劉偉，萬(wàn)書佳，程藝苑，鄭揚(yáng)冰，王興

摘要：新工科建設(shè)背景下，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制的優(yōu)化和改革對(duì)于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。以南陽(yáng)師范學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)為例，分別從實(shí)踐教學(xué)、人才培養(yǎng)和課程體系、創(chuàng)新型師資隊(duì)伍建設(shè)等方面探討了立足新工科背景下的學(xué)科競(jìng)賽實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式。通過(guò)改革實(shí)踐表明，該模式能夠?yàn)榈胤礁咝５膽?yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展和自動(dòng)化專業(yè)的新工科建設(shè)提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：新工科;學(xué)科競(jìng)賽;自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）34-0159-02

當(dāng)前，現(xiàn)代信息技術(shù)快速發(fā)展，尤其是自動(dòng)化技術(shù)作為信息產(chǎn)業(yè)的基石，是衡量一個(gè)國(guó)家高科技實(shí)力的標(biāo)志之一。在這股潮流的推動(dòng)下，南陽(yáng)師范學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保?確立了轉(zhuǎn)型發(fā)展、內(nèi)涵發(fā)展的新思路，加快了應(yīng)用型大學(xué)建設(shè)步伐，在新型人才培養(yǎng)模式的改革中[1]，適時(shí)地以自動(dòng)化、機(jī)械電子專業(yè)為主體，成立了新的機(jī)電工程學(xué)院，優(yōu)化了學(xué)科平臺(tái)建設(shè)。在我校這類地方師范院校里，工科開(kāi)設(shè)的歷史并不長(zhǎng)，師資、教學(xué)資源、校企合作等方面均不能和重點(diǎn)高校相比。近年來(lái)隨著傳統(tǒng)工業(yè)智能化改造的持續(xù)深入開(kāi)展，以“新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式”為特征的新經(jīng)濟(jì)逐漸成形，這對(duì)于新工科建設(shè)和新工科人才培養(yǎng)提出了全新的要求[2]。為了適應(yīng)國(guó)家新型工業(yè)化發(fā)展和新工科背景下的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)超越性發(fā)展，我校自動(dòng)化專業(yè)開(kāi)展了依托學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式探索，在教學(xué)、學(xué)科、專業(yè)建設(shè)等方面均取得了顯著的成效。本文擬在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我校自動(dòng)化專業(yè)實(shí)際辦學(xué)特色及發(fā)展定位，分別從實(shí)踐教學(xué)、人才培養(yǎng)和課程體系、創(chuàng)新型師資隊(duì)伍建設(shè)等方面探討立足新工科背景下的學(xué)科競(jìng)賽實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式，為地方高校的應(yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展和新工科建設(shè)提供實(shí)踐探索案例。

1 新工科建設(shè)對(duì)自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)的要求

由復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南奏響的“三部曲”，開(kāi)拓了新工科建設(shè)的改革新路徑[3]。如何促進(jìn)傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改革，培養(yǎng)理論與工程實(shí)踐結(jié)合、綜合素質(zhì)高的新型應(yīng)用型人才，對(duì)于響應(yīng)國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略和提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。在這種背景下，新工科建設(shè)對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了許多新要求。

1）高素質(zhì)復(fù)合型人才。自動(dòng)化是典型的多學(xué)科交叉寬口徑工科專業(yè)。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式下高校自動(dòng)化專業(yè)多以過(guò)程控制、工業(yè)控制等某個(gè)領(lǐng)域?yàn)樘厣_(kāi)展偏重通識(shí)教育的人才培養(yǎng)[4]，沒(méi)有與新經(jīng)濟(jì)模式下企業(yè)人才需求與時(shí)俱進(jìn)。在“新工科”背景下，逐步興起的智能制造是一項(xiàng)多學(xué)科前沿技術(shù)綜合應(yīng)用的升級(jí)產(chǎn)業(yè)，具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的復(fù)合型人才是未來(lái)這些新產(chǎn)業(yè)發(fā)展人才需求的方向。

2）創(chuàng)新型工科人才。從當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)能夠看出，我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新動(dòng)能已經(jīng)轉(zhuǎn)換為了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展[5]。在這種新的變化下，高校需要培養(yǎng)出具有跨界整合能力、面向未來(lái)新興領(lǐng)域和面向新工業(yè)體系，具有創(chuàng)新思維和開(kāi)拓能力的工科人才，以持續(xù)滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。而地方高校自動(dòng)化專業(yè)仍然以傳統(tǒng)的課堂教學(xué)為基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)方面對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)能力仍顯不足。

