多重維度構建自動化專業實踐教學體系

佟維妍 楊松 魏寶武 朱玉華

［摘要］適應市場人才需求,參照相關的職業標準,強調以學生為本,注重對學生的職業技能訓練和工程能力的培養,構建多重維度的實踐教學體系。

［關鍵詞］實踐教學；多重維度；專業能力培養

［中圖分類號］G64［文獻標識碼］A［文章編號］1005-6432（2014）21-0143-02

沈陽工業大學工程學院根據用人單位提出的“加強對學生的實踐動手能力的培養,教學要緊密貼近生產實際,增加企業實際應用的新技術,加強專業崗位實訓”等要求,并結合培養具有職業技能和工程實際能力的高素質應用型人才的培養目標,對人才培養模式做了深入的研究與有益的探索。

自動化專業原有實踐教學從屬于理論教學,未能形成以培養學生職業技能和工程應用能力為主線的實踐教學體系,實踐教學的方法、手段及考核方法簡單,缺乏對學生獨立分析問題、解決問題能力的培養。針對上述問題,我們認為自動化專業的實踐教學改革的關鍵是構建實踐教學新體系,以確保實踐教學質量。

1適應市場人才需求,多重維度構建實踐教學體系遼寧省具有石油化工企業、裝備制造企業眾多的區域特點,通過廣泛深入地對遼寧省石油化工、裝備制造、儀器儀表行業的調研,掌握企業行業技術發展動態,準確把握企業行業對自動化專業高級應用型人才需求。

依據技術領域和職業崗位(群)的任職要求,參照相關的職業資格標準,以適應社會需求為目標、以培養技術應用能力為主線,確定了自動化專業的三大核心能力為熟練掌握PLC編程與自動控制系統集成能力、熟練掌握過程控制系統調試與應用能力和熟練掌握單片機開發與智能檢測儀器設計能力。

強調以學生為本,注重對學生的職業技能訓練和工程能力的培養,采取理論教學與實踐教學“雙軌運行”模式。所有課程圍繞并服務于核心技能培養,強化核心技能培養。提出了“時間維度”、“專業職業能力維度”和“實踐教學環境優化維度”的三維實踐教學體系結構。

2按照認識深化和專業能力逐步提高,確立專業職業能力維度21按四個層次開展專業能力訓練

根據技術領域和職業崗位的任職要求,參照相關的職業標準,加強具有針對性和實用性的實踐訓練,把提高學生工程應用能力、實際操作能力放在突出地位。將專業能力訓練分為基本職業技能訓練、專業工程能力訓練、工程應用開發能力訓練、行業實踐四個層次。

加強基本職業技能訓練,使學生具備扎實的學科基礎理論和專業基本操作能力,并獲得中級職業資格。

推進專業工程能力訓練,使學生熟練掌握工程技術基礎理論知識與實踐能力。

突出工程應用開發能力訓練,重視與專業職業核心能力培養相結合,突出專業特色,積極開展系統工程訓練和仿真模擬訓練。

重視行業實踐,結合行業背景,通過與企業的密切合作,強化學生對工程實際問題的理解,設立“雙導師”制度,由學校和企業共同來完成學生的生產實習和畢業設計教學工作。

22轉變傳統教學觀念,堅持以學生為中心

實施集中實踐教學環節需要轉變教學觀念,堅持以學生為中心,樹立教師是學生自主學習的“引導者”的理念。

根據不同課程的特點采用不同方式、方法實施課程內容改革與教學方法創新。推動基于項目、基于問題等多種教學方法的應用,建立以學生為中心、從獨立學習轉向團隊協作學習的課堂組織方式,激發學生的學習興趣,調動學生學習的主動性、積極性。如在PLC與變頻器實訓中引入基于問題的教學方式(PBL),教師設計真實性任務,強調把學習過程設置到復雜的、有意義的問題情景中,學生通過自主查找資料、分析設計和團隊合作來解決問題。通過訓練,加強了學生專業知識綜合運用能力和問題分析能力,提高了實際動手能力,培養了學生的自學能力、綜合分析能力和創新意識。

開發仿真實驗,擴展實驗內容,解決課內實踐時間有限的問題,讓學生充分利用課余時間,獨立完成從方案的論證和確定、軟硬件的設計、系統實物的制作和調試等全部過程。如利用美國TI公司的MSP-EXP430G2口袋開發板和Proteus仿真軟件設計制作溫度控制系統。

