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[摘要]在科学技术迅猛发展，国力竞争日趋激烈的今天，教育在促进社会全面发展中的地位更加突出，同时也提出了新的要求。本文对我系自动化专业存在的问题进行了分析，针对问题，对教学体系进行了改革。
[关键词]自动化 专业 教学体系 改革
21世纪对自动化专业人才培养的要求
21世纪的人类社会是一个高度信息化、知识发展型社会，社会节奏与知识增长速度大大加快。信息社会中知识爆炸式增长并且迅速更新换代，对教育提出了全新的需求。这种需求归结为要求教育培养德智体全面发展的、具有21世纪能力素质的新型人才。这里的素质应包括五个方面：基本学习技能、信息素质、创新素质、人际交往与合作精神和实践能力。基本学习技能就是指自我获取知识的能力； 信息素质包括信息获取能力、分析能力与加工能力； 创新素质则应包括创新意识、创新能力和创新人格。党的十六大提出走新型工业化道路、信息化带动工业化重要论断，给高等教育自动化专业赋予了重要的历史性使命，把握机遇才能在教育教学改革中寻求自动化专业更广宽的发展，办出特色才能在国内同类院校专业中占有优势地位。
自动化专业培养模式存在的问题
自动化专业是一门口径宽、面向广和需求多的工科专业，是在实践中产生的应用科学，因此不仅要求学生要有扎实的理论功底，而且要求学生具备动手、实践能力和创新能力。所以实践教学是自动化专业本科教学过程中的重要组成部分。据调查，近几年国内各类院校围绕自动化专业的实践教学，对实践教学环节和实践教学基地的建设力度不断加大。但与国外相比仍然存在较大差距，问题较多。主要表现在以下几个方面：1）课程体系不规范，教学方法不灵活。2）从认识上还没有把实践能力培养放在与理论知识教育同等重要的位置上。表现在对实践要求不高，实践教学仍然是依附于理论教学，脱离实际工程环境，与实际脱节。3）在实验手段和方法上，大部分实验（特别是专业课实验）只是局限于验证原理和训练操作的层次，而对学生的实验思路、实验设计以及试验综合分析能力重视不够，而且试验设备落后于先进自动化企业水平。4）课程设计、毕业设计以及综合训练方面，随着各高校的不断扩招，导致课程设计、毕业设计缺乏充足的实际研究课题，因此大部分学生的课程设计、毕业设计得不到质量的保证。5）生产实习、毕业实习方面，学生实习场地很难得到保证，有的学校虽然有实习基地，但学生在实习基地很难真正有机会参与企业的工艺、生产、设计、开发等各个生产环节，仍然只是处于参观、学习阶段，由于缺乏对生产过程和生产工艺的真正掌握，所以通过这种实习无法真正理解一个完整的自动控制系统，也就更谈不上参与企业的自动动控制系统的研发。以上这些问题严重影响了学生的动手实践能力和创新能力，影响了工程应用型人才素质的提高。
自动化专业教学体系改革
一、构建系统化、模块化的课程体系，不断丰富教学手段
1.整改培养计划
理论课程以知识体系为基础，基础理论相对稳定，精炼经典理论，增大现代理论的比重；技术课程以成熟和广泛应用的技术为基础，注重技术的发展，删除已基本淘汰的内容；课程内容跟踪现代自动化技术的发展。
目前我专业学生就业形势良好，以铁路局和工程局为主，为了更好的适应以后就业形势的需要对自动化专业培养计划进行了整改，将自动化专业分为三个方向：铁道信号、工控和测控，修改了基础课和专业课程，增设一些特色课程。促进教师进行教学内容改革的研究，在教学学时、教学内容上进行了科学的规定，为了完成教学任务，教师积极压缩陈旧内容，引进新的教学内容，把科技发展的新成就、新方法尽快引进课堂，引进到实验中去。
2.教学方法与手段改革
本专业教学团队致力于教学方法改革，主要采用了任务驱动教学法、项目教学法、案例教学法等方法，专业岗位课程注重“教、学、做”一体改革。教学手段灵活多样，全部课程可辅之以多媒体技术教学手段，师生可共享丰多彩的教学内容。利用现代信息技术优势，教师将教学课件及时传至网络与学生共享，并通过网络与学生进行教学信息的交流和答疑，帮助学生学习，增加了学生对教学效果的满意度，连续数年学生满意度位居全院前茅。
