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摘要:根据面向基础工业基层一线应用型人才培养目标,构建了突出应用能力和工程素质培养的自动化专业实践教学体系,加强实践教学条件建设,建立健全相关保障体系和管理机制,并在教学实践中取得了较好的效果。
关键词:自动化专业;实践能力培养;教学改革
作者简介:侯丽华(1966-),女,满族,吉林伊通人,长春工程学院电气与信息工程学院,教授。(吉林 长春 130012)
基金项目:本文系吉林省教育厅高等教育教学研究项目“突出应用能力和工程素质培养的自动化专业实践教学改革”(项目编号:吉教高字[2008]41号)的研究成果。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0142-02
实践是工程的基本属性,实践能力的培养是工程教育的核心问题,加强实践能力培养是工科人才培养的重要内容,更是应用型本科教育的突出特色,长春工程学院(以下简称“我校”)自动化专业一直致力于学生实践能力和工程素质培养,构建了“一条主线、三个平台、五项结合”突出应用能力和工程素质培养的自动化专业实践教学体系,并加强实践教学条件建设,改善实践教学环境,建立健全相关保障体系和管理机制,在教学实践中取得了较好的成效。
一、实践教学在自动化专业人才培养中的重要作用
1.从自动化专业特征看实践教学的重要性
自动化专业的主要特征是时代性、实践性、系统性和交叉性,决定了自动化专业极其强调实践教育,培养的学生必须具有很强的实践能力。因此,自动化专业作为当今体现先进技术与工业现代化紧密结合的专业,其实践教学环节是培养具有较强适应能力、工程实践能力和竞争能力的应用型人才的主要途径之一,在自动化专业人才培养过程中必须加强实践教学,加强与工程实际结合、与产业结合、与科研结合。
2.从自动化专业的培养目标看实践教育的重要性
我校自动化专业培养具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等一定范围的工程技术基础和一定的专业知识,能在运动控制、过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理等领域从事系统应用、系统运行维护以及相应的技术开发和工程设计等方面工作的高级工程技术人才。自动化专业人才既要有扎实的理论基础,又要具有独立分析、解决工程实际问题的能力。因此,实践教学作为自动化专业教学体系的重要组成部分,对于培养学生的实践能力、工程素质和创新精神具有至关重要的作用。
二、自动化专业实践教学存在的问题
自动化专业原有实践教学主要依附于理论教学,未能形成培养学生应用能力和工程素质为主线的优化实践教学体系;实验内容多以验证性为主,缺少与工程实际问题相结合的综合性、设计性、创新性实验,缺乏对学生独立分析问题、解决问题能力的培养;实验室开放不够,不能为学有余力的学生提供可自由发挥、提高和创新的环境;实践教学的方法、手段及考核方法简单,缺乏对学生积极性的调动及有效的考核机制。针对上述存在的问题,我们认为自动化专业的实践教学改革的关键是构建实践教学新体系,梳理实践教学中亟待解决的问题,研究出改变实践教学弊病的措施,确保自动化实践教学改革收到实效。
三、自动化专业实践教学体系的构建与实践
针对自动化专业的培养目标,结合我校的办学特色,统筹考虑学生基本技能、实践能力、创新意识和工程素质的培养需要,构建了“一条主线、三个平台、五项结合”的自动化专业实践教学体系。
1.遵循一条主线,科学设计自动化专业实践教学体系
自动化专业实践教学改革,必须符合应用型人才培养目标的要求,在实践教学体系的构建中,要以应用能力和工程素质培养为主线,从实际出发,不断探索知识、能力、素质三者之间的关系。
2.打造三个平台,精心构建实践教学内容体系
自动化专业实践教学内容体系的构建采取“分层培养、层层递进、逐步提高”的构建模式,打造“三个平台”,即:工程技术基础训练平台、专业技能与能力训练平台、综合应用能力及创新能力训练平台。
3.注重五个结合,突出应用型特色培养
在科学分析和确定学生知识、技能与能力和素质结构的基础上,精心选择和安排实践性课程及教学环节,在教育教学中,注重“五个结合”,即:专业技术教育与工程素质教育有机结合;夯实专业学科基础与突出实践能力培养有机结合;课内教学与课外教育有机结合;学校专业教育与国家执业工程师认证相结合;教学与科研、生产紧密结合,突出应用型特色培养。
在自动化专业实践教学改革实践中,构建了基本技能与能力、专业技能与能力、综合应用能力和创新能力多阶段培养,与理论教学体系有机结合又相对独立,各实践教学环节有机衔接,全学程培养学生各种技能与能力的“三个层次、四个模块、九个类别”的特色鲜明的自动化专业实践教学体系。
