新工科背景下自动化专业人才培养研究

徐颖 田思庆 马晓君 王越男 杜云明

摘  要 分析新工科背景下地方高校自动化专业培养存在的问题，以佳木斯大学自动化专业为例，从五个方面提出专业培养升级策略，以满足新工科背景下企业对新技术、高质量、复合型人才的需求。通过实施升级策略，获得初步成效。

关键词 新工科;地方高校;自动化专业;复合型人才;实验室

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）11-0129-03

0  前言

2020年是“十三五”規划收官之年，中国经济稳步增长，对世界的经济贡献率达到30%。大数据、云计算、人工智能、物联网、智能电网等技术蓬勃发展，催生了新一代产业链条，是中国经济发展的新动能[1]。新技术、新公司、新产业急需高质量的工程师，这为工科毕业生提供了极大的就业机会。工信部教育考试中心副主任周明曾在2016年向媒体透露，中国人工智能人才缺口超过500万人，供求比仅为1∶10，地方高校培养的人才普遍掌握的是传统技术，不能胜任新的产业需求。另外，高校专业设置过“窄”，导致复合型人才缺乏，这均与当今企业发展所需人才相背离[2]。毕业生就业问题日益突出，地方高校专业升级发展迫在眉睫。

教育部在2017年提出新工科理念，各高校积极响应，形成“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等一系列指导性纲领，为地方高校响应新工科提供行动指南。孙炳海在培养应用型技术人才方面提出“五融合一提高”“三师合一”等创新性人才培养模式，取得显著成效[3]。谭智考察了世界著名的多伦多大学电气信息专业，从多方面总结人才培养模式，包括注重人文素养、强调多学科交叉融合、重实践和实习经历、多方面协同育人等举措，具有较高的借鉴意义[4]。黄丽娟以卓越工程师培养方式为抓手，探讨地方高校电气信息类专业人才培养路径[5]。

1  地方高校自动化人才培养存在的问题

1.1  学科知识陈旧

1）新工科要求培养新技术人才。从电气时代到信息时代，包括自动化学科在内的所有高校专业结构一直随着技术的发展不断地更新升级。在电气时代，智能化水平不高，自动化技术应用体现在电气自动化、机械自动化、工艺自动化等方面。随着人工智能、云计算等新技术的发展，自动化专业结构中应增加智能化方向，为新兴产业输出合格人才。

2）新工科要求培养复合型人才。由于专业设置过“窄”，使得目前满足企业需求的复合型人才缺乏。为此，应当保留专业核心课程的同时，增加智能化类选修课，适当删减传统技术类选修课。

1.2  实践环节广度不够

自动化专业属于交叉学科，培养出的人才具有一定的复合性，然而面对技术的快速发展和更迭，自动化专业的应用应该体现在新的行业领域。这不仅需要在学科知识结构上进行优化升级，更需要在实践环节进行学科跨度更广泛的交叉升级，以培养满足创新驱动发展所需的复合型人才。

1.3  教师工程背景缺乏

目前，国内大部分高校教师的科研水平高、学历高，但是工程能力偏弱，很多教师缺乏实际的工程经验。这将导致在教学上偏理论轻实践，甚至出现理论与实际严重脱节的弊端。教师的工程能力是培养新工科理念所要求的合格人才的关键所在。

1.4  校企合作培养薄弱

当前，国内高校的培养模式仍然以学校培养为主，而新工科需要社会多方力量的支持，单靠高校本身无法高质量地完成新工科的培养任务。学校身处行业竞争之外，和企业相比，无法敏锐地捕捉行业需求，也就无法快速精准地感知人才培养方向。

1.5  实验硬件条件有限

目前，国内大部分地方高校的实验室硬件条件有限，购置费用相对较高，实验室设备相对陈旧，更新换代相对滞后，很多高校更新器材的周期为10年左右。对于工科学生而言，实验是重要的深化理解知识的方式，是培养实际操作能力的渠道，是激发创新能力的孵化器。因此，实验室硬件条件不足，严重制约着学生工程能力的培养。

2  新工科背景下自动化专业人才培养路径

2.1  学科知识优化升级

2018年，佳木斯大学开展工程教育认证活动，自动化专业团队先后赴哈尔滨工程大学、东北林业大学、黑龙江大学等进行对比学习，根据教育部专家的指导意见，结合本校地方性高校应用型人才培养定位，制订新的自动化专业培养方案。新的培养方案有增有减、合理取舍，优化了自动化学科结构。首先，由于目前互联网行业发展迅速，大学课堂不再是传授知识的唯一场合，慕课、爱课堂、超星等多种互联网学习平台上的大量金课均可以供学生课下自由学习。所以，新的培养方案删减了部分专业必修课的学时，如电机及拖动基础，由原来的两学期课120学时删减到一学期56学时，其他的课程如检测技术与仪表、运动控制系统、自动控制原理等课程均有一定幅度的删减。其次，考虑到传统技术选修课所占比例过大，新的培养方案删掉了机电一体化技术、机械设计基础、控制电机、建筑供配电系统、LabVIEW系统辨识等代表传统技术的专业选修课。再次，按新工科要求，增加了智能化技术相关课程，如机器人控制、智能控制等。同时，鼓励学生获取第二学位，自动化专业申报第二学位的学生大部分选择了计算机专业。最后，为了增强学生的创新创业能力、项目管理能力，为未来工作打下良好基础，增加了一门创新创业与项目管理选修课。