3）德才兼?zhèn)淙瞬?。近年?lái)高校一直強(qiáng)調(diào)立德樹(shù)人、德學(xué)兼修。我校作為省應(yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)高校，通過(guò)課堂思政、黨史學(xué)習(xí)教育等多種形式，強(qiáng)化工科學(xué)生的工程倫理意識(shí)、國(guó)際視野、愛(ài)國(guó)情懷和法治意識(shí)等，努力培養(yǎng)“精益求精、追求卓越”的卓越工程師。創(chuàng)新型工程教育理念能夠提升學(xué)生工程科技創(chuàng)新、創(chuàng)造能力;綜合化工程教育理念能夠推進(jìn)學(xué)科交叉培養(yǎng);全周期工程教育理念能夠優(yōu)化人才培養(yǎng)全過(guò)程、各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)、發(fā)展以及適應(yīng)時(shí)代要求的關(guān)鍵能力。

2 以“學(xué)科競(jìng)賽”為依托的新工科背景下自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革措施

2.1設(shè)立創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開(kāi)展自動(dòng)化專業(yè)課程教學(xué)新模式

在傳統(tǒng)學(xué)科競(jìng)賽模式中，競(jìng)賽相關(guān)的理論課程和中后期實(shí)踐教學(xué)由多個(gè)分散的教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)完成。理論課時(shí)往往遠(yuǎn)高于實(shí)踐課時(shí)，理論和實(shí)踐脫節(jié)也較為嚴(yán)重，難以達(dá)到良好的教學(xué)效果。為了改變這一現(xiàn)狀，我校自動(dòng)化專業(yè)從課程教學(xué)基本模式入手，通過(guò)設(shè)立如圖1所示的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)體系開(kāi)展依托“學(xué)科競(jìng)賽”的人才培養(yǎng)新模式。自動(dòng)化創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)包含機(jī)器人和西門子兩個(gè)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室，對(duì)應(yīng)我校自動(dòng)化專業(yè)的兩個(gè)特色方向。通過(guò)第二課堂的形式開(kāi)展集中系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)教學(xué)、設(shè)備調(diào)試、技術(shù)指導(dǎo)等環(huán)節(jié)培訓(xùn)，參與學(xué)生會(huì)有充足的時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)。學(xué)生參與的學(xué)科競(jìng)賽主要包括：機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室牽頭的中國(guó)工程機(jī)器人大賽、中國(guó)教育機(jī)器人大賽;西門子創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室牽頭的西門子杯中國(guó)智能挑戰(zhàn)賽;以及兩個(gè)實(shí)訓(xùn)室共同參與的挑戰(zhàn)杯、互聯(lián)網(wǎng)+等其他創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。以中國(guó)工程機(jī)器人大賽為例，從年前報(bào)名到年后參賽時(shí)間周期持續(xù)近半年，參與學(xué)生經(jīng)過(guò)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室的系統(tǒng)學(xué)習(xí)培訓(xùn)后，在不影響常規(guī)教學(xué)的前提下，不僅充分保證了實(shí)踐工作量的提高，而且以課程設(shè)計(jì)的形式把C語(yǔ)言編程、單片機(jī)控制、機(jī)器人學(xué)等多個(gè)相關(guān)課程貫穿起來(lái)，能夠引導(dǎo)學(xué)生按照工程思維利用相關(guān)知識(shí)去解決競(jìng)賽中遇到的各種技術(shù)難題，尋找到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，這對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)具有重要的實(shí)踐意義。

2.2構(gòu)建依托“學(xué)科競(jìng)賽”的人才培養(yǎng)和專業(yè)課程體系新模式

為進(jìn)一步使人才培養(yǎng)適應(yīng)新工科建設(shè)，在新的人才培養(yǎng)方案修訂中，結(jié)合我校轉(zhuǎn)型發(fā)展及實(shí)施“工業(yè)4.0”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，并充分考慮到我校自動(dòng)化專業(yè)人才梯隊(duì)及科研平臺(tái)建設(shè)情況，提出了人才培養(yǎng)“兩個(gè)定位”融合“兩化”的2+2發(fā)展規(guī)劃。如圖2所示，在工業(yè)4.0的大背景下，對(duì)自動(dòng)化學(xué)科發(fā)展提出了兩大任務(wù)，其一是繼續(xù)探索前沿，向著更高級(jí)的人工智能化發(fā)展;其二對(duì)龐大的傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行信息化升級(jí)改造，推動(dòng)智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。為此，我們的人才培養(yǎng)也突出兩個(gè)特色——先進(jìn)機(jī)器人應(yīng)用和制造業(yè)信息化。圍繞這兩個(gè)方面，人才培養(yǎng)方案也著力打造成兩個(gè)模塊和課程集群。在人才培養(yǎng)方案中，我們還設(shè)計(jì)了一種學(xué)科競(jìng)賽體系全覆蓋的“1+1”模式，即指導(dǎo)教師根據(jù)競(jìng)賽內(nèi)容開(kāi)設(shè)1學(xué)分相關(guān)實(shí)踐課程，學(xué)生四年獲得校級(jí)以上競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)獲得1學(xué)分。在兩個(gè)分類培養(yǎng)模塊中，分別由機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室和西門子創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室承擔(dān)相應(yīng)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。通過(guò)這種模式，學(xué)科競(jìng)賽在教學(xué)實(shí)踐中的比重加大，基本上每位學(xué)生都能在四年中至少參加一到兩次學(xué)科競(jìng)賽。另外，通過(guò)兩個(gè)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室的有序組織，逐步形成了高年級(jí)學(xué)生為主的指導(dǎo)隊(duì)伍梯隊(duì)。通過(guò)這種“高帶低”模式，極大地提高了學(xué)生積極性和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，在一個(gè)學(xué)科競(jìng)賽的籌備調(diào)試過(guò)程中，各個(gè)實(shí)訓(xùn)室組織的學(xué)生項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)比賽項(xiàng)目的分析、方案設(shè)計(jì)及實(shí)施等全過(guò)程，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)參賽動(dòng)員、專題講座討論、技術(shù)難題指導(dǎo)、周例會(huì)總結(jié)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.3加強(qiáng)自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐型師資隊(duì)伍建設(shè)