3.教学质量监控
实现教学日常管理规范化，在加强教学日常工作规范化管理的同时，尤其把稳定和提高教学质量放在教育工作的首位，构建了一个动态的、多层次、多渠道的教学质量监控体系。学院设有教学督导组，通过随机听课、教学运行环节督查、课堂教学质量评估等各种方式，对课程教学进行评价和监控。学院和系还定期召开教师座谈会和学生座谈会，对课程设置、教学管理、教学质量等提出意见和建议。既不断促进教师改进教学方法，提高教学质量，同时也确保各项教学质量置于监控状态。
4.专业教材的修订
依据教学计划、教学大纲，组织本学科及相关学科专业的学术、教学带头人及有长期教学经验的骨干教师共同探讨、研究，推选出一套优秀的、与课程衔接紧密的、并具时代性、科学性、多样性、综合性的好教材，并实行任课教师签字制度；本专业所有课程的教材有85%以上都选用了国家级出版社近3年出版的新教材；同时鼓励教师自编高质量的示范性教材或讲义，适合本科教育和专业特点的需要，构建具有示范性的课程体系。
二、加强实验建设，培养学生的动手能力
1.实验设施建设
近五年来，本专业加大了对实验装备和实验环境的建设力度。目前建有自动控制实验室、计算机控制实验室、电力电子技术与运动控制实验室、DSP实验室、EDA实验室、电气控制与PLC技术实验室、传感器与测量技术实验室、单片机原理及应用实验室、电机原理与拖动技术实验室、过程控制实验室、电子工艺实训基地等。这些实验室和研究室配套建立了实验室的网络管理系统，基本实现了实验教学、仪器设备等管理工作的现代化、网络化，实验开出率100%。 2.加强实验教学的管理
我系各专业人数较多，实验室购进了设备，学生单人单组做实验，分小班上课，避免了多人一组蒙混过关现象，效果显著。学生独立完成实验，教师严格把关验收，通过实验锻炼了学生实验技能和动手能力。但是在实验教学过程中，我们发现有些学生对实验课不重视，不愿动脑筋，依赖性很强，甚至出现抄袭实验结果的现象。为解决这些问题，使实验课收到良好的效果，达到预期目的，我们应从两方面入手。一方面要求学生必须认真做好实验预习报告，明确本次实验的目的、内容、方法及预期结果。另一方面，实验指导教师要认真负责，严格要求。除讲清实验的内容、方法外，还要启发学生积极思考，对实验中出现的问题多问几个为什么，并力争学生自己解决问题。对目前学生中存在的重理论轻实验的思想，除了教师要加强教育，严格管理外，建立实验课的考试制度也是一种提高实验教学质量的手段。实验的考试方法平时实验报告的成绩按一定百分比纳入期末总成绩，这样促使学生重视实验。
3.修改实验指导书
加强实验教学的另一方面是对实验内容的改革。目前我院自动化系各专业所开设的实验基本上都是模拟型、验证型或演示型实验，并且每个实验几乎都是相对独立的，不能激发学生做实验的兴趣，也不利于学生创新能力的培养。为激发学生的实验兴趣，培养学生自己分析问题解决问题的能力，我们修订了实验指导书，如模电除了一些基本验证性实验外，又增加了设计性实验和工程实际相结合理论联系实际，让学生能学以致用；数电实验题目以设计为主，学生能根据要求自行设计，通过实验验证可行性，增加了灵活性，另附加了一些综合设计题目，锻炼学生们的综合能力；单片机注重学生们的动手能力，在实验安排上由浅入深，从基础实验到应用性实验都由学生独立完成，应用性实验和毕业设计、工程实际相结合，增加了实用性。微机接口进一步完善了综合实验题目，为学好单片机打下基础。
4.开放实验室
