自动化专业核心课程体系与课程模块建设

2012-03-31王华忠孙自强凌志浩

电气电子教学学报 2012年5期

王华忠，孙自强，凌志浩

(华东理工大学自动化系，上海 200237)

笔者通过认真研读教育部“高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会自动化专业教学指导分委员会”制定的自动化专业指导性规范［1，3］(以下简称“规范”)，并结合我校自动化专业的历史特色、师资、设备、生源和学科优势等具体情况，参考国外相关学科的课程体系［4，5］，对我校自动化专业的培养计划进行了科学、系统和全面的完善。

1 自动化专业指导性规范解读

1.1 核心课程体系要符合规范的要求

“规范”提出了自动化专业的知识体系与课程设置要求，强调了规范性与多样性相统一。规范性是保证和必要条件，多样性是特色。只有满足该“规范”的基本要求，人才培养的基本质量才能得到最低保证。我们认为本校自动化专业的培养计划在以下几个方面有待完善。

(1)知识体系需要完善—由于传统的化工特色和化工行业背景，我校自动化专业过于偏重过程控制方向，课程体系不尽完善。即使电力电子技术等电气类知识领域知识比重偏少，过程控制相关的理论、技术类知识比重过高。

(2)知识单元有待优化—现有的知识单元与“规范”的要求有一定差距，主要表现在部分知识单元的划分及其重要性(必须或选修)设置上欠合理。例如，在计算机控制技术知识领域，我校把DCS设置为必修，而PC-Based控制系统和组态软件等知识单元内容设置为选修。在计算机网络技术知识领域，知识单元的内容也设置不足。

(3)专业实践类课程急待加强—自动化专业是实践性很强的工科类专业，强调培养动手能力和实践能力，包括实验技能、工程设计、技术协调和项目管理等。要求学生能根据系统性能指标和用户要求，设计并实施所需的控制系统;能对给定的控制系统进行系统调试、运行、操作及系统性能和效能评估;能运用硬件和软件开发工具，设计并开发实际的控制系统;而近年来，学生的专业实践教学被弱化。

1.2 在“规范”的基础上强化特色

我校是一所化工行业特色鲜明的院校。自动化专业在课程体系和课程设置上就十分注重和加强“过程自动化”的特色。在新的培养计划的制定时，如何传承和发展我校自动化专业的这一特色，一直是制定培养计划的重点之一。

2 专业课程体系的优化

2.1 自动化专业知识总体框架

根据“规范”的要求，我校自动化专业的培养计划做进一步的优化。由于我校对培养计划总的学时有规定，我们将课程体系分为通识教育平台、学科基础教育平台、专业课程平台和实践课程平台四大部分，在制定自动化专业培养计划时，就要受到学校平台划分的制约。通过对“规范”的分析，结合我校的实际情况，以合格自动化人才的培养为最低目标，我们确定了自动化专业总的学分为179。其中通识教育平台为44学分，学科基础教育平台38学分，专业平台课程为64.5学分，实践教学平台为32.5学分。

2.2 专业课程知识体系

“规范”将自动化专业的知识体系和教学内容划分为通识教育、专业教育、实践教学和综合教育四部分，总学时数约2880。这四部分各占总学时的比例为30%、40%、25%和5%。其中的核心知识体系分为自动化基础理论、计算机硬件技术、计算机软件技术、计算机网络技术、传感器、检测与仪表、电力电子技术、计算机控制技术、运动控制技术和过程控制技术等10部分。“规范”还将9个知识领域所含知识单元和知识点进行了细化，它们涵盖了自动化专业的核心知识。然而，“规范”规定的知识点所用的学时数只占专业教育学时数的45%，还有不少于55%的学时数(约640学时，40学分)留给学校自行安排。

我们认为，要充分利用好余下的55%学时，通过强化知识结构的设计与建设，特别是加强工程技术基础、专业选修及专业技能等方面知识的教学，使得学生为专业核心课程的学习打好基础。根据我校课程体系的划分，我们将我校自动化专业课程知识体系分为四个平台，分别是工程技术基础、相关学科基础、专业基础及核心课程知识体系，共计74学分。

2.3 实践课程体系

自动化专业是实践性很强的工科类专业，非常有必要加强培养学生的动手能力和实践能力，包括实验技能、工程设计、技术协调和项目管理等，实现理论与实践的更好结合。在新的培养计划制定中，我们强化了实践教学体系的建立和课程设置，以全面培养学生的动手能力、实践能力和创新能力。

3 专业核心课程模块设置

3.1 专业核心课程模块设置

我校根据“规范”所给的知识体系，以信息获取、处理、利用和控制为主线，以通识教育基础上的宽口径专业教育为理念，强化我校自动化专业的过程控制特色和行业背景为原则，进行了专业核心课程模块设计。这些模块涵盖了规范所要求的自动化专业知识领域和知识单元，强化了模块之间课程的内在联系。同时，又安排了规范中没有明确的，但可以强化我校过程自动化特色的课程。这些模块包括控制理论基础模块、测控装置模块、计算机控制系统模块、过程控制工程模块和运动控制模块等。

我们还特别注重我校自动化专业过程控制特色，设置了过程控制工程模块，包括“化工原理”、“化工原理实验”、“工业过程建模”、“过程控制”和“过程控制实验”等一系列课程。学生通过对该课程模块的学习，不仅可以掌握“规范”中明确的自动化专业学科知识点，而且可以具有较强的过程控制系统分析、设计、运行和维护能力，能够很好地满足企业对自动化人才素质的要求。该课程模块中的“化工原理”和“化工原理实验”两门课程虽然不是“规范”所要求的，但是他们对于课程模块显现自动化特色是十分重要的。

3.2 专业实践课程模块

根据“规范”要求，我们制定了包括认识实习、毕业实习和课程设计等专业实践课程模块。在实践教学的安排中，探索利用产学研合作办学来解决学生实践环节。现在，我校已与数家自动化相关的企业建立了联合实验室，如华东理工大学—西门子自动化集团先进控制联合实验室、华东理工大学—Emerson过程管理公司数字化工厂联合实验室、华东理工大学—E+H检测仪表联合实验室等。为此，我们在实践课程模块制定时，把实践教学重点放在这些联合实验室以及我校产学研实习基地进行。