基于卓越工程师培养的冶金类专业控制理论与控制工程系列课程改革

仲兆准　吕凡　杨维翰

摘要 根据冶金类专业控制理论与控制工程系列课程的现状，结合应用型本科“卓越工程师教育培养计划”的基本要求，文章提出了控制理论与控制工程系列课程建设的基本思路和改革方案，阐述了课程建设与改革的基本内容，确立了培养学生工程知识、工程素质和工程能力的目标。从课程整合优化与更新、教学方法与手段改革及教材建设等几个方面进行改革与创新，全面提高学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。

关键词 卓越工程师 冶金类专业 控制理论与控制工程 课程改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

苏州大学沙钢钢铁学院成立于2010年5月18日，是苏州大学与世界500强企业江苏沙钢集团合作共建的苏州大学二级公办学院，是目前国内第一家校企合作创办的新型钢铁学院。本文主要针对“卓越工程师教育培养计划”的要求，论述冶金类专业控制理论与控制工程系列课程改革的思路与方案。

1 “卓越工程师教育培养计划”提出的基本要求

“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国家中长期人才发展规划纲要》的重大改革项目，致力于面向工业界、面向世界、面向未来，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势，增强我国的核心竞争力和综合国力。①

“卓越工程师教育培养计划”是推进我国高等工程教育改革，促進高等工程教育质量全面提升的重要举措。②它从指导思想、培养目标、参与专业、培养标准、培养模式和师资队伍等六个方面对我国高等工程教育进行了规划。本文将从“卓越工程师教育培养计划”的角度，分析沙钢钢铁学院冶金类专业控制理论与控制工程系列课程现状，探讨相关课程建设的思路与方案。

2 控制理论与控制工程系列课程现状

学院现有冶金工程一个本科专业，以及机械工程及自动化（冶金过程装备及控制）和材料科学与工程（冶金过程自动化）等2个本科专业方向，开设的控制理论与控制工程系列课程包括：《热工仪表与自动化》、《冶金过程检测与仪表》、《高炉过程控制》等几门课程。

目前国内冶金类专业的控制理论与控制工程系列课程通常由自动化专业课程简单削减而成，体系不够完整，针对性差，缺乏冶金行业背景。控制理论与控制工程系列实验通常采用电路模拟分散的、个别的典型环节与系统，其结构简单，难以模拟复杂的生产过程，与冶金工程实践脱节较大，缺少针对冶金生产过程自动化的综合性实验，学生难以将自动化基础知识与实际冶金生产联系起来，实验教学成效不显著。

3 课程建设与改革

3.1 课程整合优化与更新

学院现开设控制理论与控制工程系列课程（热工仪表与自动化、冶金过程检测与仪表、高炉过程控制），由自动化专业课程简单削减而成，体系不完整。但另一方面，“卓越工程师教育培养计划”在工程人才培养模式上明确要求按现有学制培养工程人才，在增加企业学习的情况下，不增加学习时间，因此，冶金类专业就需要在有限的课时内，完成控制理论与控制工程基础知识到实际应用的全部教学。

针对课时有限，又要保证课程体系完整的要求，将已有的三门课程，更改为过程控制与检测技术，冶金过程控制，增加选修课程现代控制工程，并对课程内容进行优化调整。过程控制与检测技术包括自动控制原理（比例-积分-微分控制）、系统辨识与滤波、过程建模与仿真以及冶金企业常用仪表及检测技术，对于控制理论中较复杂且不常用的部分归并到选修课程现代控制工程中，供学有余力的学生选修。冶金过程控制则覆盖钢铁企业典型生产过程（高炉炼铁，转炉炼钢，连铸连轧等）的控制系统，并涉及部分有色冶金的典型过程控制系统，使学生能够全面掌握冶金工业中常见的控制系统，缩小学校教学与实际应用的差距。

3.2 教学方法与手段改革

（1）课堂教学和实验实习相结合。包括课程实习和毕业实习，通过生产一线的工程训练，增加学生接触社会的经历。通过结合工程实际，使学生能够理论联系实际，通过实际应用加深对课堂学习知识的理解。并针对实际工程中遇到的问题，结合学习的理论知识，分析其原因，寻求解决方案。做到理论和实践相互促进，共同发展，培养学生的工程创新能力。③

（2）学校教学与冶金工程实践相结合。通过产学研合作，鼓励学生参与教师科研项目及校园各种科技活动，营造浓厚的工程实践氛围。以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，通过学校和企业的密切合作，统筹规划学生校内学习和企业学习所应达到的培养目标，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。

（3）实验教学改革。改革实验课教学体系，从根本上改变原有教学体系中验证性实验多，综合性、设计性实验少的状况。④在加强基本操作技能训练的基础上，向以综合性、设计性实验为主，验证性实验为辅的方向发展，使实验教学由被动模式转变为主动模式，使学生掌握初步的科研设计方法，提高实验的科技含量。⑤

（4）教材建设。综合性实验的开展离不开实验指导书的支撑，由于针对冶金行业的综合性实验没有现成材料借鉴，因此设计冶金专业综合性实验的同时，应同步编写综合性实验指导书，确保综合性实验的教学效果。

4 总结

本文针对苏州大学沙钢钢铁学院现有专业控制理论与控制工程系列课程现状，结合“卓越工程师教育培养计划”的基本要求，从课程整合优化与更新、教学方法与手段改革以及教材建设等方面，对课程建设与改革的思路与方案进行了详细的论述，为学院推进“卓越工程师教育培养计划”打好了基础。

注释

① 韩廷斌.校企联合，能力为重，踏上建设工程教育强国新征程——教育部“卓越工程师培养计划”启动会简述.中国高等教育，2010.13：74.

② 刘建强.德国应用科学大学模式对实施“卓越工程师培养计划”的启示.中国高教研究，2010.6：51-52.

③ 张安富，刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考.高等工程教育研究，2010.4：56-59.

④ 张荣沂，须莹，付彦虹，陈树海.应用型本科院校培养卓越工程师应具备的素质.交通科技与经济，2010.6：126-128.

⑤ 李曼丽.独辟蹊径的卓越工程师培养之道——欧林工学院的人才教育理念与实践.大学教育科学，2010.2：91-95.