为了提高学生学习的积极性、主动性及独立工作、独立钻研的能力，可将部分有条件的实验室对学生全面开放，学生利用业余时间，自己到实验室进行设计、开发实验。另实验室组建科技创新小组，参加全国电子设计大赛，为学生提供创新实践立题及其创新实践指导。开放性实验室为创新实践提供保障，专业老师为学生提供创新实践的技术和能力支持，通过不断提高学生的创新实践技能，培养具有创新精神的应用型人才。使学生理论联系实践，增强了动手能力，同时也培养了学生们学习的兴趣。
5.搞好课程设计
自动化专业的课程设计是在学期末进行的，为了更好的锻炼学生的动手能力，学以致用。对课程设计内容进行研究完善，如模电课程设计增加了仿真验证，学生独立设计、仿真、做出实物更系统的完成课程设计，最后一对一进行答辩；单片机不在利用实验箱进行设计，系部统一购买开发板，学生根据自己设计画出protel图，购买器件焊接，利用开发板完成课程设计，培养了学生们的实践动手能力。传感器课程设计和单片机紧密结合，设计题目不在单一，学生独立设计，自行购买器件做出实物。修改后课程设计更系统性，利用课程设计可以使学生运用所学知识解决生产工作中的实际问题，学生灵活地运用所学知识综合完成一项较完整的系统设计，得到包括搜集资料、选定设计方案、器件选型、绘制电路图等方面的训练。为了培养学生独创能力、综合运用知识的能力，课程设计前指导教师可以给学生指定一些参考资料，下达设计大纲，但不要将完整的设计方案给学生，否则学生会照猫画虎，限制了学生的思维。应要求学生在设计时大胆创新，争取有自己的独立见解。设计结束后，教师要和学生一起对各种设计方案进行评定，分析各种方案的优缺点，通过课程设计真正使学生既巩固了所学知识又受到良好的实际锻炼。
三、充分利用实习、毕业设计，提高学生的生产实践能力
1.通过实习将理论知识同生产实际有机结合起来
我系自动化专业的学生第7学期有毕业实习和生产实习。这两次实习对学生来讲是极好的参加生产实践锻炼的机会，也是将所学理论知识运用于生产实际的一次检验。我系自动化专业与世界贸易组织、石家庄铁路局和智讯有着长期的协作关系，他们为我们提供了良好的实习基地。如学生到铁路电务段培训学习，见到书本上没有的知识，理论联系实践，增长了见识，为以后就业打下了良好的基础。通过实习使学生参与到企业的生产、研发等各个环节，培养学生的综合能力。让自动化专业的学生“回归工程”，加强与工程实际结合、与产业结合、与科研结合。近两年来，我系学生通过实习不但巩固了所学知识，而且学到了许多书本上学不到的东西。
2.毕业设计单人单题
毕业设计是学生在校学习的最后一个教学环节，是学生综合运用所学理论知识和基本技能解决工程实际问题的一次全方位训练过程，也是展示学生创造能力的一次机会。教师要充分抓住毕业设计这一环节，使学生在工程设计、分析问题及解决问题的能力方面有较大的提高。为做到这一点，我专业毕业设计，实行一人一题，介入科研，设计性题目80%，以实物设计为主，理论研究为辅，最后学生完成实物设计。通过毕业设计培养了学生在控制系统的分析、设计、参数整定及系统投运等各环节的实践能力，提高学生的工程应用能力。
四、实践、教学与科研有机结合
除了加强实验、实习、设计等几个教学环节外，组织学生利用业余时间参加科研项目也是提高学生实践能力、创新能力的一种有效途径，并且由于这一活动学生是自愿参加的，所以学生的积极性都很高。比如参加大学生创新创业训练项目，在该项目的研制过程中吸收了部分学生参加。通过项目学生可以从知识的扩展上和动手能力上得到提高。
五、结束语
为了培养面向21世纪的人才，自动化专业在教学改革过程中，始终遵循国家教委关于自动化学科的指导性原则，在改革中坚持特色办学的方针，不求规模的最大，但求别具一格的特色优势。相信自动化专业会伴随着我国经济的发展而日益发展壮大，自动化专业的毕业生更具开拓意识和竞争能力，更能适应社会发展需求。
[参考文献]
[1]李正熙，田红芳.自动化专业教改应解决的四个问题.中国高等教育，2003（11）.
[2]徐文尚，张开如等.自动化专业课程体系的研究与实践.煤炭高等教育，2001（7）.
