自动化专业课课程设置与教学模式研究

曹珍贯

摘 要 随着社会的发展，原有的自动化专业的课程设置已不能适应社会对自动化专业毕业生的要求，本文从课程内容、教学进度、教学手段及实践能力培养四个方面指出了现阶段自动化的专业课程设置存在的问题，并以安徽理工大学自动化的专业课程设置为例，系统地介绍了自动化的专业课程设置，新的课程设置更新了知识内容、强化了实践环节、合理安排了课程进度，改进了教学模式，是自动化专业课程设置方面的一次新的革新。

关键词 自动专业 课程设置 教学模式

中图分类号：G424 文献标识码：A   DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.10.043

Automation Specialized Curriculum Setting and Teaching Model

CAO Zhenguan

（Automation Department， College of Electrical and Information Engineering，

Anhui University of Science & Technology， Huainan， Anhui 232001）

Abstract With the development of society， the original automation professional curriculum can not meet the social requirements for automation graduates， this article from the course content， teaching schedule， teaching methods and practical ability training in four areas noted professional stage Automation Curriculum problems and Anhui University of automated professional curriculum， for example， the system introduced automated professional curriculum， new curriculum content knowledge update and strengthen the practical aspects， reasonable arrangements for the course progress， improve the teaching model， is a new and innovative automation professional curriculum areas.

Key words automation professional; curriculum setting; teaching mode

0 引言

隨着大学从精英教育向大众教育的发展，社会对不同层次的人才需求发生变化，从目前社会现状可以看到，工科类博士生主要是从事基础研究，硕士生主要是从事应用研究，而本科生则着重于技术应用。①技术的飞速发展，自动化专业的设置经历了从附属于化工、矿业、动力等传统主干专业的一个专门方向，到设置不同领域的自动化，如化工自动化、煤矿自动化、动力自动化等，再到近年来独立设置的自动化大类专业的不断调整过程;②在研究生培养学科层次，自动化专业（学科）也经历了从1998 年以前的自动控制一级学科，调整为现在的控制科学与控制工程一级学科的过程，不论是本科专业目录的调整，还是研究生培养学科名称的变化，都客观地反映了自动化技术的不断发展和其客观具有的宏大内涵的学科性质。③因此自动化专业旨在培养适应21世纪科技发展需要，综合素质高，具有坚实理论基础和创新能力，能够在自动化领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才，这就对现行的自动化专业的教学提出了更高的要求，特别是本科生的教育教学，要求能够为不同行业服务，知识更新速度快，动手实践能力强，使培养出的毕业生具备扎实的理论基础、较强的动手能力、技术创新和技术的二次开发能力。④⑤显然，原有的本科生的自动化专业课程设置重理论、轻实践，已不适应当前社会的培养需求，必须对自动化专业的专业课程设置进行研究， 使培养的毕业生能够满足当今社会需求，不与社会脱节。

1 自动化专业课设置与教学模式存在的问题

近来年，科技发展日新月异，自动化领域的知识更新发展较快，无论从控制理论与算法，还是硬件器件来讲，其发展速度都是比较惊人的。纵观自动化专业的专业课程设置与教学模式，可以发现，现有的自动化专业的专业课程设置与教学模式已不能适应当今社会对人才培养的要求，主要存在以下几点问题：（1）部分专业课的课程内容设置不合理。主要体现在一方面内容已经陈旧，没有及时更新补充新的研究成果;另一方面课程学时与内容安排不合理，造成重要的专业课学时太仓促。（2）专业课的课程进程设置不合理。主要体现在课程的进度安排、内容安排不合理，造成专业课的学习不能按照知识接受的先后顺序进行，同时各学期的学时安排不能做到兼顾平均，造成有的学期课程学习紧张，有的学期相对轻松;此外部分课程相互冲突，或者内容重复。（3）教学手段的使用不合理。由于现有的教学手段逐步现代化，多媒体大有取代传统板书的趋势，造成大家一涌而上，而不论该课程是否适合使用多媒体，特别对于自动化专业来讲，要充分考虑专业课程特点和学生的学习效率，综合使用多媒体，多媒体与板书取两者之长，而不能一味使用多媒体。（4）缺乏足够的实践教学环节。自动化专业特别强调培养学生的动手能力，在大学期间培养动手能力主要靠利用学生的实验和相应的设计、实习来培养，而目前自动化专业类的实验与实习还采用传统的实验与实习方法，虽然部分课程有所改革，但与真正培养学生的动手能力还有一定的差距。

除此之外，对于培养适应社会需要的自动化专业人才来讲，还有许多地方需要改进与改革，因此必须对现有的自动化专业的专业课程设置和教学模式进行改革，才能从源头上提高自动化专业学生的专业素养，使之适应于社会需要，而不与社会脱节，真正使自动化专业的学生面临就业时有更强的竞争力。

2 课程设置与教学模式改进

安徽理工大学是一所省属重点高校，曾隶属于煤炭部，长期从事矿山领域的相关研究，其自动化专业历史悠久，其专业特色是建立在煤矿自动化的基础上，主要培养面向煤矿及其他行业的调速、供电、过程控制、监测监控等方面的自动化专业人才。我校自动化专业为了与社会发展相适应，实行每4年修订一次教学大纲，完善现有教学大纲，为解决自动化专业的专业课程设置与教学模式存在的问题，经过大量的调研与研究，新修订了新的自动化专业教学大纲与计划，与原有的教学大纲相比，取得了较大的突破与进步，主要体现在以下几个方面。

