自动化专业“立体化”卓越人才培养的探索与实践

张羽，李鸿儒，张伟宏，鲍艳

摘要：随着“卓越计划”的提出，卓越人才培养成为各高校教育教学改革的目标之一。本文通过对比国内外工程人才培养现状，结合本校实验教学模式，提出了“立体化”卓越人才培养的新思路。通过“链条式”传统实验教学模式的改革与建设，“交叉式”创新实践教学模式的开展与深入，建立并完善一个立体化的实践教学体系。实践证明，“立体化”卓越人才培养的方式能够培养一批具有较强创新能力的、高水平的、适应社会工程需求的卓越人才。

关键词：卓越人才；实践教学；立体化；自动化专业

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0194-03

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）由教育部提出，促进了高等教育要面向社会需求培养卓越人才的步伐，也为我校本科实践教学改革、创新教育开展和卓越人才培养带来了难得的机遇。卓越人才的培养离不开工程实践，实践教学是卓越人才培养的重要载体。开展卓越工程师的人才培养，就要以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就一大批创新能力强，适应社会和企业发展需要的多种类型优秀工程技术人员。

一、国内外现状分析

目前，我国现行的工程类专业人才培养模式“科学化”趋势比较明显，重理论、轻实践，重课堂、轻课外，导致高校培养的人才与社会各行业的需求不适应[1]。另外，从教育与外部的关系来看，经济与产业依靠教育不够，院校面向企业也不够，缺乏产学合作。这严重影响了工程教育的发展。如何以社会需求为导向，以工程实际为背景，以工程技术为主线来深化工程类专业人才培养模式的改革，已经引起高教界的高度关注。于是，继《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出之后，教育部于2010年又提出了《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》。“卓越工程师教育培养计划”的培养标准分为通用基础标准、行业专业标准和学校培养标准这三个层次。目前，已经有“985工程大学”、“211工程大学”、省属重点本科院校、省属一般院校在内的两批共计194所高等院校被列为“卓越工程师教育培养计划”高校，各试点院校已经制定初步工作方案。而国外发达国家工程师的培养分为两大模式：以美国为代表的《华盛顿协议》成员国模式和以德法为代表的欧洲大陆模式[2]。从培养目标来看，美国模式注重知识的全面性和实践创新性；而德法模式则注重工程实践能力的培养。从课程设置来看，美国模式采用“核心课程+主修课程+选修课程”的形式，设置内容体现宽口径、跨领域、重实践的特点。而欧洲模式则体现企业需求等特点，以若干模块组成为教学系统。从实践教学方面来看，欧美两大模式的学生都较早地开始工程综合训练。一是通过实践课程或者项目开发，将工程实际问题带入课堂，并由企业工程师和高校教师共同带领学生进行分组设计方案、成品估算、生产、检验等一系列环节；二是学生在企业进行为期一年的实践操作技能培训，学习加工方法、加工技术等，进行工程师岗位能力必须的训练等。实施“卓越工程师教育培养计划”是一项系统工程，必须首先考虑实验教学改革和创新教育的普及。既要学习和借鉴西方发达国家高等工程教育经验，又要根据自身条件、制度环境和传统教育的特点，探索一条符合高校自身定位和发展的卓越工程师培养之路。

二、“立体化”卓越人才培养的思路

东北大学以创建国际知名、国内一流的研究型大学为发展方向，自动化专业是东北大学的特色专业和优势专业，在国内外有较大影响。利用该专业现有优势地位和不断完善的实验教学条件，研究实践教学的合理改革措施，完善开放式实验的管理制度，着力培养适应自动控制领域企业和社会需求的卓越工程师，将使自动化专业实践教学直接与工业界结合，与世界接轨。由此，本文提出了链条式和交叉式两个层面的实践教学改革思路，“链条式”即我校原有的四层次实验教学体系的改革与建设，“交叉式”即多元化创新实践教学的开展与深入，从而“立体化”地进行卓越人才的培养。本文将以自动化专业学生的“立体化”卓越人才培养为例，建立一个完善的、由浅入深的、注重锻炼学生工程实践能力、发掘学生创新能力的综合能力培养体系。该体系贯穿于学生由入学到就业的整个过程，改变填鸭式的学生被动完成实验任务的模式，形成学生主动、教师引导和协助学生进行动手操作的实践教学理念。

