应用型自动化人才实践创新能力的项目依托式培养方法

张建华 葛红宇 李宏胜

南京工程学院自动化学院，江苏南京 211167

应用型自动化人才实践创新能力的项目依托式培养方法

张建华 葛红宇 李宏胜

南京工程学院自动化学院，江苏南京 211167

根据自动化专业贴近生产、强调实践等特点，系统探讨了应用型自动化专业人才实践创新能力的项目依托式培养方法，就项目设计、实践创新精神、协调沟通能力与全过程控制等方面给出了可行的措施与手段。教学实践表明：所提出的项目依托式培养方法与实施途径对自动化专业的实践创新能力的提高切实可行，效果良好。

自动化；项目依托式培养；实践创新；教学改革

automatiospn eciality；projoercit entecd ultivation；practice innovation；educational reform

自动化是工业现代化的基础与支撑，是国家科技发展水平的重要标志，自动化专业的发展与人才培养在国家工业乃至经济发展中具有举足轻重的地位[1]。作为一个直接面向生产的学科领域，自动化专业具有多学科交叉融合的特点，其发展与计算机、微电子、通信等领域的进步紧密相关，同时又具有很强的实践性[2-4]，实践动手能力、工程创新能力以及相关专业技能是自动化专业人才培养的重要内容[5，6]。

结合自动化专业及相关专业的最新发展、应用型人才的知识、技能要求，面向工业现场的实际需求，以项目研究为核心，本文开展应用型自动化专业人才实践创新能力的项目依托式培养方法探索，从项目选择、创新精神培养、协作能力的养成以及实践创新能力培养的全过程控制等角度，全面探讨自动化专业实践创新能力的项目探究式培养途径及手段。

1 项目设计

实践项目设计是项目依托式实践创新能力培养的核心内容，要求实践项目贴合专业、符合学生兴趣特点、结合学生就业方向与职业发展规划，同时考虑学生知识结构与认知过程，按照循序渐进的认知规律，分阶段逐步实现学生实践创新能力的提高。

结合专业指实践项目紧密贴合自动化专业的电路分析、数字/模拟电路、控制系统建模与仿真以及自动化系统相关的软硬件等课程基础知识。根据自动化在生产中的应用，项目设计应涵盖放大电路、整流电路、稳压电源、滤波电路、单片机扩展、串行通信等基本硬件电路、程序模块，帮助学生逐步学会利用示波器、信号发生器、万用表等常用仪器以及IAR、ADS、Matalab等常用开发工具进行电路、程序的设计、分析、调试与仿真。

结合兴趣特点与职业规划是指在课程实践项目基础上，帮助学生需找专业兴趣，认识自身特点，合理规划职业发展，由此设计符合学生自身特点的项目实践规划，内容包括485、can以及以太网等工业现场总线应用、通信协议实现技术、嵌入式控制系统、高速运动控制网络、精密运动控制系统、无线自动化网络等。

结合学生知识结构与认知过程要求分阶段逐步实现实践创新能力的培养，由基础的接口设计、调理电路等课程实验项目逐步过渡到IO模块、传感电路等多课程综合实践，进而进入到IO板卡、反馈通道设计等综合单元项目实践以及温度控制、位置控制系统等具有一定复杂程度的创新性项目。注重强调基础项目、单元项目与创新项目之间的关联性、继起性与呼应性，做到基础项目在单元项目有验证，单元项目在创新项目中有应用；反之，单元项目与创新项目可分别分解成基础项目与单元项目。同时，又要注重项目的目的性即新知识、技能的获取，把握难度，使学生在现有知识与技能基础上，通过适当的思考、讨论、咨询，进入到新的知识、技能层面，形成创新能力的培养阶梯。

同时，基础或单元项目要求来源于生产、科研实践的实际系统，可以是其中的分支电路或程序模块；创新项目要求能够满足实际生产、科研需求，是构成实际自动化系统的构成模块或单元，切实贴合生产实际。需要说明的是，实践创新能力的项目依托式培养不是简单地一两个实验能够实现的，而是一个贯穿大学教育、较为长期的过程，需要系统的实践多次重复、逐步深化，短期内的培训、强化训练对实践创新能力的培养有一定作用，然而要实现实践创新能力的全面提高却是不现实的。

2 实践创新精神的养成

实践创新精神包括严谨的工作作风、勤恳踏实的工作精神、抗挫折能力、自信力、进取精神等，是学生实践创新能力培养的核心内容与重要保障。

得益于上个世纪90年代以来国家经济、教育的飞速发展，当代大学生具有鲜明的时代特色，大多具有良好的家庭教育与基础教育背景，具有强烈的好奇心与竞争意识；受到多元化社会环境的影响，思路开阔，富于想象力。同时由于多数为独生子女，过于良好的成长环境使其形成了较强的优越感与自我意识，作为初步接触专业的新人，需要工作作风、工作精神、抗挫折能力与进取精神存等多方面的培养与历练。

