“看中学、教中学、做中学”的实习新模式的探索与实践

2013-09-03李爱莲崔桂梅

实验室研究与探索 2013年8期

关键词：板坯工程专业

李爱莲，崔桂梅

(内蒙古科技大学信息学院，内蒙古包头014010)

0 引言

现场实习是工科学生实践教学的必备环节，是学生真正接触生产实际的有效途径，实习的效果将直接影响学生工程实践能力的强弱，探索有效实习模式备受工科院校实践教学改革瞩目［1-2］。

1 我校自动化专业实习现状

我校自动化专业实习包括认识实习、电子实习、金工实习、生产实习和毕业实习5个组成部分，其中电子实习和金工实习在校内公共实习基地完成，认识实习由学校教务统一组织，而生产实习和毕业实习由于专业性较强则由专业组织完成。多年来自动化专业生产、毕业实习一直完全在校外完成(主要企业为包钢)，随着冶金部的解散，企业的改制，学校的地方化管理，校外实习的困难与实习效果无法保证逐步显现，自动化专业实习改革拉开序幕，实习重心通过建立校内实习基地逐步向校内转移。

1.1 实习现状

(1)工业现场控制设备都是在大电流、高电压状态下运行，为了安全，学生们只能远观，不能靠近，更不能操作。因此，对其内部结构和运行方式无法进行详细了解和分析。

(2)随着现代科学技术的迅猛发展，企业的生产工艺、装备水平得到了飞速的发展，自动化实现方式趋于数字化和信息化。随着自动控制的实现方式趋于数字化和信息化，学生难于了解“不可视”的现代化工艺过程和控制技术。

(3)实习经费短缺、联系实习困难、现场实习过程管理无法保证等自动化专业实习中共性因素，导致了自动化专业实习难、效果差［3-4］。

1.2 校内实习基地基础

2006年，我院改革原有的实习模式，改革实习内容，突出专业主线、拓宽专业方向。在校内建立了突出冶金行业特点的快速运动控制的专业方向——电线加塑自动化生产线实习;拓宽化工、稀土等行业特点的复杂过程控制的专业方向——数字化过程控制系统实习，以及现代制造业CIMS特点的专业方向——自动化装配生产线实习基地用于毕业实习，实现实习教学重心向校内的转移［5-12］。通过分层次、多模块、相互衔接系统的实习教学的三年实施，提高了学生的实践能力、创新能力，年受益人数300余人，效果良好，并获得校级教学成果一等奖。

2 实习教学片的制作

以培养具备工程知识、素质和能力的综合特征为工科人才目标。以“大工程观”教育思想为理念［13-14］。对照大工程观的内涵，透视目前我国应用型自动化专业工程教育尚存在一些有待解决的问题，传承多年的自动化实践教学建设和改革，总结、提炼多年来自动化专业教师团队在工程项目的开发应用、面向工程应用的工程硕士的培养及本科生毕业设计课题，进一步定位自动化专业工程人才所具备的核心技术与能力，调研国内大型钢铁企业，确定具有国际先进性和代表性的自动化生产线——板坯铸轧生产自动化过程为实习教学内容的核心，科学性、系统性深化自动化专业实习教学改革，产学研合作，拓宽、完善实习内容。

2.1 实习教学片的内容

实习教学片取材于包钢薄板厂国际领先的连铸连轧生产线，通过深入现场收集第一手音像、文档资料，总结、提炼多年来自动化专业教师团队在工程项目的开发应用、面向工程应用的工程硕士的培养及本科生毕业设计课题成果，完成了实习教学片的制作，包括:①改编《自动化专业生产实习大纲》和《自动化专业毕业实习大纲》，科学性、整体性、系统性地确定了两部分的实习内容。②对板坯铸轧生产过程自动化进行剖析，编写15万字《板坯铸轧生产过程自动化实习教材》。③编写文档资料，制作合成100 min左右《板坯铸轧生产过程视频》1套。④制作自动化实习PPT课件一套。⑤筹建了自动化实习网络教学平台，网址为:http://sit.imust.cn/listitem.aspx?classid=151。

《板坯铸轧生产过程自动化实习教材》以包钢薄板厂国际领先的连铸连轧生产线为背景，从连铸连轧生产工艺介绍入手，深入剖析网络化系统层次结构，重点讲述系统整体设计过程，生产过程仪器仪表、电气设备的类型及选型，典型环节的控制过程、控制规律及监控系统的设计，最后针对典型环节给出了丰富的设计案例，包括厚度控制、板形控制、卷曲张力控制、活套控制、监控系统等，采用案例教学，加深学生对自动化主流技术的理解，并为本科生将要进行的毕业设计提供良好的设计范例。