（作者单位：石家庄铁道大学四方学院 电气工程系 石家庄）
[关键词]自动化 专业 教学体系 改革
21世纪对自动化专业人才培养的要求
21世纪的人类社会是一个高度信息化、知识发展型社会，社会节奏与知识增长速度大大加快。信息社会中知识爆炸式增长并且迅速更新换代，对教育提出了全新的需求。这种需求归结为要求教育培养德智体全面发展的、具有21世纪能力素质的新型人才。这里的素质应包括五个方面：基本学习技能、信息素质、创新素质、人际交往与合作精神和实践能力。基本学习技能就是指自我获取知识的能力； 信息素质包括信息获取能力、分析能力与加工能力； 创新素质则应包括创新意识、创新能力和创新人格。党的十六大提出走新型工业化道路、信息化带动工业化重要论断，给高等教育自动化专业赋予了重要的历史性使命，把握机遇才能在教育教学改革中寻求自动化专业更广宽的发展，办出特色才能在国内同类院校专业中占有优势地位。
自动化专业培养模式存在的问题
自动化专业是一门口径宽、面向广和需求多的工科专业，是在实践中产生的应用科学，因此不仅要求学生要有扎实的理论功底，而且要求学生具备动手、实践能力和创新能力。所以实践教学是自动化专业本科教学过程中的重要组成部分。据调查，近几年国内各类院校围绕自动化专业的实践教学，对实践教学环节和实践教学基地的建设力度不断加大。但与国外相比仍然存在较大差距，问题较多。主要表现在以下几个方面：1）课程体系不规范，教学方法不灵活。2）从认识上还没有把实践能力培养放在与理论知识教育同等重要的位置上。表现在对实践要求不高，实践教学仍然是依附于理论教学，脱离实际工程环境，与实际脱节。3）在实验手段和方法上，大部分实验（特别是专业课实验）只是局限于验证原理和训练操作的层次，而对学生的实验思路、实验设计以及试验综合分析能力重视不够，而且试验设备落后于先进自动化企业水平。4）课程设计、毕业设计以及综合训练方面，随着各高校的不断扩招，导致课程设计、毕业设计缺乏充足的实际研究课题，因此大部分学生的课程设计、毕业设计得不到质量的保证。5）生产实习、毕业实习方面，学生实习场地很难得到保证，有的学校虽然有实习基地，但学生在实习基地很难真正有机会参与企业的工艺、生产、设计、开发等各个生产环节，仍然只是处于参观、学习阶段，由于缺乏对生产过程和生产工艺的真正掌握，所以通过这种实习无法真正理解一个完整的自动控制系统，也就更谈不上参与企业的自动动控制系统的研发。以上这些问题严重影响了学生的动手实践能力和创新能力，影响了工程应用型人才素质的提高。
自动化专业教学体系改革
一、构建系统化、模块化的课程体系，不断丰富教学手段
1.整改培养计划
理论课程以知识体系为基础，基础理论相对稳定，精炼经典理论，增大现代理论的比重；技术课程以成熟和广泛应用的技术为基础，注重技术的发展，删除已基本淘汰的内容；课程内容跟踪现代自动化技术的发展。
目前我专业学生就业形势良好，以铁路局和工程局为主，为了更好的适应以后就业形势的需要对自动化专业培养计划进行了整改，将自动化专业分为三个方向：铁道信号、工控和测控，修改了基础课和专业课程，增设一些特色课程。促进教师进行教学内容改革的研究，在教学学时、教学内容上进行了科学的规定，为了完成教学任务，教师积极压缩陈旧内容，引进新的教学内容，把科技发展的新成就、新方法尽快引进课堂，引进到实验中去。
2.教学方法与手段改革
本专业教学团队致力于教学方法改革，主要采用了任务驱动教学法、项目教学法、案例教学法等方法，专业岗位课程注重“教、学、做”一体改革。教学手段灵活多样，全部课程可辅之以多媒体技术教学手段，师生可共享丰多彩的教学内容。利用现代信息技术优势，教师将教学课件及时传至网络与学生共享，并通过网络与学生进行教学信息的交流和答疑，帮助学生学习，增加了学生对教学效果的满意度，连续数年学生满意度位居全院前茅。
