自动化专业创新人才培养路径分析

自动化专业创新人才培养路径分析

[摘 要]为推进创新创业教育与自动化专业人才培养的深度融合,该文提出以学习成果为导向、创新能力培养为目的的新工科教学模式改革。通过重构实践教学体系、多维立体化教学、项目管理式开放实验室、学科竞赛,多举措地实现了自动化专业实践类教学模式改革,在自动化创新人才培养上取得了一定成效。

[关键词]创新人才培养;自动化专业;工程实践

[基金项目]2015年度贵州省教育厅教改项目“自动化特色专业建设”(800168144401);2020年度校级混合式课程建设项目“电机与拖动基础混合式教学改革”(24)

[作者简介]何志琴(1971—),女,贵州贵阳人,硕士,贵州大学电气工程学院自动化系教授,硕士生导师,主要从事计算机控制技术研究。

[中图分类号] G424 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2020)33-0334-02 [收稿日期] 2020-01-15

一、前言

在“互联网”“大数据”时代,科技发展日新月异,对未来新兴产业和新经济对人才的能力提出了更高要求[1]。国家创新创业教育改革提倡“兴趣驱动、自主实践、重在过程、激励创新”原则,通过课程学习、项目训练、以赛促学等方式,培养学生的创新精神、创业意识和创新创业能力。积极探索“体验、训练、超越”相融合的创新训练方式,强化以问题和课题为核心的项目式、研究型、个性化培训,推进创新创业教育与高校专业教育的深度融合[2]。

结合笔者所在学校自动化专业工程认证需求和定位,依托2015年贵州省自动化特色专业建设教改项目,以培养创新型人才为目标,加强学生的动手能力,分析、解决问题的能力及创新能力。提出开放实验室,以学习成果为导向、创新能力培养为目的的自动化实践类课程教学模式改革。

二、实践类课程现状

目前大部分高校的自动化专业实践类课程采用先理论再实验的模式。理论课只讲不做,实验课只做不讲,理论和实验在时间和空间上的独立造成学生常因课堂上知识点多,遇到问题无法在课堂上解决,且学用分离,日积月累使学生失去学习动力?。

依托课程的实验教学大部分为验证性实验,虽有××课程设计、专业综合实验等,却已远远不能满足创新、个性化教育要求。课程间的衔接不足、教学内容关联不紧密,造成学生知识孤立,很难有系统化的专业知识和思想。从而不利于培养学生对复杂控制工程的分析解决能力[3]。

三、自动化专业创新人才培养改革探索

(一)结合一流专业建设要求,修订优化培养方案,重构实践教学体系

实践课程设计思路:产出导向、突出能力、关注创新、重视课程思政,满足专业认证对课程目标的要求。根据毕业生和用人单位的反馈,促进了对新工科、工程教育认识的提高,在工程能力培养和创新能力培养上,改进教学,进一步加强了创新意识与方法、课程实验、工程等方面的要求。并强调在各门课程中加以落实,特别是在电气控制与PLC、过程控制、运动控制程等专业课程的教学中,要求授课教师结合工程实际进行讲授。在PLC课程设计、控制系统课程设计、毕业设计中,要求指导教师采用现场实际资料,按现有政策、规程的要求进行相关内容的设计和指导。毕业设计做到一人一题,且要求学生独立完成设计方案,使学生的工程实践能力、独立工作能力、创新能力均得到了相应的提升。

在2018版培养方案中,增设了控制工程基础等工程基础课程,增设了专业创新创业训练课程要求学生通过本科生导师指导下自主学习取得相应学分;以团队方式完成指导教师小组布置的创新创业任务或自主设计创新创业任务,小组考核认定后可取学分。

实现校企的深度结合,如聘请企业专家进行教学视频录制、线上讨论答疑等。要求本科生导师每年通过带学生进企业科技合作、企业参观学习等形式保质保量地完成认识实习、生产实习等实践教学。

(二)多维度立体化教学建设

老师建设多维度立体化课程,以打造立体化的线上线下混合式教学模式改革,将课堂还給学生,建立以学生为中心的课堂教学,真正还原教育的目的,利用互联网及现代信息技术,借用各类线上平台(如雨课堂、学习通等)向学生推送课程相关MOOC、微课、扩充知识等。采用项目驱动式+翻转课堂的教学模式,每周或每两周之前,布置下周要完成的项目,学生利用课后时间自行预约实验室时间,提交相关控制方案、传感器选型,编写调试程序,算法验证。遇到问题时,小组内成员交流讨论,通过查阅资料,解决问题。解决不了的问题,在翻转课堂上提出,由大家一起讨论。此模式一方面提高了学生分析、设计、解决问题的能力;另一方面提高了课堂教学效率,和学生一起解决问题,激发了学生的思考、分析问题的能力。

