新工科背景下自动化专业应用型人才培养研究

2021-11-25刘成芳顾雅青

现代交际 2021年14期

刘成芳顾雅青

（山东华宇工学院山东德州 253034）

教育部新工科教育改革战略，是立足于“中国制造2025”战略发展要求提出的新命题，同时也是对新一轮产业革命带来的挑战的积极应对。新工科是相对于传统工科而言的，是基于新产业的动态概念，“工科”依然是其本质，“新”是其发展的取向。新工科的发展，既要设置新兴的工科专业，又要以互联网和人工智能为中心，推动传统工科专业的优化升级。自动化专业是应用型工科专业，在新工科背景下，加强自动化专业人才的培养对于推动经济发展有重要的作用。高校作为人才培养的基地，要结合行业需求，在适应产业和经济发展的基础上，创新培养路径，培养专业理论扎实、实践创新能力强的高素质工科人才。

一、新工科对自动化应用型人才培养的要求

高校的应用型人才培养与研究型人才培养不同，是以行业应用为本，突出行业的特色，通过理论与实践教育，让大学生能够做到学以致用，满足行业发展需要。新工科背景下，自动化应用型人才培养的理念要新、人才培养的模式要新。要在深入研究国内外工程教育改革经验的基础上，提出教育新理念，完善课程体系，加大实践教学力度，培养专业人才。自动化专业是涵盖多学科的综合性专业，对于人才培养的要求较高。自动化应用型人才既要掌握扎实的基础知识，又要具备丰富的自动化专业理论知识，同时，还要具备较强的实践能力、创新能力。该专业人才要有自动化技术控制的初步设计能力、自动化技术的研发、设计及自动化系统的应用与维护能力等。[1]传统的自动化专业更加注重机器自动控制和操作，但是在互联网、人工智能快速发展的背景下，产品的设计、生产管理等都在向信息化、智能化的方向发展，因此，高校的自动化专业人才培养需要更新培养理念，结合地方经济发展，在产业需求的基础上，由单一的学科培养向多学科交叉融合的方向发展，培养行业需要的人才。

二、当前自动化专业应用人才培养存在的问题

1.人才培养理念滞后

在人才培养方面，由于培养理念的滞后，导致人才培养与行业需求偏离，不能满足经济新常态下企业对人才需求的新标准。有的高校自动化专业与区域经济发展融合不够；有的多年未进行改革创新，依然采用研究型人才培养的模式，导致课程设置不合理，教学体系不完善，毕业生对口就业率不高；甚至有的大学生要转行到其他行业发展，社会资源的隐形浪费比较严重；还有高校把应用型人才的培养等同于职业技能训练，把人才培养“职业化”，导致自动化专业的广度和深度不断缩小，不利于学生毕业后的持续发展。

2.教学模式陈旧

自动化专业的教学主要分为课堂教学和实践教学。在课堂教学中，灌输式的教学模式仍占主要地位。在大班授课模式下，在有限的课堂时间内，虽然通过教师系统的知识灌输可以让大多数学生接收到新的知识，但教学效果却很难达到预期。自动化专业属于应用型的工科专业，理论性很强，单纯的灌输式教学会让大学生失去学习的兴趣。实践教学过程中，课程实验存在形式化的问题。[2]与专业相关的实验多是验证性的实验，很少有关于设计的综合性实验，大学生的发散性思维得不到有效发挥，虽然开展了实验教学，但是大学生总体上的实践能力不强。

3.师资队伍建设不足

自动化应用型人才的培养，要加强对大学生专业理论知识的传授，还要有大量的实践教学活动来帮助大学生深化专业知识，这就需要有技术应用型的教师作支撑。但实际上，我国很多高校的专业课教师都是毕业后直接到学校从事教学工作，这些教师理论知识丰富，实践经验欠缺，只能以理论教学为主。教师本身的工程意识比较弱，加上实践能力不足，很难为大学生的实践教学提供有效的指导，实用型人才的培养效果也难以达到预期。[3]

三、新工科背景下自动化专业应用型人才培养策略

1.以行业需求为导向，更新人才培养理念

任何学科的持续发展都要以经济发展与行业需求为基础，自动化专业的实用人才培养要将出发点和落脚点放在学生身上。培养的过程要注重理论与实践的有机结合，有效地缩短理论知识和实际应用要求的距离。要摒弃传统的、封闭式的人才培养模式，由单一的学科培养向多学科融合培养转变。比如加大与农业工程、机器人工程、生物工程等学科的融合，鼓励学生跨学科、跨院系选修其他和自动化相关的课程，实现多学科交叉培养。结合学生的实际，建立多元的人才培养体系，实施分层次培养，为学生的自由发展创造条件。针对多数大学生，以培养专业技能，提高其就业创业能力为主。结合行业需求，以就业创业为导向，加强专业理论知识及实践教学，提升其综合素质，提高就业竞争力。对于少数专业知识扎实、学习能力强的大学生，可以开展“1+X”的拓展教学，除专业知识以外，开展管理、工程等领域的知识，培养一专多能的复合型人才。[4]通过多元的人才培养体系，分层次培养，既做到了因材施教，发挥了学生的学习主动性，又可以满足行业对人才的多元需求。