“三个层次”,即基本技能与能力训练、综合应用能力训练、工程创新训练能力训练;“四个模块”,即电工电子技术基础、计算机控制技术基础、过程控制技术和运动控制技术;“九个类别”,即在“三层次”的每个层次上分别设置三个类别的实践教学环节:基本技能与能力训练,包括课程基本实验、课程选做实验、单项实习实训;综合应用能力训练,包括设计性与综合性实验、课程设计、毕业设计;工程创新能力训练,包括自主实验、学科竞赛培训、参加教师科研。
同时,将人文社科实践贯穿于学生从入学到毕业的全过程中。其中入学教育、军事理论与军事技能、公益劳动、专业社会实践、思想政治教育社会实践、毕业教育等6个环节作为培养学生道德素养和综合素质的实践教学环节。
在自动化专业实践教学体系中,实践教学周数占总教学活动周数的比例达到45%。26门课程开出实验157项352学时、集中实践教学17项36周,综合性、设计性实验课程占所有实验课程的92.31%;有12项集中实践教学环节实现了设计、系统组装、调试和实验等一体化训练,大大提高了训练的实效。 四、构建工程素质全程化培养的实践教学环境
1.加强实验室建设,为落实实践教学体系提供可靠保障
在实现自动化专业实践教学体系的过程中,实验室建设是非常重要的环节。以应用能力和工程素质培养为主线,以“综合性”、“先进性”、“真实性”、“开放性”和“可开发性”为目标,大力开展实验室及校内实践教学基地的建设,为加强学生实践能力、工程素质培养提供关键的物质条件保障。2008年以来,经过深入研究与实践,完成了电工电子实验教学中心、微机原理与接口、单片机原理与应用、DSP原理与应用、EDA技术、ARM应用技术、信号与系统、电机学、电力电子技术、自动检测技术、自动控制原理、PLC原理与应用、机器人、过程控制系统和运动控制系统等14个实验室和1个实验教学中心的建设。
2.加强校外实践基地建设,充分发挥产学研合作在实践教学改革中的关键作用
我校自动化专业先后与8个单位签订了产学研合作协议,学生专业认识实习、生产实习和毕业实习都安排在基地中进行,为学生深入工程一线,在真实的生产操作对象和运行环境中,了解和熟悉设计、运行和管理等工程技术环节创造了良好的条件。
3.积极开展大学生课外科技创新活动,推进课内培养与课外培养的有机结合
组建了课外科技创新活动小组,以自动化专业实验室为科技创新实践平台,利用实验室开放,开展了综合性、设计性、研究性实验项目开发、自动控制系统设计等科技创新实践活动,培养学生实践能力和创新意识。制定了《大学生课外创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》,结合专业特点,对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定,形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。近三年来,自动化专业学生在电工数学建模竞赛、电子设计竞赛、计算机仿真竞赛、机器人大赛、飞思卡尔智能车大赛、大学生节能减排社会实践与科技竞赛等全国性和省级竞赛中,有66人次学生获得三等奖以上奖励23项。
4.积极改革实践教学方法,增强学生学习的主动性和积极性
集中实践教学环节充分利用现代教育技术和电子信息技术,通过开展问题式教学、任务驱动等教学方法,激发学生的学习兴趣,调动了学生学习的主动性、积极性。以动力配电盘、调频收音机、智能电子锁、单片机信号采集与检测系统、PLC控制自动往返工作台、锅炉温度控制系统、直流调速系统、变频调速系统等典型产品或系统为载体,将各教学模块、技能与能力培养要求有机地结合起来,使学生通过典型产品的制作或典型系统的组装、调试和实验,掌握电气电子产品制造的基本工艺过程、运动系统及过程控制调试的基本方法。
5.构建有利于加强学生实践能力培养的管理机制和评价考核机制
在自动化专业实践教学中,建立了“三严四实”的实践教学管理机制,“三严”,即:坚持严密组织、严格管理和严格考核实践教学;“四实”,即:在实践教学中坚持实际、实地、实干和实效。
6.加强“工程型”师资队伍建设
鼓励青年教师深入企业实践锻炼,自动化专业教师经常到工业企业单位实践,丰富工程实际经验,不断提高工程实践能力和学术水平。现有6名教师被学校认定为“双师型”教师。
五、结语
经过几年的人才培养实践,自动化专业学生的应用能力和工程素质有很大程度的提高,深受用人单位的青睐,就业率稳定在97%以上。其中,2011年,本专业就业率达98.8%,信息率达267.5%。我们将根据社会需求和技术发展,不断修订人才培养方案,加强学生应用能力和工程素质培养,提高学生适应能力、工程实践能力和核心竞争能力。
参考文献:
[1]曹玉金,王雄,张昕,等.自动化专业实践教育体系与改革[J].实验室研究与探索,2005,(S1):1-4.
