主頁 > 技術(shù)文章 > 試析自動化本科專業(yè)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索 2024-09-28

試析自動化本科專業(yè)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索

摘要：自動化專業(yè)口徑寬，適應(yīng)面廣，是當(dāng)前我國高校的熱門專業(yè)之一。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步、社會的變革，使自動化專業(yè)的建設(shè)面臨著諸多發(fā)展中的新問題。本著以學(xué)生為中心，以切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生能力為出發(fā)點(diǎn)的指導(dǎo)思想，大中院校在自動化專業(yè)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面進(jìn)行了一些有益的探索。
一、教學(xué)型高校自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位：
　　自動化專業(yè)是橫跨眾多應(yīng)用學(xué)科的偏基礎(chǔ)性工科專業(yè)，其寬口徑的特點(diǎn)使得學(xué)生就業(yè)情況較理想，自動化專業(yè)人才需求遍布工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)領(lǐng)域；目前我國眾多領(lǐng)域內(nèi)的自動化水平相對偏低，大多企業(yè)市場競爭力也較弱。為了提升企業(yè)內(nèi)力，加強(qiáng)市場競爭力，重要途徑之一就是提高企業(yè)的自動化水平，提高企業(yè)應(yīng)用自動化技術(shù)、開發(fā)自動化產(chǎn)品的能力。因而，自動化專業(yè)畢業(yè)生的一次就業(yè)率高。
　　考慮本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)去向及自動化科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，大中院校自動化專業(yè)本科生的專業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)確定為：具備電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等較寬的工程技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識，能在運(yùn)動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)、檢測與自動化儀表、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、管理與決策等領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行、科技開發(fā)與研究等方面工作。
　　與上述培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)，自動化專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)具備較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，較好的人文社會科學(xué)基礎(chǔ)和外語綜合能力；掌握本專業(yè)領(lǐng)域必需的較寬的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識，主要包括電路理論、電子技術(shù)、控制理論、信息處理、計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)及應(yīng)用知識等；較好地掌握運(yùn)動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術(shù)及信息處理等方面的知識，具有本專業(yè)1-2個(gè)專業(yè)方向的專業(yè)知識和技能，了解和跟蹤本專業(yè)學(xué)科前沿和發(fā)展趨勢；獲得較好的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)方面的工程實(shí)踐訓(xùn)練；在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具備一定的科學(xué)研究、科技開發(fā)和組織管理能力，具有較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力；具有團(tuán)隊(duì)合作精神，并具備所需的溝通技能，包括與其他許多不同領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行有效溝通的能力；具有較強(qiáng)的組織管理、系統(tǒng)協(xié)調(diào)能力，包括對系統(tǒng)全局的洞察力和處理復(fù)雜問題的能力。
二、自動化專業(yè)課程體系建設(shè)：
　　自動化本科培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)時(shí)融入本領(lǐng)域發(fā)展的新技術(shù)及本校學(xué)科發(fā)展的新特點(diǎn)，注重基礎(chǔ)知識扎實(shí)，并注重知識結(jié)構(gòu)、專業(yè)特色、創(chuàng)新能力等方面的結(jié)合，力圖形成較為明顯的專業(yè)特色。
　　根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)及能力要求，將自動化專業(yè)理論教學(xué)課程分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)模塊、專業(yè)模塊選修課、專業(yè)任選課、公共選修課等六類。
