华中科技大学武昌分校机电与自动化学院 段丽娜 徐盛林 梅秋燕 陈 强
[摘 要]文章分析了独立学院自动化专业应用型创新型人才的实践教学模式，提出将学科竞赛和教科研植入理论教学的理念，构建一个适合应用型本科教学的创新型教学模式。本着以学生为中心，以切实培养学生能力为出发点的指导思想，并介绍华中科技大学武昌分校对自动化专业学生实践、创新能力培养方面的一些有益探索。
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关键词 ]自动化；实践；创新能力
中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1671-0568(2014)35-0105-02
基金项目：本文系2013年湖北省教育科学“十二五”规划课题“独立学院自动化专业学生实践创新能力培养模式的研究” (编号：20138412)的研究成果。 根据华中科技大学武昌分校2013版培养方案制定的要求，以强化自动化专业核心能力为中心，改进实践教学条件，提高教学水平与质量为主线，以绝对大多数学生实践能力提高为覆盖面的“应用+技能+素质”创新能力培养模式，主要目的是解决目前自动化专业学生的学习困境，激发学生的学习动力，快速提高绝大多数学生的实践能力。
一、独立学院自动化专业核心能力培养目标
自动化专业的特点是“控管结合、强弱并重，软硬兼备”，具有非常宽广的就业面。通过对用人单位的需求调研，对比不同学校自动化专业的人才培养方案，调研我校自动化专业情况，提出了自动化专业的三项专业核心能力：计算机控制专业核心能力；运动控制专业核心能力；过程控制专业核心能力。围绕自动化专业核心能力培养的目标，采用新的、有效的教学手段，以自动化专业2012级学生为对象，严格按照新拟定的培养计划和教学大纲组织教学，从接触专业基础课开始就明确引导学生重视专业核心能力的训练，加强核心理论知识的学习，严格把关各项实践教学，突出工程实践，强化专业技能。另外，以学科竞赛为载体，积极开展本专业相关的各类竞赛，如电子设计大赛、机器人大赛等，围绕核心能力的培养进行竞赛选题并对学生进行培训，进一步强化素质拓展教育，提高专业技能培养。
结合市场需求、岗位要求，从自动化专业的学科竞赛来提高学生对基本技能的掌握；结合自动化专业核心能力，从教学组织设计着手，创建理论、实践和素质拓展三位一体的本科应用型人才培养体系；通过精品课程建设，整合课程资源，通过改革教学方法和手段，将工程案例教学模式融入到课堂教学和实践教学过程中：加强教学团队的建设、不断加深专业基本技能的培养，不断提高师资队伍本身的工程实践能力，提高教学科研能力，在学生创新能力培养的工作中发挥决定性的作用。以上就是构建适合独立学院自动化专业实践创新能力培养目标的教学模式。
基于自动化专业核心能力培养的保障，首先要加强教学团队的建设，要求教师深刻体会工程案例导入教学模式，尤其鼓励青年教师到相关企业进行实地锻炼或针对核心能力开展各种教研、科研，不断提升教学水平，为有效培养学生核心能力提供有力保障。
二、制定自动化专业人才培养方案
本着自动化本科培养计划实时融入本领域发展的新技术及本校学科发展的新特点，注重基础知识扎实，并注重知识结构、专业特色、创新能力等方面的结合，力图形成较为明显的专业特色。
根据培养目标及能力要求，将自动化专业理论教学课程分为公共基础课、数理基础课、学科基础课、专业核心课、专业方向课、公共任选课及集中性实践环节。
公共基础课程：大学英语，体育，思想道德修养与法律基础，马克思主义原理基本概论，形式与政策，大学生军事理论，大学生心理健康教育，毛泽东思想概论。
数理基础课程：微积分，线性代数，概率与数理统计，大学物理，大学物理实验，复变函数与积分变换。
学科基础课程：c语言程序设计，计算机网络，线性代数，电路理论A，模拟电子技术A，电机与拖动，数字电子技术，微机原理与接口技术A，工程制图，电路测试实验A，电子线路实验，信号与系统B。
专业核心课程：自动控制理论，电机与电力计拖动基础，电力电子技术，现代控制理论，单片机原理及应用A，计算机控制技术A。
专业方向课程：①运动控制方向：电力拖动自动控制系统A，电气控制与可编程控制技术A，DSP技术及应用A。②过程控制方向： 过程控制系统，传感器与检测技术A，自动化仪表与执行器。
专业任选课：EDA技术及应用，工厂供电技术，嵌入式系统原理及应用，智能控制，现场总线，信息管理系统，开关电源，自动化专业英语，机器人原理，基于MATLAB的控制系统仿真。
集中性实践环节：电子线路课程设计，电工实习，金工实习，EDA技术及应用课程设计，单片机原理及应用课程设计，计算机控制技术课程设计，自动控制系统综合课程设计，自动化专业生产实习，自动化专业毕业设计。