严谨踏实作风的养成要求根据自动化专业强调实践的特点，制定并严守贴合工程实际的构思、规划、论证、实施与总结的项目实施流程。教师指导学生明确项目内容、理清思路并成立项目小组，合理分配项目任务；学生独立完成项目规划与论证，撰写详细的论证报告并进行组内的论证答辩；建立项目日志，跟踪项目进展状况；项目执行完毕，撰写结题报告同时做结题答辩，明确项目的主要结论、存在不足及可能的影响因素。

同时，在项目进行中恪守相关的系统硬、软件设计、实验规范。软件设计中要求注重代码格式、恰当详尽的注释与说明，强调流程图的作用与流程图的规范，强调程序的调试与测试，形成良好的编程、调试及测试习惯、方法；系统设计中避免想当然，强调实验建模、仿真分析及设计优化在系统设计中的作用，引导学生有意识的利用相关分析工具对项目实践进行仿真、分析、优化，形成规范的系统研究方法；硬件设计中强调电路的合理布局、设计的规范、合理性、可观测性，帮助学生形成规范的设计理念、规范的调试、测试方法与手段；实验过程中强调实验仪器的摆放、数据测量、读取、记录、处理过程与方法、文档管理等内容，保证实验步骤合理、仪器使用得当、测量过程无误、数据处理规范，从而保证实验结果的合理性与正确性。

上述流程、规范在基础项目、单元项目以及创新项目中的多次重复以及成功应用，能够使学生在创新实践的亲身体验中形成严谨、踏实的工作作风。

某种程度上讲，自动化专业的实践项目设计知识面宽，内容相对枯燥，同时具有一定难度，因而要求项目实施根据构成单元分阶段、逐步展开。教师根据项目进展情况把握方向并及时总结、归纳，帮助学生分析经验教训，归纳阶段性成果，进而提出进一步的实施计划。通过这一过程的不断重复与严格执行，培养学生在项目实践中应对困难与挫折的能力，形成并不断强化学生的成就感与自豪感，增强学生的自信力与专业兴趣，激发学生的进取精神。

3 协调沟通能力的培养

现代生产对工业自动化装备提出了更高的自动化、智能化、网络化等要求，同时要求更高的控制精度、可靠性与稳定性以及适合快速多变市场的应变能力，因此说现代自动化装备是一个高度智能化的复杂系统，它的研发、运行、调试与维护都需要自动化专业人员的分工、协作与配合。因此，协调沟通能力对自动化专业人才实践创新能力的养成尤其重要。

协调沟通能力的培养包括协作、支持精神、交流、沟通能力与领导能力的养成，它要求学生在完成各类项目的实践过程中实现。学生在参与三类项目过程中需要承担项目参与人、负责人与项目顾问三种角色。首先，作为参与人加入他人的创新项目，结合创新项目完成基础项目或单元项目的训练，创新项目负责人理所当然是参与人的项目顾问。在此期间，参与人不仅要配合项目负责人、其他参与人完成自己在创新项目中要承担的构思、规划、论证、设计、实验及相关文档工作，同时还要完成自己所负责的基础或单元项目，接受负责人及同组成员的检查与质询。

其次，作为项目负责人负责创新项目的规划、总结与进度控制，明确并协调各参与人在创新项目中承担的任务与应负的职责，就项目中出现的各种问题及时与指导教师进行沟通，保证所负责的创新项目顺利进行；同时，兼做项目顾问辅助指导教师指导各参与人的基础项目或单元项目，负责基础项目、单元项目的方法、方案及实验步骤等的初步审查，解决解释基础或单元项目进展中所遇到的具体问题。

项目依托式培养过程中，每个学生均要求经过项目参与人、负责人与项目顾问等角色的多次转换，处在不断地与人沟通、交流中。每经过一次循环，都要经历一次支持与被支持、坚持与妥协、说服与被说服的洗礼，协作精神、协作能力、项目领导能力不断得到强化。经过多次的沟通、交流、冲突与融合，树立协作精神，形成良好的协调沟通能力，从而形成学生的和谐人格。

4 全过程控制

项目的全过程控制要求通过合理适当的手段、措施，保证各类实践项目的按计划、稳步进行，主要包括情绪控制、进度控制与结果的理性评价等内容。

不同于其他工科专业，自动化专业的特点决定了其实践项目的过程枯燥性、知识与能力综合性与较高的实施难度。作为初涉专业的自动化新人，在项目实施过程遇到各种各样的问题，甚至自身无法克服的困难都是正常的。因此，项目的进行过程要求指导教师全程监控，适时跟进，及时干预，引导学生正确对待遇到的难题，在现有知识能力基础上，通过适当的学习，分析项目中的问题与障碍、自行提出解决方案。一时无法自行解决的问题，要求指导教师提出建议方案，鼓励学生自行解决并随时跟踪，既不让学生有孤立无助的感觉，又要引导学生自我学习，保护学生的积极性与主动性，帮助学生克服畏难情绪，逐步形成不畏困难、积极平和的创新实践态度。