(三)新工科下实验教学模式改革

一改学生被动填鸭式教学模式,以项目驱动式、问题解决式促使学生自主学习、在实践中解决实际工程问题的能力。实施从验证性实验、设计性实验、创新性实验到科研性实验的实验教学改革,突出以学生为主体,以教师为主导的新型实验教学模式是加强学生主观能动性的根本方法,实现因材施教和个性化培养,形成全员育人、全过程育人、全方位育人的良好氛围,促进优良学风形成。

以项目形式、学科竞赛为目的开放实验室建设,引导学生参加学科竞赛,逐步培养学生的工程实践能力,培养团队合作能力。

大一新生入学后有学业导师、专业认知课程引导,纳新进入自动化创新实验室、智能车协会,采取传帮带方法,学生学习电路制版、电工焊接,自学模数电、单片机知识,为后续应用打下基础。

大二、大三学生均有本专业教师担任其专业导师,要求学生参与导师科研项目,鼓励引导学生申报大学生创新创业、SRT项目的申报,加大互联网、人工智能等新一代信息技术在自动化课程教学实践中的应用力度。

全国大学生恩智浦杯智能车比赛、电子设计大赛等均为教育部高等学校自动化类专业教指委组办的学科竞赛,竞赛内容涉及模式识别、传感技术、机械电子、自动控制理论、单片机等课程,开放实验项目囊括智能车的制作,包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节。在训练和竞赛中,接触到了新技术和新器件,这就对理论教学和实验教学提出了新的要求。理论教学中增加电力电子新技术和新器件的应用,在实验教学中,增加集成运放的各种应用、电子线路仿真设计等内容,要求大三学生应用控制理论、电机拖动知识建立运控系统模型,控制算法优化,极大地丰富实践内容。在智能车复杂任务完成的团体中担负不同的角色,组成团队参与协同工作,初步体会一个复杂工程性的研究项目从设计到实现的全过程。 (四)構建多维闭环人才评价体系

制定过程性考核实施细则和评价标准,明确过程性考核的形式、内容和要求,规定过程性考核时间进度,提出课程过程性考核形式及考核要求、评分标准与评分比例及占课程总评成绩的比例。依托在线教学平台、智慧教学辅助工具能完整记录讲授教学过程和学生学习活动,具有完善的基于学期的课程教学管理和数据统计分析功能。

根据实践类课程特点,注重学生过程性考核,设计灵活多变的多形式、多维度地考核学生的实践动手能力、学生团队合作能力及科学研究能力。运用多种考核形式监督学生自主学习。通过下发各种预习、思考题、阶段汇报等任务合理增加学生学习负担,以增强其学习能力、表达能力、合作能力、社会责任感等,促进学生社会交往能力的培养,及创新精神及团队精神的形成。

(五)教学团队建设

开放实验、学科竞赛涉及内容广泛,对专业教师提出了更高的要求。增加教师教学投入,加大校企合作力度,引进自动化领域专家学者、控制工程行业专家作为兼职教师,丰富优化师资结构;加强教师能力提升体系建设,鼓励教师积极参与国外学科学术会议、参与实际工程研究项目等,助力教师职业发展与专业提升;引导教师潜心教学,及时掌握新技术领域知识,并在课堂教学中把新知识融入教材理论知识体系中。

四、结语

通过对本专业的实践教学模式改革,重构自动化专业实践教学培养计划,利用线上线下混合式立体化教学,采用项目驱动式+翻转课堂等教学模式,改变传统的考核模式,建立一支具有理论知识扎实、工程实践经验丰富的教师队伍,旨在培养具有较强的工程实践能力的创新型人才。

参考文献

[1]郑洪庆,程蔚,蔡凡,等.以“学科竞赛为平台、应用能力培养为核心”单片机课程教学改革的研究[J].装备制造技术,2018,(10): 179-182.

[2]卢旭.基于大项目教学及学科竞赛群的自动化类专业应用型人才培养研究[J].教育现代化,2017,4(49):49-51.

[3]孙长伟,王艳春,黄迎辉.以学生工程实践能力培养为导向的单片机技术课程改革[J].白城师范学院学报,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

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