“新工科”背景下自动化学生专业能力培养的探索与实践

丁健

摘 要

目前我国工程教育改革的重点是新工科建设，根据对新工科专业人才的新要求，结合应用型高校自动化学生专业能力教学环节中普遍存在的问题，以培养学生的专业能力为中心，从专业目标设置、课程设置、师资队伍建设、工程实践和创新创业平台等方面展开研究，对新工科背景下应用型高校自动化类人才专业能力的培养模式进行了初步探索和实践。

关键词

新工科;专业能力;应用型高校;能力培养

中图分类号： G642                        文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.16.019

Abstract

At present，the focus of China's engineering education reform is the construction of new engineering.under the new requirements for new engineering professionals，combined with the common problems in the teaching of students' professional ability in application-oriented college automation，centered on cultivating students' professional ability，The research is carried out from the aspects of professional goal setting， curriculum setting，teacher team building，engineering practice and innovation and entrepreneurship platform. The paper makes a preliminary exploration and practice on the cultivation mode of the professional ability of applied college automation talents under the new engineering background.

Key Words

Emerging engineering education（（3E）;Professional ability;Application-oriented college;Ability training

0 引言

近年，隨着“中国制造2025”等国家政策出台，新工科的建设与发展已成为当前社会产业升级与发展的重要任务，新工科专业人才对于当前的新经济发展具有十分重要的意义[1]。大学生是我们国家发展的生力军，而学生的专业能力，尤其是工程实践能力和创新创业能力是社会发展对培养应用型人才而提出的新要求[2]。目前，教育部对高校工科学生的工程实践和创新创业育改革做出了一系列部署，不断深化教育改革。

按照新工科建设指导文件的要求，各地方高校要对传统工科专业改造升级，开展新工科专业建设与研究[3]。传统的自动化专业面对新要求，必须进行转型、改造和升级成为新型工科[4]。新工科重视以解决复杂工程实际问题能力的培养，新工科工程人才核心能力应包含专业精神、专业能力、可持续发展能力等三个方面，而专业能力主要由工程思维能力、工程实践能力和创新创业能力组成[5]。针对当前应用型工科学生专业能力教育的客观现状及存在的问题，如何提高应用型高校自动化类人才专业能力，尤其是工程实践能力和创新创业能力，以合肥学院为例，对此方面进行了探索和实践。

1 应用型高校工科学生工程实践能力教育现状

工程应用型人才应重视专业能力的培养，但是，大部分学校的工程实践教育环节还有待提高，尽管各应用型高校都采取了一定的措施，也取得了一些成效，但是离我国推进新型工业化进程的需求还有不小的差距。在如何系统地培养大学生工程实践能力和创新能力方面，目前有些进步，但是还需要在方法和途径上进一步完善。

1.1 工程实践教育意识不足

目前传统教学模式还是主流，相当多的教师和学生以传授知识和接受书本知识为主的灌输式课堂教学，目前不少学校一些专业开展工程教育专业认证，也逐渐重视了成果导向教育，但也是少数专业。现代技术发展迅速，实验设备更新不及时，使得实践教学活动的效果并不理想。在实践教学活动中，由于受实验设备的影响，很多实验多限于验证功能，缺乏对实践环节的主动性，更体现不了工程实践能力和创新能力的培养。

另外，多数应用型高校的实践教学学时虽然能按照要求的数量设置，但实质内容无法真正做到，在本科阶段学习的各个实践教学环节中，能切实结合工程实际项目的内容很少，即便是来自生产实践的项目，但学生未能从生产实际出发，内容多局限于理论设计与验证方面，导致学生在校期间的工程实践环节教学效果欠佳。

1.2 工程实践能力培养体系欠佳

目前，多数应用型高校工科专业的工程实践能力培养缺乏系统性的设计，理论与实践不能有机地结合，实践教学模式较简单，仅是课程实验和一些核心课程的课程设计，并且课程实验多为验证或者综合性不足的实验，综合性、创新型的实训项目力度不够。

1.3 专业教师的工程实践经验欠缺

专业教师普遍学历高，理论知识足够，但工程实践经验很少或者不强，所以在讲授专业理论课时，因为缺少工程经验，所以不能恰当地引用工程实例来充实课程的教学内容，不能很好地将学生引入到实践工程项目情境中去，学生的兴趣就不高，学生主动学习的欲望就不能被激发出来。在实践的教学环节中，由于实际动手能力不足，也不能有效地对学生进行严格的工程训练。

2 自动化人才工程实践能力和创新能力培养的研究与实践

应用型人才是社会可持续发展不可或缺的关键因素，高校的工程教育应更多地关注专业应用能力的培养。基于此，合肥学院自动化专业按照学校的培养模式向“产教深度融合”转变、教学过程向“以学为中心”转变，根据专业综合培养目标，在课程设置、实践环节教学、企业认知实习等应用环节方面进行了一系列的改革和创新，同时也在强化了课程“N+2”过程考核方法、强化教师实践能力、推进专业综合改革等方面做出了不少有益的实践和探索[6]。