[2]“自动化学科专业发展战略研究”课题组.自动化学科专业人才培养分类及其定位研究[J].中国大学教育,2005,(3):12-13.
(责任编辑:刘辉)
关键词:自动化专业;实践能力培养;教学改革
作者简介:侯丽华(1966-),女,满族,吉林伊通人,长春工程学院电气与信息工程学院,教授。(吉林 长春 130012)
基金项目:本文系吉林省教育厅高等教育教学研究项目“突出应用能力和工程素质培养的自动化专业实践教学改革”(项目编号:吉教高字[2008]41号)的研究成果。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0142-02
实践是工程的基本属性,实践能力的培养是工程教育的核心问题,加强实践能力培养是工科人才培养的重要内容,更是应用型本科教育的突出特色,长春工程学院(以下简称“我校”)自动化专业一直致力于学生实践能力和工程素质培养,构建了“一条主线、三个平台、五项结合”突出应用能力和工程素质培养的自动化专业实践教学体系,并加强实践教学条件建设,改善实践教学环境,建立健全相关保障体系和管理机制,在教学实践中取得了较好的成效。
一、实践教学在自动化专业人才培养中的重要作用
1.从自动化专业特征看实践教学的重要性
自动化专业的主要特征是时代性、实践性、系统性和交叉性,决定了自动化专业极其强调实践教育,培养的学生必须具有很强的实践能力。因此,自动化专业作为当今体现先进技术与工业现代化紧密结合的专业,其实践教学环节是培养具有较强适应能力、工程实践能力和竞争能力的应用型人才的主要途径之一,在自动化专业人才培养过程中必须加强实践教学,加强与工程实际结合、与产业结合、与科研结合。
2.从自动化专业的培养目标看实践教育的重要性
我校自动化专业培养具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等一定范围的工程技术基础和一定的专业知识,能在运动控制、过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理等领域从事系统应用、系统运行维护以及相应的技术开发和工程设计等方面工作的高级工程技术人才。自动化专业人才既要有扎实的理论基础,又要具有独立分析、解决工程实际问题的能力。因此,实践教学作为自动化专业教学体系的重要组成部分,对于培养学生的实践能力、工程素质和创新精神具有至关重要的作用。
二、自动化专业实践教学存在的问题
自动化专业原有实践教学主要依附于理论教学,未能形成培养学生应用能力和工程素质为主线的优化实践教学体系;实验内容多以验证性为主,缺少与工程实际问题相结合的综合性、设计性、创新性实验,缺乏对学生独立分析问题、解决问题能力的培养;实验室开放不够,不能为学有余力的学生提供可自由发挥、提高和创新的环境;实践教学的方法、手段及考核方法简单,缺乏对学生积极性的调动及有效的考核机制。针对上述存在的问题,我们认为自动化专业的实践教学改革的关键是构建实践教学新体系,梳理实践教学中亟待解决的问题,研究出改变实践教学弊病的措施,确保自动化实践教学改革收到实效。
三、自动化专业实践教学体系的构建与实践
针对自动化专业的培养目标,结合我校的办学特色,统筹考虑学生基本技能、实践能力、创新意识和工程素质的培养需要,构建了“一条主线、三个平台、五项结合”的自动化专业实践教学体系。
1.遵循一条主线,科学设计自动化专业实践教学体系
自动化专业实践教学改革,必须符合应用型人才培养目标的要求,在实践教学体系的构建中,要以应用能力和工程素质培养为主线,从实际出发,不断探索知识、能力、素质三者之间的关系。
2.打造三个平台,精心构建实践教学内容体系
自动化专业实践教学内容体系的构建采取“分层培养、层层递进、逐步提高”的构建模式,打造“三个平台”,即:工程技术基础训练平台、专业技能与能力训练平台、综合应用能力及创新能力训练平台。
3.注重五个结合,突出应用型特色培养
在科学分析和确定学生知识、技能与能力和素质结构的基础上,精心选择和安排实践性课程及教学环节,在教育教学中,注重“五个结合”,即:专业技术教育与工程素质教育有机结合;夯实专业学科基础与突出实践能力培养有机结合;课内教学与课外教育有机结合;学校专业教育与国家执业工程师认证相结合;教学与科研、生产紧密结合,突出应用型特色培养。
在自动化专业实践教学改革实践中,构建了基本技能与能力、专业技能与能力、综合应用能力和创新能力多阶段培养,与理论教学体系有机结合又相对独立,各实践教学环节有机衔接,全学程培养学生各种技能与能力的“三个层次、四个模块、九个类别”的特色鲜明的自动化专业实践教学体系。