3.教学质量监控
实现教学日常管理规范化，在加强教学日常工作规范化管理的同时，尤其把稳定和提高教学质量放在教育工作的首位，构建了一个动态的、多层次、多渠道的教学质量监控体系。学院设有教学督导组，通过随机听课、教学运行环节督查、课堂教学质量评估等各种方式，对课程教学进行评价和监控。学院和系还定期召开教师座谈会和学生座谈会，对课程设置、教学管理、教学质量等提出意见和建议。既不断促进教师改进教学方法，提高教学质量，同时也确保各项教学质量置于监控状态。
4.专业教材的修订
依据教学计划、教学大纲，组织本学科及相关学科专业的学术、教学带头人及有长期教学经验的骨干教师共同探讨、研究，推选出一套优秀的、与课程衔接紧密的、并具时代性、科学性、多样性、综合性的好教材，并实行任课教师签字制度；本专业所有课程的教材有85%以上都选用了国家级出版社近3年出版的新教材；同时鼓励教师自编高质量的示范性教材或讲义，适合本科教育和专业特点的需要，构建具有示范性的课程体系。
二、加强实验建设，培养学生的动手能力
1.实验设施建设
近五年来，本专业加大了对实验装备和实验环境的建设力度。目前建有自动控制实验室、计算机控制实验室、电力电子技术与运动控制实验室、DSP实验室、EDA实验室、电气控制与PLC技术实验室、传感器与测量技术实验室、单片机原理及应用实验室、电机原理与拖动技术实验室、过程控制实验室、电子工艺实训基地等。这些实验室和研究室配套建立了实验室的网络管理系统，基本实现了实验教学、仪器设备等管理工作的现代化、网络化，实验开出率100%。 2.加强实验教学的管理
我系各专业人数较多，实验室购进了设备，学生单人单组做实验，分小班上课，避免了多人一组蒙混过关现象，效果显著。学生独立完成实验，教师严格把关验收，通过实验锻炼了学生实验技能和动手能力。但是在实验教学过程中，我们发现有些学生对实验课不重视，不愿动脑筋，依赖性很强，甚至出现抄袭实验结果的现象。为解决这些问题，使实验课收到良好的效果，达到预期目的，我们应从两方面入手。一方面要求学生必须认真做好实验预习报告，明确本次实验的目的、内容、方法及预期结果。另一方面，实验指导教师要认真负责，严格要求。除讲清实验的内容、方法外，还要启发学生积极思考，对实验中出现的问题多问几个为什么，并力争学生自己解决问题。对目前学生中存在的重理论轻实验的思想，除了教师要加强教育，严格管理外，建立实验课的考试制度也是一种提高实验教学质量的手段。实验的考试方法平时实验报告的成绩按一定百分比纳入期末总成绩，这样促使学生重视实验。
3.修改实验指导书
加强实验教学的另一方面是对实验内容的改革。目前我院自动化系各专业所开设的实验基本上都是模拟型、验证型或演示型实验，并且每个实验几乎都是相对独立的，不能激发学生做实验的兴趣，也不利于学生创新能力的培养。为激发学生的实验兴趣，培养学生自己分析问题解决问题的能力，我们修订了实验指导书，如模电除了一些基本验证性实验外，又增加了设计性实验和工程实际相结合理论联系实际，让学生能学以致用；数电实验题目以设计为主，学生能根据要求自行设计，通过实验验证可行性，增加了灵活性，另附加了一些综合设计题目，锻炼学生们的综合能力；单片机注重学生们的动手能力，在实验安排上由浅入深，从基础实验到应用性实验都由学生独立完成，应用性实验和毕业设计、工程实际相结合，增加了实用性。微机接口进一步完善了综合实验题目，为学好单片机打下基础。
4.开放实验室
为了提高学生学习的积极性、主动性及独立工作、独立钻研的能力，可将部分有条件的实验室对学生全面开放，学生利用业余时间，自己到实验室进行设计、开发实验。另实验室组建科技创新小组，参加全国电子设计大赛，为学生提供创新实践立题及其创新实践指导。开放性实验室为创新实践提供保障，专业老师为学生提供创新实践的技术和能力支持，通过不断提高学生的创新实践技能，培养具有创新精神的应用型人才。使学生理论联系实践，增强了动手能力，同时也培养了学生们学习的兴趣。
