改革創(chuàng)新提供實踐探索案例。

一、地方高校自動化專業(yè)的地位及發(fā)展現(xiàn)狀

自動化是一個面向被控對象解決工程實際問題的專業(yè)。國內(nèi)高校自動化專業(yè)非常重視學生應(yīng)用能力培養(yǎng)，不同層次和不同類型的大學都在自動化專業(yè)工程應(yīng)用能力培養(yǎng)方面進行不斷的探索和研究，以提高自動化專業(yè)學生的核心競爭能力。

新工科建設(shè)是高等教育為適應(yīng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求所做的應(yīng)對，它不單指對“人工智能”“機器人工程”“數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)”等一些新興工科專業(yè)進行建設(shè)，還包括對傳統(tǒng)工科專業(yè)進行升級改造。從傳統(tǒng)工科專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，不論是教育理念、人才培養(yǎng)模式還是教學質(zhì)量等方面都與經(jīng)濟社會發(fā)展所對人才的需求還存在較大差距。以自動化專業(yè)為例，地方高校自動化專業(yè)承擔著培養(yǎng)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展需要的自動化人才的任務(wù)，為地方經(jīng)濟發(fā)展提供人才和智力保障。近年來，信息技術(shù)的快速發(fā)展和經(jīng)濟社會發(fā)展對人才要求的提高，使得高校人才培養(yǎng)中存在的理論和實踐脫節(jié)、教學內(nèi)容更新慢等問題日益突出，許多畢業(yè)生工程應(yīng)用能力不強、創(chuàng)新意識薄弱和所學知識難以適應(yīng)新型工業(yè)化發(fā)展需求等。因此，地方高校自動化專業(yè)的建設(shè)需要以社會需求為導向，根據(jù)區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展需要，圍繞工程教育的新理念調(diào)整自動化專業(yè)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建新的培養(yǎng)模式，打造新的理論教學和實踐教學體系，從而培養(yǎng)出具有較好的創(chuàng)新意識、工程實踐能力和國際競爭力的高級應(yīng)用型人才，實現(xiàn)區(qū)域社會經(jīng)濟與地方高校人才培養(yǎng)的同步發(fā)展。

從系統(tǒng)的角度來看，目前自動化專業(yè)主要存在以下問題：一是重理論、輕實踐，人才培養(yǎng)模式相對滯后。實踐教學獨立性、系統(tǒng)性不夠，依然依附于理論教學，未能形成以培養(yǎng)工程能力為主線的教學體系。二是教學體系與教學目標不匹配?，F(xiàn)有教學體系是以教師單向傳輸為主、學科化、系統(tǒng)化的知識體系。學生基本沒有工程的概念。三是教學設(shè)備和實踐場地不健全。實驗教學設(shè)備驗證性實驗多，設(shè)備二次開發(fā)功能不足，集成創(chuàng)新受限。實踐場地不健全，不能真實再現(xiàn)實際生產(chǎn)過程，使得試驗內(nèi)容與實際工程脫節(jié)。四是學時和理論教學內(nèi)容存在矛盾。其具體表現(xiàn)為理論學時較多，實踐環(huán)節(jié)學時少;隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，課程內(nèi)容越來越多，但理論課程更新較慢，不能適應(yīng)社會發(fā)展需求;傳統(tǒng)課程內(nèi)容與新開課程內(nèi)容與學時合理分配和調(diào)整是需要在專業(yè)培養(yǎng)方案制訂過程中解決的問題。五是教和學存在矛盾。我們更關(guān)注如何教而較少關(guān)注如何學，表現(xiàn)為學習指導不夠，答疑流于形式等等。許多學生學習的目的就是通過考試，因此也造成其學習方法單一，自學能力欠缺。六是學和用存在矛盾。學生學習了多門課程知識，但是不知如何應(yīng)用。首先是學習后續(xù)課時經(jīng)常不會應(yīng)用前面講過的知識;其次是實驗中出現(xiàn)問題時不知如何應(yīng)用已學知識來分析;最后是許多學生在做課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計過程中不會應(yīng)用已學知識來分析問題，而在面對具體的工程問題時，學生動手能力弱就體現(xiàn)得更加明顯。七是統(tǒng)一模式與多樣化人才存在矛盾。教學計劃缺少彈性，專業(yè)方向單一，現(xiàn)在學生都是自主擇業(yè)，去向多樣化，有的讀研、出國，有的從事本專業(yè)、相近專業(yè)一線工作或者其他工作。八是教師工程能力不足，難以滿足新工科專業(yè)建設(shè)的需求，實踐教師的梯隊建設(shè)與素質(zhì)有待加強等等。