“學(xué)科競(jìng)賽”的指導(dǎo)教師隊(duì)伍是非常重要的，需要有相應(yīng)的工程實(shí)踐能力。為此，我校自動(dòng)化專業(yè)實(shí)施了“走出去、引進(jìn)來(lái)”創(chuàng)新實(shí)踐型師資隊(duì)伍建設(shè)體系。如圖3所示，一方面，針對(duì)青年教師大多是剛畢業(yè)的博士，存在重理論輕工程實(shí)踐的情況，通過(guò)校級(jí)“能力提升工程”和省博士服務(wù)團(tuán)，鼓勵(lì)青年教師“走出去”深入企業(yè)或科研院所參與項(xiàng)目研發(fā)。同時(shí)學(xué)校出臺(tái)了相關(guān)政策，鼓勵(lì)青年教師通過(guò)企業(yè)實(shí)習(xí)提高實(shí)踐能力，并對(duì)這部分教師在工作量上給予一定減免，這樣在提高了青年教師的工程實(shí)踐能力的同時(shí)還充分調(diào)動(dòng)了他們的積極性，能夠使他們?cè)趯W(xué)科競(jìng)賽指導(dǎo)上游刃有余。另一方面，通過(guò)校外大學(xué)生實(shí)踐基地或者校企合作項(xiàng)目，將行業(yè)技術(shù)專家“引進(jìn)來(lái)”指導(dǎo)學(xué)生參與更多的企業(yè)項(xiàng)目研發(fā)，參與學(xué)科競(jìng)賽，直接在競(jìng)賽指導(dǎo)中培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

我校自動(dòng)化專業(yè)從2016年開(kāi)始逐步在實(shí)踐教學(xué)體系、人才培養(yǎng)和課程模式、創(chuàng)新型師資隊(duì)伍建設(shè)等方面開(kāi)展了新工科背景下學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式探索，取得了較為顯著的成效，具體表現(xiàn)在：

1）學(xué)科競(jìng)賽成績(jī)突出，學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。學(xué)生在“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽及中國(guó)工程機(jī)器人大賽、中國(guó)教育機(jī)器人大賽、西門子杯中國(guó)智能挑戰(zhàn)賽等各類國(guó)家、省部級(jí)學(xué)科競(jìng)賽中累計(jì)獲獎(jiǎng)230余人次，其中含特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)以上各類獎(jiǎng)項(xiàng)35項(xiàng)，為推動(dòng)我校新工科專業(yè)的超越性發(fā)展探索出了一條嶄新的道路。同時(shí)，參賽學(xué)生通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽鍛煉的能力得到較好體現(xiàn)，在就業(yè)與考研復(fù)試過(guò)程中更加受到企業(yè)或者碩士生導(dǎo)師的青睞。

2）通過(guò)課程體系和培養(yǎng)模式的調(diào)整，促進(jìn)了新工科建設(shè)和專業(yè)發(fā)展。在這種學(xué)科競(jìng)賽人才培養(yǎng)模式的帶動(dòng)下，我校自動(dòng)化專業(yè)獲批了省級(jí)重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科，承擔(dān)了我校唯一的省新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目，自動(dòng)化教研室獲批省級(jí)優(yōu)秀基層教學(xué)組織，還新增了河南省焊接機(jī)器人工程技術(shù)研究中心。

新工科建設(shè)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的發(fā)展過(guò)程，我校自動(dòng)化專業(yè)實(shí)施的學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)模式仍然需要調(diào)整優(yōu)化，在課程體系、培養(yǎng)模式等方面不斷探索和實(shí)踐，真正體現(xiàn)出新工科教育理念，以實(shí)現(xiàn)我校轉(zhuǎn)型發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)和自動(dòng)化專業(yè)建設(shè)一流專業(yè)一流學(xué)科的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。

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