2.2  实践环节交叉升级

一直以来，各大高校自动化专业都非常重视实践环节。新工科需要培养具有创新能力的工科人才，创新能力从何而来？学生掌握的理论知识是创新的基础，是原始积累，是先决条件。只有通过实践环节，才能培养学生的创新能力。

1）自动化专业通过综合实训、金工实习、认知实习、生产实习、课程设计、毕业实习、毕业设计等多个方面，以自动化技术为核心，以注重培养学生自主分析工程问题、解决工程问题、设计工程系统能力为主线，分层次培养学生的实践能力。学生根据自身要求，自由选择不同级别的实习课题，培养相应的工程实践能力：初级能力为能够运用所学理论知识解决实际常规工程问题;中级能力为能够运用所学理论创新性解决实际常规工程问题;高级能力为能够运用所学理论创新性解决新问题。

2）积极拓宽实践环节内容的学科跨度。传统的实践内容有自动化与电气工程交叉、自动化与机械工程交叉、自动化与计算机技术交叉、自动化与通信技术交叉等。新工科背景下，考虑到学校的康复医学专业在全国名列前茅，康复医学也是新兴的前景十分看好的朝阳专业，学校自动化专业创新性地在实践环节融入康复医学，培养设计研发康复相关辅助设备的自动化人才，提高康复效率和质量，帮助患者早日康复。另外，由于学校的临床医学院属于当地三甲医院，在自动化专业实践环节融入相关医疗设备的设计与研发，既满足了新工科背景下地方高校服务当地经济产业的要求，又激发了学生的创新能力。相关的实践课题有“住院部电动转运床的研发设计”“宫颈癌病理图像自适应检测与识别方法研究”等。

2.3  教师能力同步升级

新工科注重培养创新型、应用型人才，教师的工程能力在新工科背景下的专业建设方面具有举足轻重的作用。为了提升教师的综合能力，从三方面同步升级。首先，学校出台相关政策鼓励教师去企业和工厂一线顶岗实习，在企业或者工厂的工作量折算成一定的教学工作量，以培养教师的工程能力;定期选拔优秀教师赴国外进行学术访问及考察学习，培养教师的国际化视野，将国外大学优秀的人才培养模式引入学校;鼓励教师考取相关专业资格证书，自动化专业教师积极响应，已经有一人通过全国注册电气工程师职业资格考试初试。其次，学校自动化专业定期聘请企业优秀工程师作演讲、开展短期培训，建立工程师—教师“双师”技术研讨论坛，搭建起全方位多维度的工程师教师沟通学习平台。最后，学校自动化专业高度重视课程思政渗透，积极组织团队，申报思政建设示范课，其中供配电工程课程成功申报为校级课程思政教育教学试点课程。

2.4  校企合作强化升级

学校由于不参与市场竞争，人才培养总是相对滞后。企业用人需求才是反映市场和行业需求的风向标，企业培养人才具有精准性，能在短时间内培养出应用型人才。所以，加强校企合作是高校加快跟随技术发展步伐、培养大量高素质合格人才的捷径。自动化专业通过与地方企业大洲电气等公司强化合作，以实习和做项目等方式联合培养应用型人才。学生通过校企合作培养，明确了学习方向，掌握了相关技术，提高了工程应用能力，毕业就业机会良好。

2.5  实验室多样化升级

为了解决实验室设备相对老旧、数量相对不足的缺憾，学校一方面加大设备维护资金的投入，完善、增加实验室设备;另一方面，电气工程系引入虚拟仿真实验室。虚拟仿真实验室具有更直观、更生动、更安全等多种优势。如供配电工程课程实验，以往学生在实验台上进行相关实验，实验台采用集成的方式，不能真实地反映实际变电站的环境;而运用虚拟仿真实验室，学生犹如进入真实的变电所，极大地激发了学习兴趣，对于未知的元件，只需要轻触鼠标即可获得元件说明，逼真的动画加教师讲解，使得实验原理变得更加容易理解。通过“一虚一实”的多样化实验环境，学生对于知识的理解更加透彻，实践能力大大提高，为工程能力培养打下良好基础。

3  结束语

新工科既是教育部对国内高校提出的新要求，也是国内高校应对新的经济技术形势实现转型发展的新机遇。佳木斯大学自动化专业积极开展工程认证工作，探索新工科背景下地方高校自动化专业转型升级模式。目前，自动化专业通过以上升级改革，学生就业率在全校稳步增长，保持在前列;招生人数逐年扩大，改革初见成效。但是仍然存在很多需要持续改进的问题，要求不断总结完善，紧紧跟随新时代技术发展趋势，培养掌握新技术的高质量人才，做好产教融合工作，完成服务地方产业任务。

参考文献

[1]纪振平，吴东升，杨青，等.面向新工科的地方高校自动化专业培养模式改革与实践[J].大学教育，2020（9）：25-27.

[2]贺伟，樊晓虹，贺一梦，等.新工科背景下电气信息类专业人才培养模式研究[J].教育现代化，2018（2）：4-6.

[3]孙炳海，宋伟.新形势下电气信息类专业应用型人才培养模式探索与实践[J].教育现代化，2019（33）：9-12，15.

[4]譚智，曹红玉.多伦多大学电气电子信息技术人才培养途径及对新工科建设的启示[J].高等建筑教育，2020（3）：24-32.

[5]黄丽娟，孙健.新工科背景下高校电气信息类专业卓越工程师的培养[J].西部素质教育，2020（16）：131-132.