2.创新教学模式，提高教学效果

新工科背景下的自动化专业应用型人才的培养需要优化教学方式，提高教学效果。自动化专业的知识点缺少人文特色，以公式推导、计算为主，晦涩难懂，很难引起学生的兴趣。因此，在专业知识教学过程中，教师要在传统教学的基础上，合理应用多种教学方式。如用工程案例来丰富教学内容，引导学生积极参与；科学地采用探讨式、个性化的教学方式，发挥大学生的主体作用，引导其通过分析、探讨提出解决问题的方案；利用慕课、微课、混合式教学等新兴的教学方式，不断提高大学生对专业知识的掌握程度，夯实专业理论基础。课后布置相应的作业，使学生巩固课堂知识，检验学习过程中有哪些不足，有针对性地进行弥补。此外，优化实验实践教学方式。实验课是自动化专业校内实践的主要方式，应该尽量减少验证性的实验，增加设计性的综合实验，改变理论教学与实验教学割裂的现状，激发大学生的参与兴趣，提高其动手能力，培养其缜密的思考能力。可以根据不同学习阶段设置难度系数不同的实验，让大学生都参与到实验过程中，避免实验教学形式化。设置基础性实验和综合性研究实验，为不同基础的大学生提供实验机会。基础性实验主要锻炼大学生的基本生产操作技能，掌握实际生产中的仪器设备的规范使用和操作规程。综合研究性实验是在基础实验的基础上，将不同的实验单元用一个工艺流程组合起来，强化大学生对实际问题的解决能力，培养大学生的工程意识。在实验教学过程中，可以鼓励有兴趣的学生参与实验室的仪器、设备的日常维护，提升学生的实际工程能力。

3.以赛促学，搭建创新实践平台

自动化专业应用型人才具有专业性、实践性的特征，只有不断实践才能提高应用能力。除了加强专业课程理论实践教学外，还要和相近专业的人才竞赛，来验证教学效果。首先，结合校园的“第二课堂”搭建创新实践平台，提高大学生的工程实践能力。可以利用兴趣小组、专业强化班等，将竞赛的内容引入其中，通过教师的引导，大学生的主体参与，更好地培养大学生的工程创新能力、设计能力及发现问题、解决问题的能力。同时，鼓励大学生参与省内、国内的学科专业竞赛，以竞赛为突破口，有效补充常规教学存在的不足，提高大学生对专业知识的掌握，提升其动手实践能力，促使其学会主动思考，将知识不断内化。[5]通过竞赛，还能让大学生检验自己的理论知识掌握程度，查漏补缺。教师在指导大学生的过程中，能发现学生存在的问题，给予有针对性的指导，同时优化教学设计，真正做到以赛促学、以赛促教、以赛促改。在竞赛过程中，还可以培养大学生的职业素养和工程素质，为应用型人才培养奠定基础。

4.加强校企合作，构建协同共育的培养模式

加强校企深度合作，为大学生的实践教学提供平台。为促进校企更深度的合作，高校可以成立专门的工作小组来解决校企合作过程中出现的问题。为调动企业参与的积极性，可以优先安排优秀的大学生到企业实践，大学生的省级、国家级竞赛可以挂合作企业的名称参赛，优秀毕业生优先提供给合作企业等，提高企业参与人才培养的积极性。在人才培养方案的制定过程中，邀请企业专家，或到企业内征求专家的意见，共同研讨人才培养的目标及具体的课程设置等内容，深度结合企业的人才需求，制定合理的培养方案及教学大纲。加强校企互动，确保大学生四年不间断地参与企业实践。[6]在大学一年级，安排大学生到企业参观，了解企业的实际生产过程。定期邀请企业内的专家到校讲学，也可以在企业开展现场教学，让大学生更了解行业动态。在大二、大三期间，安排大学生进行企业工程实践。在校企合作的实践教学基地，由企业工程师按照企业的生产模式对大学生进行专业的指导，实现课堂教学与生产现场的结合。大四年级主要安排大学生到企业顶岗实习，采用员工式管理，让大学生尽快适应岗位要求。在毕业设计阶段，由企业的工程师按照企业的生产需求指导大学生的毕业设计，让毕业设计不再流于形式，和企业的生产紧密结合。通过校企合作，提高大学生的实践能力，为其走上工作岗位奠定基础。

5.加强双师型师资队伍建设

教师是人才培养的主要力量，无论教学方法的创新还是课程内容的优化设置，都是为了提高人才培养的质量。具体的培养工作需要教师来完成，通过教师的教学引导，提高大学生的理论知识积累和实践能力。因此，自动化专业应用型人才培养，对师资力量建设提出了更高的要求。要求教师除了具备专业的理论知识外，还要有丰富的教学实践经验。在新工科背景下，高校要加强人才的引进和培养力度。首先，按照自动化专业人才培养的要求，引进相关专业的优秀人才。优秀的教师及有多年企业工作经验的相关技术人才都可以作为引进对象。积极引进优秀青年教师，保证教师队伍的发展活力，同时也要返聘资深的退休教师，利用其丰富的教学经验来提高人才培养质量。采用老带新、定期交流、观摩教学等形式来逐渐提高教学技能。[7]搭建教师培训的平台，通过定期的培训提高教师的教学能力、专业素养和道德水平。定期考核，确保培训有效果。其次，借助校企合作，让专业课教师定期参与企业的一线生产工作，在企业的实践中不断提高教师的实践教学能力。同时，聘请企业的专家或一线研发人员担任自动化专业课的兼职教师，为大学生带来前沿的技术教学。