　　公共基礎(chǔ)課：大學(xué)英語A，體育，高等數(shù)學(xué)A，思想道德修養(yǎng)，馬克思主義哲學(xué)原理，計(jì)算機(jī)文化，軍事理論，高級語言程序設(shè)計(jì)，大學(xué)物理A，實(shí)驗(yàn)物理，法律基礎(chǔ)，毛澤東思想概論，馬克思主義政治經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，鄧小平理論概論。
　　專業(yè)基礎(chǔ)課：工程圖學(xué)C，線性代數(shù)，復(fù)變函數(shù)與積分變換，電路A，概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，模擬電子技術(shù)A，電機(jī)與拖動，數(shù)字電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)，自動控制理論，專業(yè)英語，微機(jī)原理與接口技術(shù)B，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，電力電子技術(shù)基礎(chǔ)，現(xiàn)代控制理論，數(shù)字信號處理。
　　專業(yè)模塊：運(yùn)動控制系統(tǒng)，過程控制系統(tǒng)（限選一門）。
　　專業(yè)模塊選修課：組1（工廠供電，樓宇自動化，電器控制，數(shù)控機(jī)床），組2（單片機(jī)原理，現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，DSP技術(shù)及應(yīng)用，現(xiàn)場總線技術(shù)），組3（智能控制，控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析，最優(yōu)化理論，人工智能基礎(chǔ)）。組1、2、3任選一組。選擇一組后，其他二組內(nèi)的課程可作為任選課選修，計(jì)入任選課學(xué)分。
　　專業(yè)任選課：學(xué)科前沿講座，自適應(yīng)控制，系統(tǒng)辨識，系統(tǒng)工程導(dǎo)論，數(shù)字圖像處理。
　　其中，專業(yè)模塊選修課以課程組群的方式形成專業(yè)特色，又保證學(xué)生在有限學(xué)時(shí)下，知識結(jié)構(gòu)合理。該部分設(shè)置了三組課程，組1以工廠電氣與建筑智能技術(shù)為核心，使學(xué)生具備一般的工廠自動化知識；組2以嵌入式控制及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心，體現(xiàn)新一代數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的特征；組3以先進(jìn)的控制理論及智能技術(shù)為主，強(qiáng)調(diào)自動化科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)與方法。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和未來的職業(yè)規(guī)劃選擇相關(guān)的課程組，通過成體系的一組課程的完整學(xué)習(xí)，系統(tǒng)掌握相關(guān)知識。同時(shí)，通過選中一組后其他組的課程可以作為任選課的方式，使學(xué)有余力的學(xué)生可以有機(jī)會擴(kuò)大知識面。
　　培養(yǎng)計(jì)劃制訂過程中，完全站在專業(yè)和學(xué)科發(fā)展的高度，徹底改變因人設(shè)課的情況，真正以學(xué)生為本，真正反映科學(xué)的體系、規(guī)律和前沿。同時(shí)，上述課程設(shè)置及課程開設(shè)時(shí)間的安排上，也兼顧了學(xué)生就業(yè)與考研的不同需求。在課程教學(xué)之外，還會適時(shí)安排專業(yè)知識講座，或者開拓學(xué)生知識面，或者引領(lǐng)學(xué)生規(guī)劃自己的課程學(xué)習(xí)，或者答疑解惑，成為提升課程學(xué)習(xí)效果的良好催化劑。
三、學(xué)生創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)：
創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)是教育的核心目標(biāo)之一。大中院校自動化專業(yè)一貫注意加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新方法的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生尋找、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新領(lǐng)域。傳統(tǒng)教學(xué)方法只注重向?qū)W生傳授知識，對學(xué)生終身發(fā)展所需要的知識和能力考慮不夠。我們鼓勵(lì)教師在教學(xué)過程中既要培養(yǎng)學(xué)生的順向思維，又要重視培養(yǎng)逆向思維；推行啟發(fā)式、引導(dǎo)式理論教學(xué)模式，在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中重視培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。
在注重課堂教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)方法的同時(shí)，我們大力加強(qiáng)與改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)手段與方式方法。我們認(rèn)識到，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)不應(yīng)附屬于理論教學(xué)，而應(yīng)使之成為培養(yǎng)學(xué)生工程能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力的一種必不可少的途徑，要與設(shè)計(jì)理論教學(xué)體系一樣重視實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)與運(yùn)行。
