强化课程群建设构筑自动化品牌专业

作者：刘洪锦李俊芳 贾超董恩增

来源：《科技创新导报》 2011年第26期

刘洪锦 李俊芳 贾超 董恩增

(天津理工大学自动化学院 天津 300384)

摘 要:本文针对自动化工程类专业教学体系存在的问题进行研究,对存在的问题进行详细分析,提出整合资源精选教学内容,构建自动化工程类优秀课程群的教学思路,最终达到使学生在综合素质和解决问题能力方面得到培养。本研究对工科院校的教学研究和教学改革具有一定的借鉴意义。

关键词:课程群 品牌专业 整合

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0209-02

Strengthen the construction of control theory course group, promote the

development of automation

LIU Hong-jin,LI Jun-fang,JIA Chao,DONG En-zeng

(School of Electrical Engineering Tianjin University of Technology Tianjin 300384 China)

Abstract:In this paper, the problem of the automation in the teaching system is studied.Some problems in the teaching process are analyzed.The idea of the integration of resource,selecting teaching content and construction excellent courses is proposed.Through the process,the studendts will be cultivated in the aspect of the comprehensive quality and solving the problem.This study will have a certain significance to the teaching study and teaching reformation.

Key words:courses brand Professional integration

自动化工程类专业同属教育部本科“电气信息类”,按照理工科大学办学思路和定位,坚持“强化基础,注重实践,突出能力,提高素质”的共识,侧重按大类分类培养,以学生能力培养为核心的要求。为以精品课建设为契机强化自动化工程类优秀课程群建设,构筑自动化品牌创造了条件。随着精品课课程建设的逐渐深入,参考国内外大学课程建设的经验和做法。原本按精英教育模式编写组织的培养方案,已很难在优化课程体系、培养学生创新能力等方面取得成绩。理由有三:(1)各门课程独立设置,追求各自课程体系完整。(2)知识体系融合性差,不适应时代要求。(3)教学方法教学手段相对落后。

按照自动化人才培养计划,如何实现“培养德、智、体、美全面发展,知识、能力、素质协调发展,具有实践能力和创新精神,面向基层的应用型高级专门人才”的本科教育人才培养目标？如何根据工科院校自身的特点将一些前沿新知识、现代控制新信息尽快溶入到教学内容中,使学生在综合素质和解决问题能力方面得到培养。整合资源精选教学内容,构建自动化工程类优秀课程群研究已成为国内外专家学者急待解决的问题。

1 课程群建设的具体内容

优秀课程群的建设思路包括以下内容:(1)明确以学生能力培养为核心的主线,建立控制理论优秀课程群有层次有结构的知识体系。(2)科学分析、科学研究优秀课程群建设的具体实施办法,通过理论和实践教学的有效尝试体现优秀课程群的各项优势,使人们在对比中转变观念,认识到该项建设的优势与意义。(3)在优秀课程群建设的基础上,进一步丰富理论和实践教学的途径和形式,开展多种类型的专业设计及实践教学内容,强化专业导师的作用,淡化校内课堂与校外实习的形式区分,真正在立体化培养模式的完善过程中提高自身的能力。

根据本人的教学经验,以下以控制理论课程为例,构建以《自动控制原理》、《现代控制理论》、《控制系统仿真及辅助设计》等课程的控制理论优秀课程群,使现有优秀课程及教学资源得到共享。

2 需要解决的关键问题

2.1 教学内容模块化,完善课程体系

解决经典控制理论、现代控制理论与信息技术的交叉与融合。具体思路是:根据现代科学技术和计算技术发展的趋势,重新审视和剖析已有教学内容和讲解的角度,整合精选教学内容,体现课程知识体系的完整性与合理性和先进性。预计控制理论优秀课程群(理论98+实践32)授课时数128学时,比原《自动控制原理64+16》、《现代控制理论28+4》、《控制系统仿真及辅助设计36+12》独立授课时数160(理论128+实践32)学时减少五分之一。控制理论优秀课程群理论教学(计划98学时)从整体上划分为三个模块:《控制理论A》、《控制理论B》、《控制系统设计》,在第五、六学期安排。通过学习要求学生系统掌握自动控制的理论基础,并具备对系统进行定性分析、定量估算和动态仿真(模拟仿真和数字仿真)的能力,为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。

2.2 追踪学科发展前沿,满足优秀课程群建设需要

将理论教学与前沿知识学术讲座相结合,全面提高优秀课程群教学质量,能够在天津等周边发挥示范、辐射作用。结合优秀课程群建设将聘请校内外知名专家学者面向学生做关于本课程群前沿知识的学术讲座和报告变为常态,为本科生搭建与大师对话的平台,以此来扩充学生视野,增加其学科知识的深度和广度,使优秀课程群教学质量始终保持市内领先水平,力争国内先进水平。

2.3 实践教学模式的精品化探索

按照认识事物的规律,由浅入深、由简到繁、由个别单元到综合应用,有层次地设置实践环节,实践教学模式构想为:验证型+综合型(设计)+自主型(科研)。使学生从验证型、综合型(设计)实验中获取间接知识;从自主型(科研)实验中获取直接知识,通过自主型(科研)训练培养学生探索研究未知新知识的方法和能力。

控制理论优秀课程群实践教学(计划32学时)从整体上分为三个模块:验证型实验、综合型(设计)实验和自主型(科研)创新类实践。与理论教学同步在第五、六学期安排。采用基础类验证型实验(12学时)和提高类综合型实验(10学时)相互结合,提高类综合型(设计)实验和自主型(科研)创新类实践(10学时)互为补充的方式。

