影響自動化專業教育教學的若干因素

郭曉華，田作華

(1清華大學自動化系，北京 100084，2上海交通大學自動化系，上海 200030)

0 引言

近20年來，自動化科學與技術發生了很大的變化。其研究領域不斷擴展延伸，且與計算機、數據庫、網絡和通訊等技術的發展密切相關，向智能化、網絡化和集成化方向發展，體現了控制工程技術、信息工程技術和系統工程技術的綜合集成[1]。

自動化科學與技術的進步和演變，對自動化專業的教育教學產生了極大的影響。本文從教育理念、辦學定位、辦學條件、學科理論發展、專業技術進步、未來挑戰與機遇、文化演變、教育觀念變化和國外自動化教育變革等方面歸納論述影響自動化專業教育教學的一些因素。對這些影響因素的分析結果曾為制訂“自動化專業指導性規范”(以下簡稱“規范”)提供了有益的參考，涉及的思考內容對已成型的“規范”可視作一種解讀。

下面討論影響自動化專業教育教學的若干因素及其對制訂“規范”的作用。

1 教育理念的影響

目前，中國高等學校的教育理念有通識教育和專業教育之分。

哈佛大學提出的通識教育(General Education)，主要包括人文教育、社會科學教育、數學和自然科學教育等。這一教育理念通過組織一組或多組課程，作為必修或限選課程加以實施。達到培養具備現代科學知識的人才目的。

另一個教育理念是專業教育，也稱專門教育(Specialized Education)。這種教育理念優先考慮社會發展、集體主義和國家主義，強調智力發展和知識傳授，重視自然科學(重理輕文)，以專門教育為主，以學科為中心。它實行學年制，嚴格統一的教學管理，培養高度熟練的各級各類專業人才。這種教育理念影響了老一代人，現在已逐漸消勢減退[2]。

2007年哈佛大學又提出一種全面教育的理念。這是一種新的教育觀念，強調學生必須學會如何自己去探索知識，而且要永遠不斷地去探究，直至無限接近真知。也就是說，強調的是需要具備自我探索和創新的意識，培養的不僅僅是科學家、政治家或者教授，首先必須是一個人。是能獨立探索、獨立思考、獨立解決問題、自主創新和全面發展的人。這種新的教育理念為專業的教育教學改革提出了新的挑戰:①需要設計全面教育體系，包括與社會經濟、政治、國際事務、科學技術和解決問題能力相關的課程體系;②需要營造氛圍，學生通過全面教育課程學習，獲得的是思考問題和解決問題的能力;③改革課程教學方法，上課不只是為了傳授知識，更重要的是拓展開放性思維;④構建全面教育平臺，打破理科、工科和文科的約束，融合不同學科的知識;⑤重塑教師的教學觀念，跳出固有的研究圈，探索知識的關聯，重新設計自已的課程體系。

教育理念是制訂“規范”的靈魂，遵循不同的教育理念，制訂的“規范”框架會截然不同。專業教育顯然不應該再成為制訂“規范”的指導理念;通識教育近年來也遇到某些質疑，但目前它依然還是中國高等教育所推崇的一種教育理念;全面教育已經在國外開始提倡，它必然會強勢地影響中國的高等教育。鑒于此，“規范”的制訂需要合理處理通識教育和綜合教育(專業意義下的全面教育)兩種理念的融合。我們已完稿成型的“規范”有機地處理了兩者的融合，低年級階段重點體現通識教育，高年級階段重點體現綜合教育。不過，我們認為綜合教育理念應該是中國高等教育的未來，有朝一日它會成為中國高等教育的主流理念。

2 辦學定位的影響

我國大學基本上分成三種類型:研究型、研究應用型和應用型，這三種類型大學的自動化專業教育教學的指導思想和理念各不相同[2]。如果不能正確認識各類大學的辦學定位，制訂符合辦學定位的培養方案，則對專業的教育教學會產生整體性和綜合性的不利影響。

1)研究型大學的自動化專業是以綜合性、研究型、開放式和國際化為辦學模式，以高素質、厚基礎，寬口徑、創造性和重應用為人才培養目標。這樣的辦學定位決定了理論教學強調厚基礎寬口徑，實踐教學強調創新，素質教育貫穿教學的整個過程;理論教學、實踐教學和素質教育相輔相成，形成獨特的教學風格。

2)研究應用型大學的自動化專業是以培養國民經濟各個領域高級技術人才為目標的。這樣的辦學定位決定了制訂培養方案和教學計劃的指導思想:在穩定師資隊伍知識結構和年齡結構的同時，需要整合理論教學體系，改進課堂教學內容以跟進技術的發展，改革教學方法和教學手段，加強工程應用能力的培養。

3)應用型大學的自動化專業是以面向工程、面向應用為教學特色的，突出行業和地域特點，以培養復合型人才為目標，重視管理能力的培養，強調服務于特定行業。這樣的辦學定位決定了專業教育教學的方向應該是:理論教學需要講究實效，實踐教學必須大力加強，包括實踐教學設備、實踐教學基地建設、教師工程實踐經驗和學生技能培養等都要有意識地提高。

4)不同的辦學定位影響著專業課程體系、課程設置、教學計劃安排和教學方法改革等教學元素。制訂“規范”時，應統籌考慮這三類辦學定位的特征。“規范”只規定基本要求，給各院校留出較大余地。特別是學時的分配，“規范”只規定了45%學時的使用，其余55%的學時都留給不同類型的學校自已安排，以便辦出特色。

3 辦學條件的影響

1)師資隊伍—要有一支數量穩定的教師團隊;有學術造詣較高的學術帶頭人，團隊成員的工程實踐經驗較豐富，解決實際問題能力較強，有穩定的科研方向，有一定的科研成果，學歷、職稱及年齡結構合理。為滿足教學的需要，生師比不低于18:1。