其中，专业方向课程保证学生在有限学时下形成合理知识结构。该部分按专业方向分为两组课程，方向一以运动控制及工业电气控制技术为核心，体现数字化控制系统实现技术的特征；方向二以工业过程控制为核心，使学生具备一般的工厂自动化知识，强调自动化科学领域的基础科学与方法。学生可以根据自己的兴趣和未来的职业规划选择相关的课程方向，通过成体系的一组课程的完整学习，系统掌握相关知识。
针对旧版人才培养计划修改了集中性实践教学环节的安排，将以前的三周“自动化专业综合课程设计1”和三周“自动化专业综合课程设计2”改为一周“EDA技术及应用课程设计”、两周“单片机原理及应用课程设计”、一周“计算机控制技术课程设计”、两周“自动控制系统综合课程设计”。这样修改的目的是通过新增“计算机控制技术课程设计”、 “EDA技术及应用课程设计”、 “单片机原理及应用课程设计”，明确强化自动化专业学生的计算机控制专业核心能力。新增“自动控制系统综合课程设计”以明确强化自动化专业学生的运动控制和过程控制两项专业核心能力。从培养计划修订过程中，完全站在专业和学科发展的高度，真正做到从实验课到相关课程的课程设计最后到自动化专业毕业设计，逐步训练学生专业实践能力。
三、学生创新和实践能力的培养
创新能力培养是教育的核心目标之一。我院自动化专业一贯注意加强学生创新意识、创新方法的培养，引导学生寻找、发现创新领域。传统教学方法只注重向学生传授知识，对学生终身发展所需要的知识和能力考虑不够。我们鼓励教师在教学过程中既要培养学生的顺向思维，又要重视培养逆向思维；推行启发式、引导式理论教学模式，在各个教学环节中重视培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。
在注重课堂教学的内容和教学方法的同时，我们大力加强与改进实践教学手段与方式方法。学生实践能力的培养不应附属于理论教学，而应使之成为培养学生工程能力、解决问题能力和创新能力的一种必不可少的途径，要与设计理论教学体系一样重视实践教学体系的建设与运行。
在课程的实验教学方面，通过验证型、设计型、研究型、跨课程／学科的综合开放型实验等不同层次的实验环节，在提高实验设备利用率的同时，切实提高学生想像力、创造力和综合运用所学知识解决实际问题的能力。在课程实验教学之外，实行“边学习、边研究、边实践”的教育模式，逐步培养学生的实践、研究与认知能力、创新意识和创新能力，提高综合素质。具体来说，建立专业课程开放实验室，由教师根据实验设备情况，给出课程实验以外的推荐自主实验目录，学生预约选做，以提高学生对基础理论知识的理解程度与应用能力；建立EDA、DSP、单片机等开放实验室，结合学生兴趣和专长，由学生自主选择、自主设计、自主安排，并有专业教师指导其设计、制作、调试，有力地培养学生实验研究能力，激发学生的学习积极性和创造性；组织学生参与创业实践，培养学生的创业素质和创业能力；广泛组织学生结合专业，利用开放实验室资源，开展小发明和小制作活动，并以项目立项资助、评比等形式鼓励学生创新：大力提倡毕业设计真，9真枪，使学生切实动手实践；组织高年级学生直接参与科研项目开发、科技成果推广和社会实践，让学生接触新知识、掌握新技术、探索新领域，鼓励学生创造、实践，允许失败，着力培养学生 的创新精神和创新能力。
另外，以全国大学生电子设计竞赛、挑战杯课外科技作品竞赛、机器人大赛为媒介，构建全方位的创新培养平台。以全国大学生电子设计竞赛为例，在机电与白动化实验教学中心内，设立学生电子设计创新基地，构建了“课程一讲座斗培训-选拔-大学生研究训练计划立项资助→校竞赛→集训→省及全国竞赛”的系统化创新培训、激励机制。具体来说，电路、模拟电子技术、数字电子技术及一些专业基础课程为学生参加电子设计竞赛提供了理论基础，但学生普遍缺乏跨越课程界限的知识融会贯通能力和知识应用能力，这就需要通过讲座与培训来提高。讲座的目的主要是引导，而培训则是提高具体能力。但是由于学生自身能力与知识水平的差异，对全体或学生进行较长期的课外培训是不现实的，甚至可能会影响到部分学生的课内学习。所以，需要适时进行考核，逐步选拔出少数确实学有余力又热衷于电子设计的学生。对于这些学生，采用课题立项的方式做深入培训，即在指导教师的引导下进行符合学生兴趣的、有针对性的课题设计与研究，在主动分析、解决问题的过程中达到培养综合能力的目的。
总之，我校机电与自动化学院不断探索适合独立学院特色的学生的自动化创新实践能力培养的模式，侧重点在于夯实理论基础，保持本科教学规格同时强化学生的动手能力和实践创新能力。
（编辑：秦俊螈）