2.2 实习教学片的创新点

实习教学片涵盖现代数字化工厂的现场先进设备，体现最具代表性、清晰、完整的现代化工厂控制扁平化构架，体现当今世界钢铁生产工艺和高新技术。把高度现代化、网络数字化下现场微观的、不可视的工艺、控制过程和先进技术直观的展现给学生，学生在视频、多媒体的运动、发展中，真实地体验感受到、看到现代企业的工艺及先进自动化技术水平。自动化专业实习新模式从理念、模式、构建与过程、到内容和效果处处体现创新:

2.2.1 理念

立足于大工程背景，体现学校冶金行业特色，选材先进，内容丰富。

与薄板厂合作制作实习教学片，充分展现该厂的先进生产工艺、装备、信息管理等技术优势，使学生能够体会、了解到先进自动化技术在冶金流程工艺中的应用，开拓学生的眼界，提高专业兴趣，明确专业目标。

2.2.2 模式

采用“校内外相结合”的“请进来、走出去”的方式组织实习，即校内教学讲座与校外临时参观实习、定点实习、现场专家专题讲座相结合的形式。

(1)参观企业生产线。结合我校学生的专业特点，组织学生参观包头市现代化大企业，通过技术人员讲解和实地观察，学生感受生产过程及氛围，了解自动化工程技术，增加对现代企业新技术的认识。

(2)工程技术讲座。基于教学片进行案例教学，由专业教师和邀请现场有经验的工程师来校给学生做专题报告、指导、答疑。

(3)校内实习。利用校内开放实习中心三个实习平台集中实习，在真实的环境下进行系统的调试、运行，培养学生的工程技能。

2.2.3 构建与过程

注重自动化专业知识传授的整体性、连续性，实现实习教学模式的突破。

克服自动化专业教材与工程应用脱节弊端，现行的专业性教材基本上搬用传统的教学模式来编写，传承原有的理论体系与内容“近亲繁殖”，没有大工程背景下的教学案例，没有考虑到学生的对自动化专业工程认知心理和兴趣点需求，内容整体水平难有质的突破。

教学片将理论在大工程背景下的应用实例形象生动直观地显示出来，带学生进入真实的工程中展示自动化的魅力，是对现有的专业实习教学模式的突破。

采用基于教学片——自动化过程剖析的“教中学、看中学”，把高度现代化、网络数字化下现场微观、不可视的工艺过程和先进控制技术直观的反映给学生，即通过视频的“看中学”，使学生对板坯铸轧生产线先进的生产控制过程有了初步的了解;通过多媒体的“教中学”使学生了解板坯铸轧生产线的机械、电气和控制设备，掌握轧制过程中所应用的先进自动化系统及广泛应用的主流自动化技术;通过对铸轧生产线典型自动控制系统的剖析，为本科生将要进行的毕业设计提供良好的设计范例。结合已有的基于实习平台—典型自动化系统模拟的“做中学”的实习新模式，具有开拓和创新性。

2.2.4 内容

具有学生认知、学习和体现现代连轧过程自动化系统的双重层次性，学生认知层次见图1。与当今自动化技术特点和发展紧密结合，具有科学性和发展性。

图1 学生认知层次图

2.2.5 学生专业工程综合能力

实现了理论性与实践性的统一，缩短教学与生产实际的距离，增强学生专业工程综合能力。

采用实习教学片进行案例教学，一边播放一边进行讲解，学生在视频、多媒体动画的运动、发展、变化中，真实地体验、感受到、看到了“连铸、连轧、卷曲”真实的薄板生产控制过程，使学生体会到冶金行业国际领先的自动化技术。教师根据学生已有的认知基础，结合生产工艺及控制过程，构建问题情境，指导学生独立思考，培养学生工程意识，逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力，缩短教学与生产实际的距离。教师将企业中先进生产工艺和现代的、典型的控制过程的控制策略(如结晶器控制，连轧卷曲张力控制、板形板厚控制)，上升到理论高度进行分析研究，理论联系实际，多维度、交错融合、螺旋式提升学生的专业工程综合能力。

2.2.6 凸显了专业特色

经过几年的改革，教学片已制作完成并已实施于教学，通过该过程，教师切身体会到自动化主流技术的快速发展，促使教师从大工程观角度审视专业知识体系结构，在专业课程教学中，更好的把握重点和难点，为基于工程案例教学提供素材，促进了专业课程群和师资队伍的建设。

