新时期自动化专业教学改革探索

张慧妍 金学波 孙晓荣

摘 要：文章以北京工商大学为例，根据学校发展定位，从目前自动化专业教学现状与存在的主要问题出发，提出了自动化专业教学改革的策略。

关键词：自动化；教学改革；高校

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）06-0075-03

2011年7月随着教育部、财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”意见的发布，指明了实施“本科教学工程”是我国高等教育在新时代需求起点上科学发展的方向。

基于此，北京工商大学通过开展聘请专家来校讲座，去兄弟院校走访调研，设立专项教改项目支持等多种方式进行了积极的探索，确立了人才培养在学校各项工作中的中心地位。笔者所在自动化专业作为学校教学改革首批4个试点专业之一，对本专业的教学情况进行了集中的分析、梳理，提出了可供参照的改革规划，并进行了初步的实践探索。

一、自动化专业教学现状与问题

高校的教学目的是要构筑与时代发展趋势与特点相适应的现代教育教学体系、人才培养模式、教学内容与课程体系、教育教学方法体系[1-2]。

近几年我国高等教育事业蓬勃发展，使得更多的中学生能够进入高等院校学习，但是各大院校普遍反映大学生入学时的整体知识水平比过去相对较低，对于市属院校这种情况尤为突出。此外，就业/升学渠道的多样化，新知识与技能的不断涌现、市场经济对学生的成才与择业的冲击，都对高等学校本科教学质量具有直接的影响。

高校教学改革的主要目的之一就是培养学生的创新意识和实践能力，使其成为能够适应环境和条件的变化以更好地满足国家经济和社会发展的应用型、复合型和拔尖创新人才的需要。从目前教学现状看，自动化专业还需要解决以下问题。

（一）课程设置不合理

教学过程是融合了教师的教与学生的学两个过程。对于以哪个主体为主导，一直存在不同的看法。但都基本认同教是一种外化过程，学是一种内化过程这一观点[3]。

众所周知，工科学习过程具有明确的层次性与严密的结构要求。深厚的数学与物理基础是后续进行深层次学习的前提保证；后续专业基础课的全面掌握是学生独立性与创新思想立足的基石。而随着科学技术的不断进步及国家战略政策的调整，新兴产业对人才培养的需求不多增长，众多学生与家长渴望新型知识与技能进入课堂以实现就业与毕业零接轨的愿望也是十分迫切的。因此，在目前学制不变，课堂学时要压缩的前提下，如何通过合理、科学地进行课程设置至关重要[4]。

（二）课堂教学质量不理想

课堂教学是学生获取理论知识的重要途径。目前存在部分工科教师上课只注意讲解知识点，而不注意启发学生思考。也有部分教师上课经常提问，但未考虑所提出的问题的梯度性与含金量。

另一方面，学生课堂纪律性不强，迟到、早退，课堂上仅限于做“忠实”的听众，并未真正做到身心参与其中。因此，如何设立合理的教学质量评价体系，形成有原则的导向，促进师生合作形成良好的、实质性的师生互动局面也是目前面临的一个急需解决的难题。

（三）实验课与实践课过程缺少监控

实验课与实践课的设立对于引导学生形成自主探究与合作学习具有重要作用。如何上好实验课与实践课，对于学生后续创新精神、自学能力以及独立思考等良好品质的培养具有重要作用。

由于高考不考实验技能，目前除少数经济、文化发达地区外，中学的教学普遍采用“满堂灌”的教学模式。学生进入大学后的实验课与实践课多数面临基本从“零”开始的培养现状。笔者在大三的专业基础课、专业课教学工作中发现部分学生甚至不知道实验课前要做预习。学生在实践类教学活动中习惯于选择相对学习成本小的“以问代学”方式，而不愿花费时间通过实验实现独立实践能力的自我提高。

这样，虽然教师上实验课与实践课非常辛苦，不停地帮助学生解决各种细节问题以期完成实践教学规定的任务，但未实现督促学生动手、动脑的教学目的，助长了学生对问题不作深入探究、不愿认真钻研的恶习。长此下去，势必形成学生在学习上浅尝辄止的浮躁个性。因此，作为校内实际能力测试平台重要组成部分的实验与实践课，如何上好，如何进行过程的考量还需斟酌。

（四）专业教育引导滞后

为鼓励学生坚持高强度的学习以通过高考竞争，部分中学教师的“大学一切美好论”在大一就面临如何兑现的问题？专业满意度不高、多彩的社团活动、难懂的高等数学与学习专业有何用处等等一系列的疑惑如何及时地协调解决？非常关键，其中专业教育是大学教育不同与中学教育的一个突出特点，也是部分学生用以逃避大学期间不努力学习的一个借口。如何培养学生的专业热爱度？这些问题在新的历史时期应考虑并提出新的解决方法。