　　在課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，通過驗(yàn)證型-設(shè)計(jì)型-研究型-跨課程/學(xué)科的綜合開放型實(shí)驗(yàn)等不同層次的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率的同時(shí)，切實(shí)提高學(xué)生想像力、創(chuàng)造力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。
　　例如“現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，交通燈控制是常見的一個(gè)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，通過對紅、黃、綠三個(gè)發(fā)光二極管點(diǎn)亮、熄滅的定時(shí)控制，可以達(dá)到掌握基本概念、熟悉開發(fā)工具、鞏固所學(xué)知識的目的。在此基礎(chǔ)上，可以引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)、增加功能，使這個(gè)實(shí)驗(yàn)逐步擴(kuò)展為設(shè)計(jì)型、研究型或綜合型實(shí)驗(yàn)。例如，首先增加紅、黃、綠燈的組數(shù)，嘗試進(jìn)行一個(gè)十字路口的紅綠燈控制；然后，增加紅、黃、綠燈點(diǎn)亮持續(xù)時(shí)間的在線手動（鍵盤）設(shè)置/更改功能；進(jìn)一步，利用方波信號發(fā)生器給出可調(diào)頻脈沖信號模擬車流量觀測，設(shè)計(jì)能夠根據(jù)車流量自動調(diào)整紅、黃、綠燈點(diǎn)亮持續(xù)時(shí)間的十字路口紅綠燈控制裝置。這些實(shí)驗(yàn)都不提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，僅給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模⑻峁⿲?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自主完成。在此過程中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師起到兩方面的作用。一是答疑解惑，引導(dǎo)學(xué)生走出困境；另一方面，對學(xué)生的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過程把關(guān)，以免損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
　　在課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)之外，實(shí)行“邊學(xué)習(xí)、邊研究、邊實(shí)踐”的教育模式，逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐、研究與認(rèn)知能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高綜合素質(zhì)。具體來說，建立專業(yè)課程開放實(shí)驗(yàn)室，由教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備情況，給出課程實(shí)驗(yàn)以外的推薦自主實(shí)驗(yàn)?zāi)夸洠瑢W(xué)生預(yù)約選做，以提高學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的理解程度與應(yīng)用能力；建立EDA、DSP、SOPC等開放實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合學(xué)生興趣和專長，由學(xué)生自主選擇、自主設(shè)計(jì)、自主安排，并有專業(yè)教師指導(dǎo)其設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試，有力地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性；組織學(xué)生參與創(chuàng)業(yè)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)業(yè)能力；廣泛組織學(xué)生結(jié)合專業(yè)，利用開放實(shí)驗(yàn)室資源，開展小發(fā)明、小創(chuàng)造和小制作活動，并以項(xiàng)目立項(xiàng)資助、評比等形式鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新；大力提倡畢業(yè)設(shè)計(jì)真刀真槍，使學(xué)生切實(shí)動手實(shí)踐；組織高年級學(xué)生直接參與科研項(xiàng)目開發(fā)、科技成果推廣和社會實(shí)踐，讓學(xué)生接觸新知識、掌握新技術(shù)、探索新領(lǐng)域，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造、實(shí)踐，允許失敗，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
　　現(xiàn)在的學(xué)生，接觸各方面新知識的渠道多樣，具有良好的創(chuàng)新意識，經(jīng)常會有新想法、新思維，只是缺少實(shí)際動手去實(shí)現(xiàn)想法的機(jī)會，所以這些思想常常只是停留在想的階段。而上述措施則為這些思想的實(shí)現(xiàn)或嘗試提供了途徑，指導(dǎo)教師的有效參與則起到了良好的引導(dǎo)作用，使得學(xué)生能夠在實(shí)踐自己想法的過程中鍛煉能力、應(yīng)用并鞏固已學(xué)知識。例如，幾年前有學(xué)生提出想做“手機(jī)應(yīng)急充電器”，希望在出游或回家的旅途中不會因?yàn)槭謾C(jī)電池沒電而影響通信；也有學(xué)生提出設(shè)計(jì)“自習(xí)室噪聲監(jiān)測器”的想法，希望能夠通過對突發(fā)噪聲的監(jiān)測與適當(dāng)方式的提醒，改善自習(xí)環(huán)境。這些想法，都直接來自于學(xué)生日常生活，又是能夠利用自動化專業(yè)所學(xué)知識來實(shí)現(xiàn)的，學(xué)生實(shí)踐熱情高，真正起到了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力的目的。
