国内自动化专业核心能力培养研究

摘要：本文以上海电机学院为例，从课程设置的角度，阐述了构建国内自动化专业学生核心能力培养体系的方法。分析了自动化专业的课程设置，并围绕“系统”与“控制”构建了理论教学与实践教学体系。从优化课程体系、加强实践环节、教学法改革以及提高教师的应用能力四个方面讨论了培养自动化专业学生核心能力的途径。

关键词：专业核心能力；自动化专业；课程体系；系统；控制

应用型本科院校是我国高等教育大众化发展过程中出现的一种高等教育新形態，主要是在本科教育层次为进入应用科学和现代技术领域就业的学生提供为期4年的学术和职业准备的教育[1]。近年来，伴随着我国自动化产业的迅速发展，目前与自动化专业相关的岗位约有上百万，同时在各类高校自动化专业在读本科生约有上百万，其中，每年有20多万人将从事与自动化专业相关的工作岗位。用人单位对毕业生的职业能力有了更高的要求，应用型本科院校应以职业标准为导向，以专业核心能力的培养为核心，强化实践课程，大力培养学生的动手能力，为企业培养高质量应用型人才。

专业核心能力是本专业所特有的针对社会专业领域的能够履行岗位职责的实际能力。专业核心能力首先是一种实际工作能力，其次是一种专业能力，此能力可为学生今后的事业发展提供主要能量，是学生可持续竞争优势与新事业发展的源泉[2][4]。专业核心能力的培养旨在加强专业技能训练和提高知识运用能力，“重实践、强能力”。

根据技术应用型本科自动化专业的人才培养目标定位，必须明确自动化专业行业培养的人才应具备的专业核心能力。自动化专业的专业核心能力包括核心知识和核心能力两部分。核心知识主要指与“控制”和“系统”相关的课程内容，而核心能力主要包括工程实践能力和创新能力。面对自动化对象不断扩大、自动化理论不断发展的今天，掌握上述核心能力的学生不但可以通过自学获取新知识、新理论、新方法，而且可以灵活的运用这些知识和方法，这样的学生就是我校提倡培养的应用型人才。

我校自动化培训模式正大力推行“能力+证书”人才的培养，以需求为导向构建企业课程体系，为企业实践教学方法，增强教学的针对性和实效性。此外，我校致力于获得行业资格证书和国家认可证书来指导学生的职业能力，从而提高学生的能力，职业生涯的发展更顺畅。这是我校提高自动化专业人才培养质量的一项创新。

1 自动化专业的核心能力培养体系

技术应用型自动化是一门涉及数学、物理、计算机、电子信息科学以及生命科学等的交叉性学科[5]。现代社会，伴随着信息化时代的来临，自动化控制技术发展迅速，自动控制理论也再不断的更新，自动化专业知识的更新是客观存在，我們无法控制的。这对高校教师讲授课程带来了挑战，怎么样才能适应自动化专业学科发展的需求，有针对性的向学生讲授课程面临的巨大的挑战。但是不管学科怎么发展，总有些稳定不变的核心知识，这些核心知识据据是老师传授知识时应该抓住的关键。

我校自动化专业的核心知识是“系统”与“控制”，在向学生教授课程的同时，注意引导学生用系统的理念分析问题，如果学生具有这些知识并具有现场数据采集和自动化系统编程的实践和分析能力，也就具备了专业核心能力。

为了突出应用为本的的办学特色，我校制定了适合自己的核心能力体系。

1.1 核心能力知识平台体系

自动化专业核心知识平台包括基础课、专业基础课和专业课。

基础课只要包括高等数学、大学物理、大学英语、计算机基础、电路分析等。由于不了解学科和专业的联系，学生对于上述基础课程的学习大都是孤立进行的，因此可以通过实验课、课程设计等环节让学生了解基础知识在控制系统中的应用。另外，通过组织数学建模等竞赛，让学生对系统有初步的了解，培养学生的学习主动性和学习兴趣。

专业基础课包括自动控制原理、电子技术应用、计算机网路与应用、信号与系统、控制系统建模与仿真、检测技术等课程。这些课程都是和控制学科紧密相关的。通过学习上述课程，学生对基础知识在控制领域的应用应该有了一定的了解和掌握。通过开设实践教学环节，如控制系统的仿真和设计、系统实验等，学生可以进一步加强对基础知识和原理的理解。

专业课主要有：过程控制、计算机控制技术、DCS（Distributed Control Systems）现场总线等。通过实验课程的学习，学生可以进一步体会到自动化专业中控制的内涵。