2.1 确立专业培养目标体系

经过调研和反复论证，同时借鉴一些学校的做法，确立了自动化专业综合培养目标体系，如图1所示，该体系至少包括三个方面[7]：

1）培养目标，毕业5年后，能够综合运用所学的各种知识与能力解决生产实践中自动控制产品或系统的分析、设计、测试、运营维护和管理等问题，在解决工程实践问题时能够与项目成员、业内人士和非专业人员进行良好的合作和交互，具备一定的全球化意识，能够始终跟踪了解国内外自动化领域科技发展。

2）毕业要求，就是满足工程教育认证中的毕业要求12个条件或者包括其他一些专业方面的规定。

3）专业特点，即本专业的特色，例如本专业在工程实践和创新创业能力方面较突出。

2.2 优化课程体系和培养计划

根据我校办学应用型定位，课程体系向“能力导向”转变。在确定专业的培养计划后，然后确定相应的课程体系，再由学科的相关知识与能力的关联性，把课程体系分成几个课程群，自动化专业中的电子系统电路、传感-检测、控制与自动化等课程群。根据培养目标和能力要求，确定每个课程群的核心知识、专业能力要求以及具体实施方案和证明手段，然后是对每门课程进行剖析，制定课程的教学目标、学习内容和能力要求，再根据学习内容和掌握程度，确定学习效果的评价方法。

为能更有效地实现自动化专业核心知识、专业能力和专业素质的培养，我们通过项目驱动的方式来操作。在教学计划中针对每个课程群都安排至少一个综合实训项目，要求学生从工程的角度展开项目的设计，强化学生对本课程群的核心知识的理解，锻炼学生的相应工程实践能力。对每门课程，尤其是专业重点课程，同样也安排一个相对简易的實训项目，通过实际练习，强化学生对课程核心知识的理解，提升学生的相应工程实践能力。课程体系与工程训练的组织结构图如图2所示。

2.3 加强高水平工程型师资队伍建设

在新工科专业建设过程中，教师的专业发展和提高尤其重要，我校要求教师向“双能型”转变。对于教师的工程实践经验有着较高要求，所以不仅要提升教师的教学设计、实施能力，还要提升教师的科研能力，同时也要不断地完善自己的知识结构，鼓励教师到企业挂职，并形成制度，限定期限务必到企业进行实践锻炼，通过多种举措提升教师尤其是专业教师的工程实践能力。

2.4 推进校企合作，完善工程实践能力和创新能力培养体系

产学研合作育人是应用型高校人才培养的必经之路。我校提倡各专业要建立“全过程、一体化”产教深度融合的人才培养模式。自动化专业通过不断完善校企合作方式，与本地多家产品设计与制造类企业建立了较为稳定的合作关系。此外，我校自动化专业学生可以在本科学习的不同阶段到该企业参加工程实习实践，实现了企业认知实习、毕业设计和就业工作的有机结合，较好地做到校企共赢、互利互补。

2.5 以大赛为平台，着重培养学生工程实践能力与创新创业精神

以赛促学，以赛促练。以教育部重点支持的多个赛事为平台，根据赛事的要求，组建若干兴趣小组，成员间相互配合，根据比赛任务，各负其责，有些比赛项目可能兼顾自动化、机械、管理等专业知识，这又促进了多学科融合工程人才的培养。通过几年的实践，参加过学科竞赛的学生工程实践能力和创新创业能力都得到较好的锻炼，在就业方面非常受到企业的欢迎，为地方企事业提供了较好的工程技术人员。

2.6 支持学生参与教师科研活动

在学生中推广专业导师制，等学生对专业有一定了解后进行专业导师的选择，本科阶段的学习和培养可以在专业导师的安排下展开。比如在专业导师的指导下，根据学生的兴趣爱好，结合专业知识，可以申报一年一度的省级和国家级大学生创新性创业项目，另外，可参与专业导师主持的科研项目，具体承担一些研究任务，在项目的研发过程中，逐渐提升了学生发现问题及解决问题的能力，也培养了学生独立学习的能力。

3 结束语

新时代，新工程师更是未来世界的塑造者。新工科专业建设为创造新技术、引领新时代提供专业人才支撑，新工科教育对专业人才的专业能力和创新能力及培养路径提出了新要求。本文分析了应用型高校本科生工程实践能力培养现状，并以合肥学院自动化专业为例，对新工科专业人才所需要的工程实践能力和创新创业能力的培养路径和方法进行了探索和实践。

参考文献

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高教工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]王树国.面向创新创业教育深化工程教育改革[J].中国高教研究，2016（1）：48- 49.

[3]夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19.

[4]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[5]吴涛等.“新工科”视域下工程人才关键能力的思考[J].黑龙江高教研究，2018（3）：156-160.

[6]蔡敬民.地方高水平应用型大学建设的思考与实践——以合肥学院为例[J].北京教育（高教），2018（10）：26-28.

[7]顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.