近年來，高校畢業(yè)生就業(yè)壓力日益增加，特別是地方高校就業(yè)形勢更加嚴峻，同時用人單位對畢業(yè)生的要求也在不斷提高。因此，為了培養(yǎng)出更多能夠適應(yīng)新型工業(yè)化發(fā)展需求，既具有工程實踐能力又具有創(chuàng)新意識的高級應(yīng)用型人才，開展地方高校自動化專業(yè)培養(yǎng)模式的改革就顯得尤為迫切和重要。

二、自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革措施

（一）明確專業(yè)定位，優(yōu)化培養(yǎng)目標

制定專業(yè)培養(yǎng)目標是專業(yè)人才培養(yǎng)的方向和先導，要樹立以目標產(chǎn)出為導向的人才培養(yǎng)理念，根據(jù)國家和地方經(jīng)濟社會發(fā)展對本專業(yè)的需求狀況、學校人才培養(yǎng)的目標定位和自動化專業(yè)的學科支撐情況，參考自動化專業(yè)教學指導委員會制定的專業(yè)人才培養(yǎng)標準，并結(jié)合我校自動化專業(yè)優(yōu)勢和特色制定培養(yǎng)目標。沈陽理工大學是一所以工為主，具有鮮明國防特色的地方高校，學校的本科人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、實踐能力強、具有創(chuàng)新精神、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型高級專門人才。本專業(yè)在深入調(diào)研和充分論證的基礎(chǔ)上明確，自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標要堅持“以學生為主體、以教師為主導、因材施教、分類培養(yǎng)”的理念，堅持知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則。堅持以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為核心，完善 “實施工程教育，突出工程實踐和社會實踐”人才培養(yǎng)模式，以社會需求為導向，培養(yǎng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高級應(yīng)用型人才。

（二）構(gòu)建“自動化+”多學科融合培養(yǎng)模式

實施工程教育、強化工程應(yīng)用能力培養(yǎng)已成為傳統(tǒng)工科專業(yè)近年來改革的主流方向。因此，新工科人才培養(yǎng)必須面向社會需求進行供給側(cè)改革。構(gòu)建自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式時要根據(jù)自動化專業(yè)的時代性、系統(tǒng)性、實踐性、交叉性特征，建立“自動化+”多學科交叉融合的專業(yè)人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)[4]。以工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識以及終身學習能力培養(yǎng)為導向，在課程內(nèi)容上應(yīng)體現(xiàn)自動化專業(yè)厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力的特點，建設(shè)學科交叉課程，完善多學科交叉課程體系建設(shè)與共享。在教學計劃中設(shè)立多門跨院系、跨學科的選修課程，使學生能自主選擇，并要求修滿一定的學分才能達到畢業(yè)要求。

（三）全面梳理課程關(guān)系，科學合理設(shè)置課程模塊，建設(shè)培育課程[5]

根據(jù)人才培養(yǎng)目標及培養(yǎng)標準，全面梳理課程關(guān)系，科學合理設(shè)置各課程模塊及學分要求，構(gòu)建有機融合、層次分明、比例協(xié)調(diào)的課程體系，總體思路是減少專業(yè)理論課學時，增加實踐教學環(huán)節(jié)的學時比例。重新制訂自動化專業(yè)課程體系和具體的培養(yǎng)方案以及相應(yīng)的學時、學分要求。在培養(yǎng)方案中明確每門課程或每個環(huán)節(jié)的培養(yǎng)目標和要求，梳理它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，確保課程內(nèi)容的合理銜接，避免出現(xiàn)課程設(shè)置隨意、內(nèi)容脫節(jié)或重復等現(xiàn)象。

在總學時基本不變的前提下，優(yōu)化調(diào)整自動化專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學計劃，建立與培養(yǎng)目標相適應(yīng)的教學體系?？偟脑瓌t是堅持理論教學以“應(yīng)用”為目的，以“必需、夠用”為原則，強調(diào)能力。其主要內(nèi)容包括：刪減原計劃中部分理論性強、對實際工程應(yīng)用指導性弱的選修課，縮減部分課程的理論學時，增加與新技術(shù)和交叉學科有關(guān)的選修課（具體包括工業(yè)機器人、機器視覺技術(shù)、FRID 芯片及讀寫器技術(shù)、圖像處理、系統(tǒng)集成、嵌入式控制、伺服電機及其控制等相關(guān)理論及實驗課）。通過討論明確新開課程，提煉出教學的知識點，并融入自動化專業(yè)的教學體系，增加實踐環(huán)節(jié)的學時，調(diào)整實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容。