2.3 实习教学片的应用和推广

实习教学片以“大工程观”教育思想为理念，审视自动化实践教学存在的问题及自动化技术快速发展对工程人才所具备的知识结构、素质和能力的变化，经过多年酝酿及积累确定具有国际先进性和代表性的自动化生产线——板坯铸轧生产自动化过程为实践教学内容的核心，将该工程内容分解融入到“电力拖动自动控制系统”、“计算机控制技术”等多门专业课程的案例教学，提高了教学效果(见图2)，多门课程建设成为校级精品课和重点课;融入到本科生和硕士生的设计课题，占课题总数的30%以上;更融于自动化的实习教学中，已用于自动化07、08和测控技术及仪器07、08专业700余名学生的生产实习、毕业实习，通过视频的“看中学”，使学生了解了板坯铸轧生产线先进的生产控制过程;通过多媒体的“教中学”使学生了解板坯铸轧生产线电气和控制设备，掌握轧制过程中先进自动化系统及主流自动化技术。同时，教师根据学生的认知基础，结合生产工艺及控制过程，构建问题情境，指导学生独立思考，培养学生工程意识，提高了学生分析、解决工程问题的能力，缩短了教学与工程的距离。教师将先进工艺和现代典型的控制过程从理论高度进行剖析，多维度、交错融合、螺旋式提升学生的综合工程实践能力，教学效果良好。同时，通过对铸轧生产线典型自动控制系统的剖析，为本科生将要进行的毕业设计提供良好的设计范例。成果受益面广，年受益学生约1 000名。形成了基于“板坯铸轧生产自动化过程实习教学片”的“看中学”、“教中学”，并在已有校内3个典型实习平台进行模拟的“做中学”的实习新模式，2011年，实习新模式获得内蒙古科技大学教学成果一等奖。

图2 实习新模式与专业课程群的融合

2.4 实习教学片的丰富

我校校外实习以包钢为主，一机、二机为辅，其中包钢选择包钢薄板坯厂、159无缝厂、棒材厂、轨梁厂。自动化专业已初步完成一套包钢薄板连铸连轧的教学片，并用于生产、毕业实习，效果较好，为进一步丰富控制系统案例，现正借鉴该模式开发其他3个厂一条生产线的教学片，凸显冶金行业背景。

3 结语

经过改革举措的实施，已取得初步的改革成效，激发了学生自主、创新学习的积极性。办出了与企业紧密结合培养应用型人才的特色［15-16］。增强了学生的就业优势，突显自动化专业“学以致用、能力为本、就业为上”的人才培养模式，为“自动化专业实习”晋升为自治区精品课奠定了基础，为“流程工业综合自动化省级重点培育实验室”的建设积累经验，为“卓越工程师教育培养计划”的实施开辟新途径，对同类院校相关专业建设和改革起到示范作用。

［1］李喆，何波，毛建东.自动化专业生产实习教学改革的探索与思考［J］.电气电子教学学报，2009，31(增刊):171-173.

［2］陈凯，陈媛媛.高校毕业实习的新探索［J］.山西财经大学学报，2010，13(1):77-78.

［3］夏励嘉.毕业实习难的原因及破解对策 ——以国际经济与贸易专业为例［J］.广东技术师范学院学报，2010(1):133-136.

［4］何秋生，孙志毅，李虹.高校自动化专业实践环节问题及改革思路［J］.甘肃联合大学学报(自然科学版)，2010，24(3):104-106.

［5］崔桂梅，贾玉瑛.自动化专业应用型人才培养模式的改革和实践［J］.实验室研究与探索，2009，22(6):105-107.

［6］刘丁，刘军，刘涵，等.地方院校自动化专业创新型应用人才培养模式改革［J］.电气电子教学学报，2009，31(增刊):103-106.

［7］鲍吉龙.应用型本科电类专业实践教学改革的探索［J］.高等工程教育研究，2009(6):100-103.

［8］王钦若，章云.自动化专业国家级特色专业建设之路［J］.广东工业大学学报，2008，8(7):192-193.

［9］袁玲，邓晓燕冯太合.自动化专业毕业实习模式的实索与探践［J］.实验室研究与探索，2012，31(8):374-376.

［10］南新元，陈志军.完善自动化专业实践教学体系，加强工程实践与创新能力培养［J］.实验技术与管理，2010，27(8):147-150.

［11］徐德刚，王击.自动化专业生产实习教学基地的创建［J］.电气电子教学学报，2010，32(4):93-94.

［12］黄艳秋，于微波.生产实习教学模式改革与实习基地建设［J］.长春工业大学学报(高教研究版)，2010，31(1):49-50.