1.2 核心能力培养体系构建

每个专业都需要多种核心能力，要求学生掌握所有的能力几乎不现实，因此，我校只要求学生掌握其中的一到两种能力即可。针对自动化专业的特点，学生应掌握以下能力：

1）以单片机技术为核心的计算机控制系统的设计及应用能力。学生能够运用单片机应用技术、电子技术、检测技术等完成控制系统的设计、运行与调试。开设的主要课程有数字电子技术、模拟电子技术、微机原理与接口技术、C语言程序设计、自动检测技术、计算机控制技术、课程实验、课程设计等。学生通过学习这些课程，能够掌握课程的基本知识，并具有计算机系统的设计和实现能力。

2）以现场总线技术为核心的自动化系统集成的应用能力。主要课程有电路分析、电机与拖动基础、PLC原理、组态软件应用技术、过程控制、课程实验等。通过开设这些课程，使学生掌握基本原理并具有控制系统基本的应用能力。

3）以可编程控制器技术为核心的电气控制系统的应用能力。学生应具有一定的工程实践和编程能力。开设的课程主要有：自动控制原理、数据库设计、计算机网络技术、通信原理、课程设计等。通过开设这些课程，学生能够掌握课程基础知识，并具有系统自动化设计和分析的能力，能够完成系统设计、仪器设备的选择、程序调试等。通过上述理论课与实践课程的学习，学生能够不断加深和掌握各种核心能力的应用。结合本专业其他课程的学习，学生已经具备了自动化专业的核心能力。

2 自动化专业核心能力的培养途径

自动化专业核心能力的培养途径将从下面四个方面展开：

2.1 优化课程体系

针对自动化技术的不断变化发展，教学内容应进行适当调整，删除理论较深的一些课程，如数字图像处理、模式识别等课程，加入一些强调自动控制实验相关的课程，如：在自動控制原理课中，开设控制系统实验，这样学生可以在实验中了解控制系统的基本结构和组成，掌握控制系统中控制器、传感器以及执行器的具体作用；在过程控制课中，开设与温度、液位、流量等变量相关的单回路控制、级控制、前馈控制等控制系统的设计，分析不同的控制方法对系统控制性能产生的影响；在电气系统的Matlab仿真课中，学生通过Simulink仿真环境对各类离散控制系统、连续系统进行建模和仿真。

2.2 加强实践环节

注重培养学生的实践能力和创新能力。根据“技术创新和应用为本”的理念，我校建立了一个实践性教学平台，用于培养学生的实践能力和创新能力。实践教学分为专业实践教学和课程实践教学两类，着力重培养学生的工程实践和系统设计等能力，通过实验课、毕业设计、教学实习、社会实践等多种形式呈现。

2.3 教学法改革

为了适应现代教学理念，我们的师生互动研究项目教学法的普遍实施，教师为主导的教学法与其他教学方法，发挥学生的主动性完全在教学中，引导学生探究问题，思考和分析问题的能力，培养学生的。

教学过程中，注意培养学生的创新意识和团队合作等中和素质，提高学生应用知识的能力、观察力，从而形成可以应到实际的自动化专业的核心能力。

3 提高教师的应用能力

学生的核心能力是应用能力，这对于我校教师提出了新的要求，教師在教学过程中具有很强的科研能力以及实践操作能力。教师可以将科研引入到课堂，理论联系实际，做到产学研一体相结合。教师除了正常的教学活动外，还要积极的参与实验室建设以及自己的科研工作。此外，教师还要依据市场调研、数据分析、专家的行业分析、自动化专业的职业标准等对自动化专业的课程的教学目标、教学内容、教学方法等进行适当的修改和调整。

我校注重产学研合作，探索校企合作的长期有效发展模式，提高毕业生的专业核心能力，把提高学生的动手能力和创新能力落实到实处。学校给青年教师提供了为期一年的挂职学习训练。同时，教师从企业聘请了一些知名的高级工程师作为学生毕业设计的校外指导老师，不定期开展学术交流，进一步推动了校企合作的体制。

4 结语

本文基于自动化专业核心能力培养的理论，讨论了核心知识体系的构建以及人才培养目标和课程设置的体系。通过开展理论课程与实践课程相结合的教学方法，培养了学生的动手能力和创新应用能力。从课程优化、加大实验环节、教学法改革、加强教师的应用能力等方面，分析了自动化专业核心能力的培养途径。

参考文献：

[1]夏建国.基于人才分类理论审视技术本科教育人才培养目标[J].中国高教研究，2007，16（5）：58.

[2]谢世平.应用技术型本科人才核心能力培养研究[J].决策管理，2008，9（15）：69.

[3]黄宝雯，张琼.核心竞争力与学生核心能力培养[J].中国高校科技，2011，25（10）：6264.

[4]张向锋，刘军，技术应用型本科教育自动化专业核心能力培养研究，The 3rd International Annual Conference on Teaching Management and Curriculum Construction，2012：136139.

[5]高等学校自动化专业教学指导分委员会编. 高等学校本科自动化指导性专业规范[M].高等教育出版社，2007：28.

作者简介：刘永慧（1986），博士，讲师，上海电机学院电气学院自动化系。