（四）優(yōu)化課程知識結(jié)構(gòu)，改革課堂教學方法及考核模式

根據(jù)本校人才培養(yǎng)定位和學生學習狀況，采用與之相適應(yīng)的教學方式。根據(jù)自動化專業(yè)人才培養(yǎng)要求，并結(jié)合當前主流技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，不斷整合優(yōu)化、更新教學內(nèi)容，并將自動化領(lǐng)域的先進知識、技術(shù)進步和教師的科研成果引入課堂，實現(xiàn)產(chǎn)學研融合。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和現(xiàn)代多媒體技術(shù)，整合優(yōu)質(zhì)教學資源，實現(xiàn)教學模式多元化。對于合適的課程，鼓勵教師采用研究式、討論式、案例式等教學方法，合理安排教師課堂講授學時，并將課程學時設(shè)置分為教師課堂講授學時、教師指導下的學生研討學時，引導學生自主學習，提高學生終身學習能力。改革課程考核模式，加強對學生學習過程的考核，提高學習過程、實踐環(huán)節(jié)等在課程考核中的比例，根據(jù)課程特點及教學要求探索多樣化、科學化、可操作性強的考核方式。

（五）構(gòu)建遞進式立體化實踐培養(yǎng)體系，加強實踐教學，打造多層次立體化教學平臺[6]

修訂培養(yǎng)方案，實現(xiàn)理論實踐課程一體化，提高實踐教學學分比例到30%，構(gòu)建科學完整、相對獨立的實踐課程體系。根據(jù)自動化專業(yè)的特點，通過實踐使學生形成“系統(tǒng)”概念，注重加強實踐課程內(nèi)容的相互銜接，使課程實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、工程實訓、認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、競賽活動等實踐環(huán)節(jié)形成一個遞進式立體化的實踐體系。

以培養(yǎng)學生應(yīng)用能力為中心，一方面以專業(yè)基礎(chǔ)實驗為鋪墊，通過課程設(shè)計、工程實訓、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓練來強化實踐創(chuàng)新能力，依托實習基地與校企聯(lián)合基地進行綜合實訓來提升創(chuàng)新能力;一方面加強產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目和校企聯(lián)合實習實訓基地建設(shè)，打造多層次遞進式立體化實踐教學平臺，如圖1所示。

（六）加強教師后備力量培養(yǎng)和雙師型師資隊伍建設(shè)[7]

近年來，隨著一批60后骨干教師的逐步退休，以40歲以下為主體的青年專業(yè)教師隊伍也逐步形成。他們年輕有為、充滿朝氣，但在教學經(jīng)驗、案例積累、整體教學研究能力等方面還需加強。學校、院系和專業(yè)三級在加大博士學位教師引進力度的同時，非常重視對青年教師的培養(yǎng)，把加強師德師風建設(shè)放在首要位置，并通過與有經(jīng)驗的教師結(jié)對子的方式盡快提高青年教師的業(yè)務(wù)能力。

針對我校青年教師大多是剛畢業(yè)的博士且存在理論知識比較豐富而工程實踐能力比較弱的實際情況，鼓勵青年教師深入企業(yè)或科研院所參與產(chǎn)品研發(fā)，或赴企業(yè)博士后流動站開展博士后研究工作，在了解生產(chǎn)過程的同時協(xié)助解決企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)問題。同時學校出臺了相關(guān)的政策，要求青年教師職稱晉級必須有半年以上的企業(yè)實習經(jīng)歷，對參加企業(yè)實習的教師在工作量上有一定的減免等，調(diào)動了青年教師到企業(yè)實習的積極性，同時也提高了青年教師的工程實踐能力。

三、結(jié)束語

我校自動化專業(yè)從2017年開始實施新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，同步修訂教學計劃并構(gòu)建了新的課程體系和教學內(nèi)容，建立了穩(wěn)定的大學生實習實訓基地，加強了校企合作的緊密程度。新的培養(yǎng)方案運行三年來初步顯現(xiàn)了預(yù)期的效果。然而新工科建設(shè)是一個動態(tài)的發(fā)展過程，需要不斷實施、反饋、總結(jié)、調(diào)整，在培養(yǎng)模式、課程體系等方面不斷進行探索和實踐，真正體現(xiàn)“以學生為本”的教育理念，以實現(xiàn)自動化專業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 姜曉坤，朱泓，李志義.新工科人才培養(yǎng)新模式[J].高教發(fā)展與評估，2018（2）：17-24+103.

[2] 吳曉蓓.《中國制造 2025》與自動化專業(yè)人才培養(yǎng)[J].中國大學教學， 2015（8）：9-11.

[3] “新工科”建設(shè)復旦共識[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.

[4] 劉朝華，李小花，張紅強，等.新工科背景下地方高校自動化專業(yè)人才培養(yǎng)機制探究[J].當代教育理論與實踐，2018（3）：69-72.

[5] 劉燕，徐惠鋼，李智超，等.面向智能制造的自動化專業(yè)課程體系的重構(gòu)[J].電氣電子教學學報，2016（4）：51-53.

[6] 吳東升，高宏偉，楊青，等.基于校企合作的實踐教學模式改革的研究與實踐[J].大學教育，2017（7）：155-156+164.

[7] 張拓，李丹丹.《中國制造2025》背景下高校自動化專業(yè)改革與發(fā)展研究[J].教育探索，2016（6）：70-72.

[責任編輯：龐丹丹]