“三个层次”,即基本技能与能力训练、综合应用能力训练、工程创新训练能力训练;“四个模块”,即电工电子技术基础、计算机控制技术基础、过程控制技术和运动控制技术;“九个类别”,即在“三层次”的每个层次上分别设置三个类别的实践教学环节:基本技能与能力训练,包括课程基本实验、课程选做实验、单项实习实训;综合应用能力训练,包括设计性与综合性实验、课程设计、毕业设计;工程创新能力训练,包括自主实验、学科竞赛培训、参加教师科研。
同时,将人文社科实践贯穿于学生从入学到毕业的全过程中。其中入学教育、军事理论与军事技能、公益劳动、专业社会实践、思想政治教育社会实践、毕业教育等6个环节作为培养学生道德素养和综合素质的实践教学环节。
在自动化专业实践教学体系中,实践教学周数占总教学活动周数的比例达到45%。26门课程开出实验157项352学时、集中实践教学17项36周,综合性、设计性实验课程占所有实验课程的92.31%;有12项集中实践教学环节实现了设计、系统组装、调试和实验等一体化训练,大大提高了训练的实效。 四、构建工程素质全程化培养的实践教学环境
1.加强实验室建设,为落实实践教学体系提供可靠保障
在实现自动化专业实践教学体系的过程中,实验室建设是非常重要的环节。以应用能力和工程素质培养为主线,以“综合性”、“先进性”、“真实性”、“开放性”和“可开发性”为目标,大力开展实验室及校内实践教学基地的建设,为加强学生实践能力、工程素质培养提供关键的物质条件保障。2008年以来,经过深入研究与实践,完成了电工电子实验教学中心、微机原理与接口、单片机原理与应用、DSP原理与应用、EDA技术、ARM应用技术、信号与系统、电机学、电力电子技术、自动检测技术、自动控制原理、PLC原理与应用、机器人、过程控制系统和运动控制系统等14个实验室和1个实验教学中心的建设。
2.加强校外实践基地建设,充分发挥产学研合作在实践教学改革中的关键作用
我校自动化专业先后与8个单位签订了产学研合作协议,学生专业认识实习、生产实习和毕业实习都安排在基地中进行,为学生深入工程一线,在真实的生产操作对象和运行环境中,了解和熟悉设计、运行和管理等工程技术环节创造了良好的条件。
3.积极开展大学生课外科技创新活动,推进课内培养与课外培养的有机结合
组建了课外科技创新活动小组,以自动化专业实验室为科技创新实践平台,利用实验室开放,开展了综合性、设计性、研究性实验项目开发、自动控制系统设计等科技创新实践活动,培养学生实践能力和创新意识。制定了《大学生课外创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》,结合专业特点,对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定,形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。近三年来,自动化专业学生在电工数学建模竞赛、电子设计竞赛、计算机仿真竞赛、机器人大赛、飞思卡尔智能车大赛、大学生节能减排社会实践与科技竞赛等全国性和省级竞赛中,有66人次学生获得三等奖以上奖励23项。
4.积极改革实践教学方法,增强学生学习的主动性和积极性
集中实践教学环节充分利用现代教育技术和电子信息技术,通过开展问题式教学、任务驱动等教学方法,激发学生的学习兴趣,调动了学生学习的主动性、积极性。以动力配电盘、调频收音机、智能电子锁、单片机信号采集与检测系统、PLC控制自动往返工作台、锅炉温度控制系统、直流调速系统、变频调速系统等典型产品或系统为载体,将各教学模块、技能与能力培养要求有机地结合起来,使学生通过典型产品的制作或典型系统的组装、调试和实验,掌握电气电子产品制造的基本工艺过程、运动系统及过程控制调试的基本方法。
5.构建有利于加强学生实践能力培养的管理机制和评价考核机制
在自动化专业实践教学中,建立了“三严四实”的实践教学管理机制,“三严”,即:坚持严密组织、严格管理和严格考核实践教学;“四实”,即:在实践教学中坚持实际、实地、实干和实效。
6.加强“工程型”师资队伍建设
鼓励青年教师深入企业实践锻炼,自动化专业教师经常到工业企业单位实践,丰富工程实际经验,不断提高工程实践能力和学术水平。现有6名教师被学校认定为“双师型”教师。
五、结语
经过几年的人才培养实践,自动化专业学生的应用能力和工程素质有很大程度的提高,深受用人单位的青睐,就业率稳定在97%以上。其中,2011年,本专业就业率达98.8%,信息率达267.5%。我们将根据社会需求和技术发展,不断修订人才培养方案,加强学生应用能力和工程素质培养,提高学生适应能力、工程实践能力和核心竞争能力。
参考文献:
[1]曹玉金,王雄,张昕,等.自动化专业实践教育体系与改革[J].实验室研究与探索,2005,(S1):1-4.
[2]“自动化学科专业发展战略研究”课题组.自动化学科专业人才培养分类及其定位研究[J].中国大学教育,2005,(3):12-13.
(责任编辑:刘辉)