1.“链条式”传统实践教学模式的改革与建设。我校自2006年起，开始实施入门层、基础层、拓展层和提高层的四层次实验教学体系[3]。入门层是该实验教学体系的基础，主要内容是电工电子工程实训；基础层以独立设课的教学形式学习，完成系列电工实验和电子技术实验；拓展层则通过专业实验、课程设计等手段，使学生掌握扎实的专业实验技能，强调学生进行自主学习和自主实验设计；提高层是学生综合运用所学知识进行科技开发、新技术应用研究的高层次实验教学环节。经过几年的实践证明，教学效果良好，学生受益匪浅。

然而实践教学仍然是理论教学的补充。为了改变实验教学从属、依附于理论教学的常规观念，形成自上而下的重视实践教学的工程教育理念，就必须淡化实验教师在实验教学中的主导作用，由以往的教师“辅导解答”转变为“引导启发”，由学生“被动接受”转变为“主动思考”，在四层次实验教学体系的基础上建立一个纵向实践能力培养体系。尤其在新的发展形势下，通过建立开放式、立体化的实践教学体系，加强创新创业教育，努力培养适应社会和企业发展需要的卓越人才。

2.“交叉式”创新实践教学模式的开展与深入。我校于2005年被评为国家工科基础课程电子教学中心，2006年被评为国家级实验教学示范中心，一直非常重视创新实践教学的开展。充分发挥国家级电子实验教学示范中心的作用，不断吸收优秀的专职实验教师与专业教师合作开发开放性实验项目，让更多的同学有机会深入了解专业知识的实际应用；定期举办丰富多彩的创新实验活动，激发学生创新实验的热情，充分发掘其创新潜力，调动广大学生与教师的科研积极性，也将教学引领到创新型道路上来。学生在逐步接受四层次的纵向实践能力培养过程中接触各类创新实践活动，无疑能对综合实践能力的培养起到积极的作用。

3.“立体化”卓越人才的培养。通过“链条式”四层次实验教学体系的改革与建设，以及“交叉式”创新实践教学模式的开展与深入，打造立体化的开放式实践教学体系，培养创新创业能力卓越的工程人才。将继续加强校企联合共建实验室的建设，通过引进高水平教师、投入更多资金设备、积极寻找新的企业合作对象等手段，为学生打造完备的创新实践基地，让学生有更丰富的工程资源可以利用，为将学生培养成为卓越工程人才后备力量提供有力的保障。

三、“立体化”卓越人才培养的实施方案

本文以建立立体化实践教学体系，加强创新创业教育为目标，以“卓越工程师教育培养计划”的提出为主要契机，全方位着眼于学生的实践培养过程，这一思路有助于对学生整个实践教学培养过程的每一个细节进行完善，以递进的方式培养学生的工程实践能力。充分利用实验教学示范中心、创新中心、校企共建实验室、校企合作基地的资源，让实践教学突破专业实验室的界限，有助于学生综合创新实践能力的培养。

1.探索先进教学理念，引进多元化教学思想。通过探索国内外实验教学新理念，加强与国内外著名大学的合作交流，走出去，请进来，借鉴他们在实验课程体系和实验教学方面的经验，建立与国际接轨的适合学校发展和学生综合能力培养的实验课程体系和实践教学体系，使实验教学中心的教学、管理、设施等各方面达到更高的层次，有利于卓越人才的培养。寻找实验教学与理论教学的最佳结合点，探索独立设置实验课的教学新路子。修整《培养计划》和《教学大纲》中不利于学生实践能力培养的因素，进一步完善实验教学评价体系，不断探索实验教学成绩考核办法，使之适应研究性、创新性、开放性实验教学模式。

2.完善四层次实践教学体制，加强学生主动学习意识培养。以四层次实验教学体系中各个层次为节点，有意识地在不同阶段培训学生不同方面的素质。增加入门层贴近生活的实验内容，使学生在未接触专业课之前，对专业内容有感性的认识；在基础层中大量地增加综合性、设计性和研究性实验内容的比例，从专业基础方面加强学生的创新意识和创新能力的培养；拓展层包括专业课实验、课程设计、生产实习，从系统设计方面培养学生的创新精神和创新能力；在提高层中加入开放性实验，主要培养学生的工程设计能力和技术开发能力，完成大型综合设计性和研究性实验项目。