　　近年來，通過上述多層次、多渠道、全方位實(shí)踐教學(xué)體系的逐步建立與靈性運(yùn)行，使學(xué)生實(shí)踐技能、創(chuàng)新能力明顯提高，在各級各類競賽中取得了優(yōu)異成績。
四、結(jié)語：
　　自動化本科專業(yè)面向控制對象，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)組成，強(qiáng)弱電并重，軟硬件兼顧，強(qiáng)調(diào)從理論到實(shí)踐，其自然科學(xué)性與工程技術(shù)性并存，它的發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)，自動化技術(shù)也已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各行各業(yè)，成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的支柱技術(shù)之一，對自動化專業(yè)人才的需求也在逐年增加。針對自動化專業(yè)建設(shè)面臨的新問題，本著以學(xué)生為中心、以切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)的指導(dǎo)思想，在自動化專業(yè)建設(shè)方面進(jìn)行了一些探索。有些措施仍處于探索與發(fā)展中，有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

其他產(chǎn)品鏈接：
加強(qiáng)中職學(xué)生對弱電與強(qiáng)電認(rèn)識
好氧堆肥實(shí)驗(yàn)裝置使用說明
電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置
傳感器實(shí)驗(yàn)臺溫度控制儀表操作說明
太陽能光伏發(fā)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)使用說明
電動機(jī)技術(shù)工作原理及運(yùn)行維護(hù)
電機(jī)與拖動實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告
光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)室介紹
機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室
齒輪范成儀使用說明書
基礎(chǔ)電工電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備
定制熱管換熱器實(shí)驗(yàn)臺
家用電器之電子消毒柜實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
物聯(lián)網(wǎng)射頻識別綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)箱
初級維修電工實(shí)驗(yàn)臺
臭氧氧化脫色實(shí)驗(yàn)說明書
萃取精餾教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
二氧化碳PVT關(guān)系測定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
空氣絕熱指數(shù)測定裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
填料吸收實(shí)驗(yàn)裝置使用指導(dǎo)書
超濾、納濾、反滲透多功能膜分離實(shí)驗(yàn)裝置說明
孔口管嘴實(shí)驗(yàn)儀說明書
熱電偶制作校驗(yàn)儀說明書
好氧堆肥實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)說明書
沿程阻力系數(shù)測定裝置說明書
文丘里除塵器性能實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
制冷壓縮機(jī)性能測試實(shí)訓(xùn)裝置指導(dǎo)書
化工傳熱實(shí)驗(yàn)裝置使用說明書
數(shù)據(jù)采集板式靜電除塵器指導(dǎo)書
《臺虎鉗》實(shí)測繪圖組合訓(xùn)練裝置
自由對流橫管管外放熱系數(shù)測試裝置使用說明書
流體力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置使用說明書
《典型零件》實(shí)測繪圖訓(xùn)練裝置
制冷制熱工作原理及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/u>
挖掘機(jī)液壓模擬訓(xùn)練平臺操作說明
中溫法向輻射率測量儀實(shí)驗(yàn)裝置的介紹及使用說明
傳感器實(shí)驗(yàn)臺的特點(diǎn)及維護(hù)
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做燃料電池教具實(shí)驗(yàn)要注意什么
電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本要求及安全操作規(guī)程
交流及直流電源實(shí)驗(yàn)操作說明
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平面磨床面板器件布局圖及電路實(shí)訓(xùn)單元故障現(xiàn)象
定時(shí)兼報(bào)警記錄儀的使用方法
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試析自動化專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)與實(shí)踐教學(xué)體系改革
淺析創(chuàng)新電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式提高學(xué)生自主操作能力

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