2.1 课程设置合理

我校自动化专业的课程设置除公共基础课外，还包括学科专业基础课、专业核心课、专业任选课及实践课程，整个自动化专业的教学大纲在考虑专业基础课的前提条件下，将专业任选课分成三个模块，进行课程设置，专业基础课的设置如表1所示。

表1中可以看到，由于自动化专业对数学要求较高，因此将复变函数与积分变换独立成一门课，并安排了48学时，此外将机械设计基础与采煤概论纳入基础课，以结合我校的行业特色，加强特色行业的自动化专业的学生培养。专业核心课如表2所示，专业核心课中，将过程控制与运动控制的主干课程纳入到专业必修课中，为后面的专业任选课提供基础。

表1 专业基础课

專业任选课如表3所示，表3中的专业任选课分为模块一、模块二和公共任选课模块，自动化专业的学生可以根据个人的兴趣爱好，在专业核心课的基础上，根据自己的兴趣爱好，对专业任选课进行选择。通过表3可以看出，课程的设置给予学生更多的选择空间，同时与自动化专业发展、社会需求紧密联系在一起，比如在控制器学习方面，不但有单片机、PLC，还有DSP与嵌入式系统可供选择;在控制方面，除经典控制理论外，还有智能控制与图像处理课程;除了理论课程外，还有矿山电气设备的实际应用课程。

通过表1、表2、表3的课程设置可以看到，我校的自动化专业课程设置从多个角度考虑了学生的综合能力培养，课程面较宽、学生可选择性强，不但理论联系实际，同时也紧随自动化专业的发展，并结合行业特色，因此我校自动化专业的课程设置是培养具有煤矿特色的矿山自动化人才。

2.2 教学进度合理

由于自动化专业课程面广，系统的内容较多，前后紧密衔接在一起，因此在自动化专业课程设置方面必须考虑到课程的前后关系，同时又要考虑到学生每学期的课程量，因此在吸取以往自动化教学大纲不足的基础上，对专业的课程设置做了大量的调整，使课程安排更加合理。如：微机原理这门课需要模电与数电的相关知识，同时又是为单片机等课程作铺垫，因此本次自动化专业的课程调整，将微机原理提前到第四学期并紧跟着模电和数电后面开课;大三是本科生在校学习的黄金时期，因此将主要的专业课程安排在大三学习;多数学生大四面临考研，在考虑学生考研现状的同时，将主要的实践课程安排到大四，兼顾了大四学生的考研与实践能力的培养。因此新的自动化专业课程在充分考虑课时量、教学进度与学生实际学习情况的基础上进行设置的，做到课程安排适当、教学进度合理。

表4 实践课程

2.3 强调理论与实践相结合

新的自动化专业的课程设置强化了学生实践能力的培养，在原有的实验实习的基础上，对一些实践性较强的课程单独开设了实践环节，表4为实践环节的课程设置，分为课程实践模块与专业实践模块。表4中可以看出课程实践模块中包含了单片机、PLC、过程控制等专业的课程设计，同时加强了电子电路实训、自动化流水线实训、井下供电与运输实训等系统性的实训环节，主要在实验室中完成;专业实践环节主要为认识实习、生产实习与毕业实习，该环节主要在通过来企业完成。通过学校与企业的实习交互，使本科生的实践经验与实践能力得到全面发展，因此通过表4可以看出，新的自动化专业的课程设置大大加大了实践环节的课时，并针对专业性较强的课程单独开设实践课程，不但从专业课程方面提升学生的动手能力，同进又利用系统性的实训提高学生的综合能力，并为学生的创新训练提供平台。

2.4 教学手段多样化的有机统一

以新的自动化专业课程设计为契机，对教学手段与教学模式进行改革，充分利用多媒体的优势，结合板书与多媒体的优点，引入相关的模拟与仿真软件完成课堂教学工作。如利用proteus软件完成模拟电路与数字电路的仿真，将proteus与KEIL结合，完成单片机与DSP等课程的课堂编程演示，利用matlab软件完成控制系统的仿真，利用STEP7与S7-200SIM完成PLC的编程演示等，改变过去单一的板书或单一的PPT模式，实现教与学的互动。

3 结论

随着社会的发展、自动化专业知识的更新以及社会对自动化专业人才的不同层次需求，对自动化本科生的教育提出了更高的要求，作为具有煤矿特色的高等学校，安徽理工大学自动化专业在结合行业特色的基础上，对自动化专业的课程设置进行了研究，并制定出了适应社会发展要求的教学大纲，通过前文课程设置的分析可以得出，新的课程设置更新了知识内容、强化了实践环节、合理安排了课程进度，改进了教学模式，能够为培养出服务于不同行业，知识更新速度快，动手实践能力强，具备扎实的理论基础与较强的动手能力的本科毕业生提供良好的课程平台，是自动化专业课程设置方面的一次革新。

基金项目：安徽理工大学教研项目资助，项目编号：2012xjjy069

注释

① 岑红蕾，张晓海，李宏伟.自动化方向专业课程实践教学改革的研究与探索.农业网络信息，2015.2.

② 朱凤武，胡俊海，滕艳玲.自动化专业创新型人才培养模式的探索[J].教育教学论坛，2014.10.

③ 马洁.中美名校自动化专业课程体系特色分析.黑龙江高教研究，2014.2.

④ 韩璞，林永君，刘延泉等.自动化专业卓越工程师课程体系的改革与实践.实验室研究与探索.2011.30（10）.

⑤ 杨珏.自动化专业实验教学管理考核模式的探索.中国电力教育，2014.35.