2.4 发挥专业导师作用,促进科研训练活动

发挥专业导师作用,在教学的后期阶段注重将科研成果导入教学内容,鼓励学生开展研究性学习。通过布置思考题和课程小论文的方式,引导学生运用自动控制原理知识分析、解决问题,在研究中加深对基础知识的理解,提高利用理论知识解决问题的能力。进一步鼓励学生参加教师承担的相关项目组及一些课外研究项目,在项目开发过程中进一步提高创新能力。

3 构筑品牌专业

本课程群建设与专业品牌建设相互依存。自动化专业经过多年的发展,已经和正在人才培养、学科建设、教学团队等方面构筑成专业品牌,在天津市同类院校中具有明显的优势,具体有以下内容。

3.1 建立科学的专业培养体系

培养规格的准确定位是制定科学培养方案的前提,在学校“面向地方、服务基层”的办学思想指导下,自动化专业主要培养面向天津及区域经济社会发展的,具有创新精神和实践能力的工程应用型高级专门人才。专业课程设置以控制系统设计与集成技术,计算机控制系统开发与应用两个培养方向为导向,采用模块化组合思路,每个专业方向课程包括:“学科基础课模块”+“专业必修课模块”+“专业选修课模块”+“集中性实践教学环节模块”+“创新性实践环节模块”,在集中性教学模块中提出了设置“专业设计”环节,研究实施了“课程设计”、“毕业设计”、“教学实验、实习”和“第二课堂”等实践环节的改革,实行“课内外一体化”和“校内外一体化”的教学模式,构建了一种面向工程实际的创新精神和工程实践能力的新型培养模式。这种以学生工程实践能力和创新精神培养为导向的新型培养体系的建立,使自动化专业毕业生与天津及滨海新区经济社会发展的人才需求做到了更好的衔接。

3.2 完善先进的专业实验平台

经过天津市“九五”、“十五”和“十一五”重点投资,国家及地方先后投入1500万元用于实验中心重点建设。目前,建设有市级优秀实验室:电气与自动化及网络控制实验中心;与多家公司合作建设有:天津理工大学-罗克韦尔自动化实验室,天津理工大学-西门子传动实验室、天津理工大学-Microchip?MCU联合实验室;另外建设有工业智能控制技术与仿真实验室、先进检测与传感器技术实验室,电工电子实验中心、电气传动与控制实验室、嵌入式实验室;另外建设有两个市级重点建设的科研实验平台:天津市重点实验室复杂工业系统理论与应用实验室、天津市工业智能控制技术科技成果推广中心。这些重点建设的科研和教学实验平台,在设备的先进性、开放性和管理水平上均处于本市一流水平,其中,罗克韦尔实验室是华北地区唯一的该类实验室,达到国内先进水平。这些实验条件在满足自动化专业实验课程教学需要的同时,也为本科学生的创新性实践活动提供了实验平台,近年来本专业学生依托该平台在“挑战杯”大学生科技活动竞赛中多次获奖,学生的工程实践能力得到很大提高。

3.3 锤炼优秀的专业教学团队

自动化专业教学团队是一支专业素质优良,团队责任感强,协作精神好,勇于开拓创新,爱岗敬业,整体优势突出,以中青年教师为主的师资队伍,目前已建设成为市级教学团队。本专业现有20位教师,其中教授7人、副教授7人、讲师6人,具有博士学位7人。队伍成员中55岁以2人、40-50岁10人、40岁以下8人。平均年龄42.4岁。

教师队伍成员均执教自动化专业课程多年,具有良好的知识结构和丰富的教学经验,有多名教师曾获天津市、天津理工大学教学竞赛奖项。自动化专业教学团队师德高尚、教学经验丰富、学术造诣高、教学思想活跃,注重教育思想和教学理念的更新,并具有可持续发展能力,为自动化专业工程应用型人才的培养提供了有力的人力支持。

3.4 具有坚实的重点学科支撑

依托学科建设促进专业建设是自动化专业建设重要的发展思路,自动化学院建设有天津市重点建设学科控制理论与控制工程,拥有“控制理论和控制工程”、“检测技术及自动化装置”、“模式识别与智能系统”、“电力系统及其自动化”4个硕士学位授予权点,以及“控制工程”、“电力工程”工程硕士学位权。控制理论与控制工程学科建设有两个市级重点建设科研实验平台:天津市复杂工业系统理论与应用重点实验室、天津市工业智能控制技术科技成果推广中心。近年来重点学科发展为自动化专业建设提供了有力的支撑,学科重点建设的实验室资源和科研成果的转化为自动化专业教学提供了丰富的资源,使教学环境、形式及内容得到不断完善和更新。

4 结语

本文针对目前自动化专业人才培养计划,如何实现“培养德、智、体、美全面发展,知识、能力、素质协调发展,具有实践能力和创新精神,面向基层的应用型高级专门人才”的本科教育人才培养目标为研究内容,提出了构建自动化工程类优秀课程群的具体思路和实施方案及所需要的专业和学科支撑。本课题研究对相关工科院校的教学改革具有重要的指导意义。

参考文献

[1] 陈义厚,周思柱,冯进.机械设计制造及其自动化品牌专业特色研究[J].管理观察,2008,7:111～112.

[2] 戴静君,张晓东,黄清世.实践教学环节改革与实践[J].理工高教研究,2001,6:107～109.

[3] 戴静君,张晓东,黄清世.机械设计制造及其自动化专业系列课程改革[J].江汉石油学院学报(社科版),2002,1:53～54.

[4] 周思柱,陈义厚,陈明,冯进. 用有特色的培养方案打造品牌专业[J].管理观察,2008,7:109～111.

[5] 刘佳鲁,杨俊伟.电气自动化品牌专业课程体系构建与实施[J].北方经贸,2005,6:125～126.

[6] 杨俊伟,刘佳鲁,郑立平.电气自动化品牌专业的课程改革方案与实施[J].北方经贸,2005,5:113～114.