二、自动化专业教学改革探索

北京工商大学自动化专业于1980年开始招收本科生， 2005年被评为北京市品牌专业，经过多年建设，已为专业发展搭建了坚实广阔的理论与实践平台，并且在国内自动化专业中率先提出并建立了具有鲜明工商结合、管理控制一体化特色商业自动化方向，以培养适应首都经济和社会发展需要的复合性应用人才。

（一）优化课程体系

针对所面临的问题，提出应坚持“强化基础，重视实践”双线并行的课程体系构建原则。指出若没有深厚的数学与物理知识，本专业学生的发展后劲不足；没有实践应用的锤炼，不能培养学生独立解决实际问题的工程素质。

基于此，专业构建课程体系时注重了从知识逻辑体系向技术逻辑体系转变。即按照人类获取知识的流程，通过以应用需求为驱动，进行逆向推导与分析，确定专业内的课程体系结构。

例如，通过调研自动化专业的人才需求标准，结合自动化专业定位，为首都现代服务业、国家轻工业等领域培养复合型、应用型人才，设定自动化专业培养目标如表1所示，而目标的实现是通过对应具体能力来获取的。

实践中应将关联性较强的课程组成课程模块或课程群。这样，不仅有利于知识点的流畅衔接，而且可以确保课程模块间实现知识点的不重复。具体课程是否有开设的必要，需分析其在提升学生综合素质与专业能力方面的作用，以有效实现传统知识、新兴技术的合理取舍。

（二）创新教学内容与方法

教学内容的压缩与扩展主要看其是否有利于培养、提升如表1所列需能力的作用。

教学方法方面除了应继续完善、深化传统的课堂理论讲解教学，强调手脑并用的实验、实践类教学外，还可采用讨论式教学、情景式教学，以增强课堂教学吸引力，切忌照本宣科。要做到不仅要与学生互动，还需留给他们思考的空间，从而激发学生的求知欲与学习的内在动力。其中借鉴文科具有突出特色的案例教学方式可以方便学生更好地理解自动化系统设计与实现的流程与框架。

此外，教学工作的良好开展是需要师生双方面努力协调，共同合作的。一方面需强调教师在教学过程的对知识点的层次性展开以便由浅入深的带动学生，将新知识点与学生已有的知识体系建立联系，进而将新知识纳入学生的知识体系。这要求教师要深入理解教材，善于设计有意义的启发性问题，带领学生深入思考，最终在解决问题中领悟新知识、学习新技能还可能再次发现新问题。这种问题导向的教学方式也是符合人类获取知识的一般流程。

另一方面，同样要强调学生主观能动性的重要作用，在学生中需明确科学知识的获取是需要自身付出辛勤的劳动，学会“读书”是大学教育的一项基本要求。提倡学生课前阅读预习，熟悉教材内容，定位不懂的知识点，进行思考、交流，以有准备的头脑去听课，才能更好地理解概念、掌握知识、解决问题甚至发现、提出新问题。

（三）增设实验与实践类课程

工科类学生的实验课、实践课一直以来都是备受重视的。除了强调实验前进行必要的预习外，实践表明通过建立开放实验室，延长实验时间，吸收学生参与实验设计等方式对于培养学生的实践能力也非常有帮助。例如为了验证“二阶系统的动静态响应特性”可先布置问题或任务，请学生先自行利用已学过的电学知识设计实验方案，提交的文档需要详细列出实验目的、实验意义、实验器材、辅助工具及实验步骤与流程等项目。虽然方案可能不成熟、不完善，但在此基础上进行修正或再参看教师设计的实验方案，通过对比分析，会慢慢领会为什么改，在哪里改，好在那里……这样学生的实践能力会有提高。

此外，目前的实验与实践课的设立一般是针对具体的课程内容制定，这样学生习惯于完成“短跑”或“计算题”任务，对于需要较长时间的 “长跑”或“应用题”这类任务，还需要通过增加综合型实践类课程进行训练与培养，以增强实践类课程内容的含金量。

目前，本专业实践类课程设置分为基本型、扩展型、创新型三类：基本型实验要求在一门专业课授课期间完成，为必做实验；扩展型实验要求学生组成小组，可利用延续教学时间进行，给予额外的平时成绩加分；创新型实验则打破年级、专业等限制，验收时获得学校科技类一等奖、北京市二等奖及国家级三等奖以上级别奖励可以抵冲排名前三的学生的部分选修课学分。这样的多层次实验设置，有效地挖掘了学生的潜能，促进了不同层次学生的实验能力的提高，并形成了良好交流氛围。