项目进展停滞或遇到无法克服的障碍时，除了及时总结归纳、合理建议，还需要鼓励学生通过转换思路、适当休息、体育锻炼以及娱乐活动等手段，达到合理释放情绪，转移注意力，以更积极的态度去解决问题的目的；同时注意适当抑制学生自满情绪，避免夸夸其谈与盲目自信，做到不骄不躁、自信沉着，保证项目的有条不紊进行。

应该承认，自动化领域的项目创新过程是枯燥的，需要耗费大量的精力与体力，同时项目依托式培养方法又是一个较长期的过程，实施过程惰性的产生不可避免，克服这个问题要求根据项目建立定期汇报与日报机制，通过进度检查来督促推动项目的正常进行。定期汇报与日报中要求及时针对项目要求与学生知识能力进行总结归纳，突出项目的阶段性成果与个人的阶段性进步，通过强化学生的成就感与自豪感来消除惰性带来的负面影响，实现项目的进度控制。

应该看到，项目创新作为一种科学实践活动，受到条件、时间等限制，不是总能得到理想的结果与结论，与理想结论一样，不理想甚至失败的结论也是一种成果。项目结果的理性评价要求引导学生理性看待项目结果，从中找到项目实施中存在的问题，甚至自身认识的误区，形成正确、合理的研究方法、流程。同时，学生从失败的项目也可以学习到应对挫折的态度、方法，对自身的专业生涯不无裨益。

5 实施效果与结语

根据上述培养方法，本文选择南京工程学院自动化专业大学生作为研究对象，从大学二年级下学期开始开展了学生实践创新能力的项目依托式培养实践，开展的基础、单元与创新项目包括单片机接口逻辑设计、SPI总线协议逻辑设计、单片机串行通信程序设计、交流伺服系统梯形加减速控制逻辑设计、交流伺服系统S曲线加减速控制逻辑设计、数字直流电源、高频脉冲电源、压电陶瓷集成控制器、高速运动控制网络、宏微两级精密定位控制系统等内容。在参与创新实践培养的06、07、08级学生中，获得优秀毕业设计论文11篇，其中校级优秀毕业论文4篇，推荐江苏省优秀毕业设计1篇，录取研究生5人，进入南瑞集团、国电南京自动化股份、西门子集团、华硕电子、科远自动化等大中型科研机构从事自动化相关研发工作8人，获得了较好的教学效果。

实践创新能力是自动化专业人才培养的核心内容，根据自动化专业服务生产、贴近实践的特点，本文提出自动化专业实践创新能力的项目依托式培养方法，从项目设计、实践创新精神的养成、协调沟通能力的培养及其全过程控制等方面进行了全面深入的探索，给出了可行的实施策略与控制方法，同时以应用型高校-南京工程学院的自动化专业为实践对象，进行了教学实践，结果表明：采用上述培养方法，能够达到较好的教学效果，有助于学生实践创新能力的提高。

[1]王利荣.从自动化学科谈我国高等工程教育—吴澄院士在北京联合大学的学术报告.北京联合大学学报(自然科学版)，2008，22(1)：1-6

[2]庄严，白晶，孙和等. 应用型本科自动化专业人才培养模式及就业对策的研究与实践.现代教育科学，2008，（7）：112-114，149

[3]陆建国.高等职业教育专业建设规范探索—以生产过程自动化技术专业建设为例. 职业技术教育，2010，31（26）：5-8

[4]王安娜. 新建本科院校自动化专业创新型工程人才培养实践. 西安文理学院学报(社会科学版)，2010，13（5）：88-90

[5]倪红霞.自动化本科专业实践教学改革的探索.杭州电子科技大学学报(社科版)，2009，5（1）：73-75

[6]吴才章.对自动化专业实践教学体系的研究与实践.河南工业大学学报(社会科学版)，2010,6（1）：116-119

Project Oriented Cultivation for Innovation Practice Talent of Application Automation Speciality

Zhang Jianhua, Ge Hongyu, Li Hongsheng
School of Automation, Nanjing Institute of Technology, Nanjing211167, China

Automatiosn peciality, which aims to p romo te productioan nd solve problemins actual production engineerinigs , analyzed. Then, project orient ed cultivationf or innovatiopn ractice talent of applicatioan utomatiosn pecialityi s suggestead nd plannesd ystematicallFy. easible ways and methods on project design, cultivatioon f innovatiosnp irits, communicatsioknil ls, and the whole proce ss control, etc, are also advised. Relative teachin g experimenitns dicatet hat with the metho ds advisedi, nnovatiopnr actice talent of applicat ion automatiosn pecialitys tudentsc an be improv ed effectively.

G642

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.158

江苏省高校自然科学基金资助项目(09KJB460005)