5.搞好课程设计
自动化专业的课程设计是在学期末进行的，为了更好的锻炼学生的动手能力，学以致用。对课程设计内容进行研究完善，如模电课程设计增加了仿真验证，学生独立设计、仿真、做出实物更系统的完成课程设计，最后一对一进行答辩；单片机不在利用实验箱进行设计，系部统一购买开发板，学生根据自己设计画出protel图，购买器件焊接，利用开发板完成课程设计，培养了学生们的实践动手能力。传感器课程设计和单片机紧密结合，设计题目不在单一，学生独立设计，自行购买器件做出实物。修改后课程设计更系统性，利用课程设计可以使学生运用所学知识解决生产工作中的实际问题，学生灵活地运用所学知识综合完成一项较完整的系统设计，得到包括搜集资料、选定设计方案、器件选型、绘制电路图等方面的训练。为了培养学生独创能力、综合运用知识的能力，课程设计前指导教师可以给学生指定一些参考资料，下达设计大纲，但不要将完整的设计方案给学生，否则学生会照猫画虎，限制了学生的思维。应要求学生在设计时大胆创新，争取有自己的独立见解。设计结束后，教师要和学生一起对各种设计方案进行评定，分析各种方案的优缺点，通过课程设计真正使学生既巩固了所学知识又受到良好的实际锻炼。
三、充分利用实习、毕业设计，提高学生的生产实践能力
1.通过实习将理论知识同生产实际有机结合起来
我系自动化专业的学生第7学期有毕业实习和生产实习。这两次实习对学生来讲是极好的参加生产实践锻炼的机会，也是将所学理论知识运用于生产实际的一次检验。我系自动化专业与世界贸易组织、石家庄铁路局和智讯有着长期的协作关系，他们为我们提供了良好的实习基地。如学生到铁路电务段培训学习，见到书本上没有的知识，理论联系实践，增长了见识，为以后就业打下了良好的基础。通过实习使学生参与到企业的生产、研发等各个环节，培养学生的综合能力。让自动化专业的学生“回归工程”，加强与工程实际结合、与产业结合、与科研结合。近两年来，我系学生通过实习不但巩固了所学知识，而且学到了许多书本上学不到的东西。
2.毕业设计单人单题
毕业设计是学生在校学习的最后一个教学环节，是学生综合运用所学理论知识和基本技能解决工程实际问题的一次全方位训练过程，也是展示学生创造能力的一次机会。教师要充分抓住毕业设计这一环节，使学生在工程设计、分析问题及解决问题的能力方面有较大的提高。为做到这一点，我专业毕业设计，实行一人一题，介入科研，设计性题目80%，以实物设计为主，理论研究为辅，最后学生完成实物设计。通过毕业设计培养了学生在控制系统的分析、设计、参数整定及系统投运等各环节的实践能力，提高学生的工程应用能力。
四、实践、教学与科研有机结合
除了加强实验、实习、设计等几个教学环节外，组织学生利用业余时间参加科研项目也是提高学生实践能力、创新能力的一种有效途径，并且由于这一活动学生是自愿参加的，所以学生的积极性都很高。比如参加大学生创新创业训练项目，在该项目的研制过程中吸收了部分学生参加。通过项目学生可以从知识的扩展上和动手能力上得到提高。
五、结束语
为了培养面向21世纪的人才，自动化专业在教学改革过程中，始终遵循国家教委关于自动化学科的指导性原则，在改革中坚持特色办学的方针，不求规模的最大，但求别具一格的特色优势。相信自动化专业会伴随着我国经济的发展而日益发展壮大，自动化专业的毕业生更具开拓意识和竞争能力，更能适应社会发展需求。
[参考文献]
[1]李正熙，田红芳.自动化专业教改应解决的四个问题.中国高等教育，2003（11）.
[2]徐文尚，张开如等.自动化专业课程体系的研究与实践.煤炭高等教育，2001（7）.
（作者单位：石家庄铁道大学四方学院 电气工程系 石家庄）