3.提高实验教师教学水平，组建高层次实验教学队伍。不管是课程建设、教学改革，还是卓越人才的培养，都不能靠个别教师的努力来完成，必须建设一支由核心成员组成的教学与科研水平兼备的教学团队。进一步扩大兼职教师数量，鼓励高水平教师投入实验教学；调整引入高水平、高学历的人才机制，壮大实验教学队伍。在培养学生的同时提升专业教师队伍的整体工程实践水平，形成培养高素质人才的良性循环。

4.建立更多的创新实验机构，丰富学生科研创新渠道。利用国家级电子实验教学示范中心丰富的软硬件资源，为学生创造创新实验条件，鼓励学生参与教师承担的科研项目，为日后成为卓越工程师积累实战经验。联合专业教师与实验教师，以现有实验设备和实验内容为基础，组织有兴趣、有能力的学生开展开放性实验。我学院已经针对试点专业学生（2009级、2010级自动化专业学生）开设过程控制系统开放性实验。这是继我校罗克韦尔实验室多次进行开放实验取得良好成果的基础上，在本科专业实验室进行的一次尝试。另外，为发挥我校学科水平高、科研能力强、学术氛围好的优势，有效整合优秀教育资源，2011年，我校学生创新中心将具有较强示范性和较大科学覆盖面的实验室命名为“东北大学大学生创新实验室”。其中我院相关专业有三个创新基地，分别是：电子设计工程大学生创新基地、智能汽车大学生创新基地、机器人大学生创新基地。学生在创新基地的实验过程中能够积极思维，提高独立解决实际问题的能力。

5.优化学生竞赛管理模式，扩大学生实践受益范围。在学生中广泛宣传各类竞赛信息，规范指导教师带队机制，鼓励教师积极组织学生参与各类竞赛。将学生参与竞赛意识普及化，为更多学生提供竞赛机会，从学院的高度开展自动化专业乃至全院学生竞赛，推广基于学生竞赛的创新实践教学管理模式，逐步完善高等学校实践教学体系。

6.加强校企合作基地建设，满足开放实践教学需求。我校一直采取“筑巢引凤”的政策，积极吸引外资，与国内外大中型企业联合共建实验室，引进先进的产品与技术，建立先进的实验教学环境，获得高水平实验教学成果。截至目前，自动化专业已和美国罗克韦尔公司、TI公司、飞思卡尔公司、阿尔特拉公司、日本三菱电机公司、法国施耐德公司、澳大利亚奥腾公司、台湾华邦等国内外大公司共建了十余个实验室。这些公司捐赠的先进仪器、设备和实验软件，几年来已经培养自动化等相关专业学生近千名，产生很好的社会效益。继续加强校企联合共建实验室的建设，通过与著名企业联合，建设具备世界一流实验设备、一流实验环境的高素质人才培养基地，进而承担自动化专业学生的课程设计、毕业设计等实践环节。与宝钢、首钢、鞍钢、本钢等大型企业建立长期的合作关系，为自动化专业本科生提供实习基地，以提高学生的理论联系实际能力、独立动手能力以及科研创新能力。

“卓越工程师教育培养计划”对高等教育面向社会需求培养人才，调整人才培养结构，提高人才培养质量，推动教育教学改革，增强毕业生就业能力，均具有十分重要的示范和引导作用。传统的人才培养过程往往过于注重学生对于专业理论的掌握，而对于学生能否将各类知识点灵活地综合运用于工程实际的关注度比较欠缺，学生在学习的过程中无法形成完整的专业应用体系概念，在择业、就业甚至创业的过程中也会受到限制，造成学生无法快速适应工作角色、企业无法顺利找到理想人才的普遍现象。本文正是针对这一现状，改变“实验配合专业理论、服务于理论教学”的传统教育理念，通过改革与建设链条式纵向实践能力培养体系，开展和构建交叉式横向创新实践教学体系，建立全新的开放式、立体化的实践教学体系，培养卓越工程人才。让学生通过高等学校的培养，拥有更强的工程实践能力、创新能力，能够满足当今社会对于各类人才的需求，进而推动学生的创业能力，为国家培养更多的具有国际竞争力的工程人才。

参考文献：

[1]张安富，刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）.

[2]顾建民.培养有竞争力的工程师：德国工程教育改革透视[J].现代教育科学，2006，（2）.

[3]籍亚玲，等.四层次实验教学体系的探索与实践[J].实验技术与管理，2009，4（26）.

作者简介：张羽（1983-），女，辽宁沈阳人，硕士，助理工程师，东北大学国家级电子实验教学中心副主任，长期从事自动化相关专业的实验教学和研究工作。