最后，需强调过程的监控与结果的考核。通过建立教师有限度的指导（而非包办，替学生做好一切）、学生有代价的获取帮助（在具有一定前期知识及实验准备条件下，获得关键性或启发性指导）、实践过程有监控记录的前提下，结合有权重的成绩评定方法，就可以促进良好学风的建立，实现基于问题导向的学习、实践能力的综合提高。

目前，自动化专业实验、实践类课程时间及考核分数按20%：50%：30%设置为课前设计、课堂表现和课后思考与总结三部分。

（四）构建专业引导平台

以专业人才为培养目标，树立正确的专业思想，有利于学生集中精力，实现成才目标。如果没有正确的专业思想，这山望着那山高，摇摆不定，就会浪费时间和精力。此外，过分地认为，唯有兴趣爱好，才能成功，也是一种错误思想。人的兴趣爱好并不是先天的，而是在后天的环境中，在对客观事物的接触中逐渐产生，建立专业引导平台十分必要。

基于以上分析，在大一开始设立专业导论课进行专业引导，通过讲“出口”（毕业与升学前景，往届的成功案例），讲应用（应用领域、国内外的著名公司）即从未来的预期结果逆向导出现在应该如何做，引导学生的兴趣爱好发生转移。教学中通过给学生们出一个大题目“自动化技术在电动汽车中的应用”布置理论调研，内容涉及汽车的动力系统组成、汽车的经济成本核算、计算机及通讯网络技术、安全性与可靠性评估等等方面的知识。这样，学生通过调研，发现各专业知识在实际应用中互相融合，并具有共同的基础。领会到学好、学深一门专业知识，可以触类旁通，达到有利于其他领域知识的理解和学习的目的。这样，通过实例帮助学生去除浮躁思想，目前阶段目标，踏实地完成本阶段的学习与实践任务。

大二期间的物理、电路、模电课程，不仅互为基础，并且相互交织。在此期间可以通过实验课或参加学校的科技立项活动研发制作小规模原型系统，满足学生的专业成就感，进一步提高学生的钻研兴趣，并且通过指出不足及待完善之处，引导其对后续课程进行学习的渴望。

大三期间，自动化专业开设了工业自动化及商业自动化两个专业方向，进一步策略地进行了针对性性的专业及就业方向的细化与微调。实践表明基础课及专业基础课较好的同学，在进行专业课的学习过程中领悟力快、能很快地进入专业知识的学习状态。在面对工业领域或商业领域的问题时，能共较好的完成资料收集，梳理问题，聚焦难点，动手实践，自主补充理论知识，提出解决对策，进行任务分配，直至最终实现解决问题的目的。

此外，结合大三两个专业方向的学习状况，大四的考研及就业分析数据专业又及时地将相关信息反馈给大一学生，指出在大类招生条件下，基础知识的学习对后续专业方向的选择、考研及就业的影响。这样，通过动态信息的反馈、便于学生有希望、有方向的调整自己现阶段的学习态度，端正思想。

三、反思

人才培养是一个完整而又复杂的系统工程，涉及学生、教师及体制等方方面面的问题。不能否认，受传统的教育观念束缚，我国的高等教育中课程教育基本上还是以知识传授模式为主，这对创新能力和创新人才的培养是非常不利的。

本文针对普通高校自动化专业现存的问题进行分析，指出要培养出具有独立思想、创新能力的人才，应改变传统的课堂灌输模式，通过减少讲授时间，以问题/任务为驱动督促学生多读书，多思考，多做实验或开展实践项目，导引学生在解决问题过程中实现自身能力的实质提高。即通过学会“学习”，而后才能进行创新。教师要掌握好高校教学的基本功，教学中注意理论与实际的相互融合，善于凝练问题，做好引导工作，并能够对自己的课堂教学进行认真反思，不断加强自身学习。学校为此要创造良好的外部环境，提供合适的激励、培训制度与资金、政策支撑。

参考文献：

[1]张剑平.现代教育技术：理论与应用：第2版[M].北京：

高等教育出版社，2006：16-19.

[2]杨德广，谢字邦.高等教育学[M].北京：高等教育出版社

2009：34-37.

[3]林健，朱晓春，陈桂.工程应用能力阶梯培养模式的创新

实践[J].高等工程教育研究，2011，（6）.

[4]董素玲.基于岗位能力“多层化”的实践教学体系——以

电气自动化技术专业为例[J].黑龙江高教研究，2010，（9）.