2)教材—要有能力組織編寫自動化專業教材，或選用有影響的高水平教材。任課教師要打破一門課一本教材的傳統做法，同一門課程的教材可推薦多種版本。

3)圖書資料—公共圖書館中要有一定種類和數量與自動化專業相關的圖書、期刊、資料和數字化資源，具有基于計算機網絡的圖書服務體系。

4)實驗室—實驗室的生均面積和生均教學設備經費投入要達到教育部的評估要求。

5)實習基地—要有相對穩定的校外實習基地，在實習基地進行生產實習時，要有具體的實習大綱、明確的實習內容、詳實的實習任務和管理措施。

6)教學管理—要有健全的教學計劃、教學運行、教學質量保證和教學基本建設的管理制度和操作措施。

7)教學經費—要有相對充足的經費投入到實驗室建設、教學改革和教材建設中。

4 學科發展和技術進步的影響

自動化科學與技術學科理論的發展是以控制論、信息論和系統論為基礎的，大致經歷了經典控制理論、現代控制理論、現代的數字化、網絡化、智能化理論以及復雜系統理論和集成控制理論等階段，使專業教學內容變得極其豐富。

自動化專業技術的發展，導致自動化技術產品的快速更新換代，如微處理器、網絡設備、嵌入式控制與處理系統、工業以太網、智能儀器儀表、數據庫與編程軟件等層出不窮。面對學生有限的在校學習時間與不斷增長的知識之間的矛盾，需要科學地調整教學計劃，改進教學方法，更新教學內容，以保持專業教育教學的先進性和適應性。這些正是制訂“規范”過程中認真考慮過的問題，對知識體系做了合理的調整以適應學科發展的需要。

由于控制理論的發展、信息獲取技術的進步、計算成本的下降、通訊網絡的普及和不同學科的交叉融合，給未來的自動化科學與技術發展帶來了新的挑戰和新的發展機遇。隨著自動化學科知識的積累和進步，學科交叉的深入，將出現許多新的知識和新的增長點，它以數字化、智能化和網絡化為特征，實現更透徹的感知、更全面的互聯及更深入的智能化。把自動化科學與技術引領到一個新的研究臺階。對此，所制訂的“規范”認真考慮了知識的更新和教育教學模式的變革，以適應自動化的未來機遇和挑戰。

5 文化演變和教育觀念的影響

文化與社會的發展與演變，如學科的延伸、計算機的普及、仿真技術的進步、信息技術的飛躍、國民經濟良好的發展勢頭、社會的需求、新技術帶來教學法的改變和學生就業范圍的拓寬等，以及人們對自動化科學與技術認知水平的提高、人們受教育理念的變化、未來社會發展的需要，會對自動化專業教育教學產生極大的影響[3]。“規范”在培養方案和教學計劃方面充分考慮了這些影響因素，強調要變革和調整自動化專業的知識體系、核心課程和教學方法等，以適應文化與社會發生演變所帶來的影響。

隨著科學的進步，人們的教育觀念也在發生變化，不再只追求實用性和傳播性的教育教學方式。取而代之希望采用激發學習興趣，喚醒學習潛能，培養主動學習和能動學習的教育教學方式。為此，“規范”強調了要按照可持續發展的教育觀進行變革，使學生能更好地適應社會未來和自身工作的需要，養成終身學習和接受柔性化教育的思維觀念。

6 國外教育的影響

西方高等學校自動化(自動控制)的教育水平普遍比較高，多數工程類(如電氣工程、電子電氣工程、機械工程或化工工程)本科教育中，自動化(自動控制)的本科人才培養都處于主流位置。

西方高等學校的自動化(自動控制)教育強調的是寬基礎、按大類學科(如EE工程、機械工程或化工工程)培養;推行的是通識教育、實踐教學和本碩連讀;教學安排分工明確、課程銜接流暢和課程特色明顯;注重培養能從事寬廣的工業領域控制系統的設計與研發人才;特別強調技能的培養，包括能參與自動化控制設備及系統設計、研制與使用能力的培養，能分析專業工作領域內國內外科技成就的培養，能掌握項目技術工作管理與組織方法的培養，能在科學發展的條件下，積累經驗、分析自我和學會利用現代技術獲得新知識能力的培養。

這種寬專業口徑、重實踐教學的教育教學理念，近年來開始不斷地影響我國高等學校自動化專業的教育教學改革。我們制訂的“規范”必須考慮到這些影響因素，體現出國際化視野，將教育教學理念、知識結構、知識體系、課程設置、課程銜接和實踐教學諸方面與國際接軌，使我國學生若有國外繼續深造機會時，可以做到無縫連接。

6 結語

經過多年的努力，“自動化專業指導性規范”的制訂幾易其稿，目前已向教育部提交了結題稿，待進一步組織專家論證。本文討論了影響自動化專業教育教學的一些因素及其對制訂“規范”的作用。其分析結果為制訂“規范”提供了思想基礎和比照坐標，使制訂“規范”更加有的放矢。不過，自動化專業教育教學改革并不是制訂一個規范使可以解決的問題，還是應該順應發展、結合實際情況、明確辦學定位、理清教育教學理念和確定培養目標，特別要在專業教育教學過程中，注重工程技術基礎、專業基礎、專業技術和專業技能，課程實驗、綜合課程設計、專業實習和畢業設計、學術與科技活動等方面知識的協調，這也正是“規范”中強調的思想。

[1]教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會，自動化專業指導性規范(結題稿)，2011

[2]教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會，自動化學科專業發展戰略研究報告，北京:高等教育出版社，2007

[3]吳澄，對自動化學科現狀與發展的討論，中國自動化教育學術年會論文集，合肥，2001