充分利用現代教育技術和網絡信息技術,構成立體化教學載體,建設實驗中心信息化教學系統,實現教學資源、管理信息及學生反饋信息共享,提高教學質量和教學管理效率。

3堅持實踐教學四年不斷線的時間維度

31建設突出技能訓練和符合工程實際的四級遞進式實踐課程體系實踐課程的設置與專業技術的應用能力相適應,既要保證知識的系統性,又突出適用性和針對性。根據四級層次的能力訓練的要求,提出了專業基礎級實踐課程、專業能力級實踐課程、專業應用級實踐課程和行業實踐級實踐課程四級遞進式實踐課程體系結構。專業基礎級實踐課程,主要包括電工測量、電子技術實驗、電子技術課程設計、電路CAD、MATLAB仿真等課程；專業能力級實踐課程,主要包括化工測量儀表實驗、計算機控制技術實驗、虛擬儀器實驗、集散控制系統實驗、嵌入式系統實驗、單片機原理課程設計、PLC電氣控制課程設計等課程；專業應用級實踐課程,主要包括專業綜合實訓、化工過程控制工程課程設計、智能儀表設計課程設計等課程；行業實踐級實踐課程,主要包括生產實習、專業實習。

32按時間遞進式的實踐能力培養過程

實踐課程體系建立在專業職業核心能力培養目標的基礎上,按照先學基礎、再學技能、最后綜合應用,充分遵循由易到難、由淺入深、由簡單到復雜、由寬泛到專業的認知規律,形成遞進式課程體系。教學計劃的安排也與之相適應,大一開設公共基礎課,大二開設專業基礎級課程,大三開設專業能力級課,大四上學期開設專業應用級課程。堅持實踐教學四年不斷線的時間維度,同時將人文社科實踐貫穿于學生從入學到畢業的全過程中,作為培養學生道德素質和綜合素質的實踐教學環節。

4滿足不同培養目標的實踐教學環境優化維度

41具有行業特色的高標準實驗教學中心建設

校內實踐教學是學生實踐能力培養的基礎,良好的實驗教學環境是提高教育教學質量的關鍵。以應用能力和工程素質為主線,以“綜合性”、“先進性”、“真實性”和“可開發性”為目標,依據專業技術能力訓練的不同層次,大力開展實驗教學中心建設,建立了以工程實際為背景的符合應用型人才培養的具有行業特色的省實驗教學示范中心——化工控制過程實驗教學中心。

該實驗教學中心具有真實的企業生產環境、工藝流程等生產特征,體現現場生產過程、氛圍與組織形態特征,教學過程與相關企業活動相對接。環境特征上盡可能貼近生產、技術、管理、服務第一線,努力體現真實的職業環境；運行特征上實現產、學、研、教、做一體化的運行模式。

重點打造了“工程技術基礎訓練實驗平臺”、“專業技能與能力訓練實驗平臺”和“綜合應用與開發實驗平臺”三個實驗平臺。工程技術基礎訓練實驗平臺,保證自動化專業學生掌握所必需的電工電子技術、控制原理等基本實驗原理和基本技能。引入國家職業資格認證制度,開展中、高級電工等重點職業技能培訓、鑒定工作,平臺設置了電工電子基本技能、電工技能考核等模塊；專業技能與能力訓練實驗平臺,力求體現真實的職業環境,強調應用性和操作的規范性,對于學生提高專業能力和職業能力具有非常重要的作用,設置了化工測量儀表應用技術、虛擬儀器應用技術、電機與電力電子技術等模塊；綜合應用與開發實驗平臺,突出面向工程的,具有行業特色、學科優勢的工程實踐,使學生全面掌握專業技能,增加專業間的知識滲透,使學生保持與行業實際水平基本同步,包括過程控制系統工程實訓、PLC與變頻器實訓和單片機應用技術實訓模塊。

42充分利用區位優勢,堅持校企協同育人

利用區位優勢,以行業為背景,彰顯石油化工行業特色,與專業對口企業簽訂合作項目,完善聯合開展科學研究與人才培養的人才創新機制。以工程案例為驅動使學生校外實習更有保障,學校在培養人才時也更具有針對性,聘請企業一線的人員任兼職指導教師。

通過多年建設,合作成效日益凸顯,既保證了學生畢業后能真正融入企業,實現其社會價值,為裝備制造業的發展提供了有力的支撐；也使得本專業就業競爭力明顯提高,所培養人才在相關行業具有較高的社會聲譽。

多重維度的實踐教育體系的構建圍繞并服務于核心能力培養,強化核心技能培養。通過掌握企業(行業)技術發展動態,準確把握企業(行業)對自動化專業高素質應用型人才需求。四級遞進式實踐課程體系和基于項目、基于問題等教學方法的實施,將課程教學內容和教學方法與培養目標和企業對學生素質能力的要求緊密結合。貫穿課程的系統性實際工程案例教學使學生能夠了解企業的工程實際,避免了學校教育與社會、企業發展脫節的弊端。新的實踐教學體系符合學生身心發展規律,為培養學生綜合實踐能力、創新能力和科學思維創造良好的條件。對學生能力的培養適應經濟社會發展需要,為培養學生的工程能力提供了廣闊的發展空間。

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［基金項目］2012年遼寧省教育廳教育教學改革立項項目；遼寧省高等教育學會“十二五”高等教育研究課題+基于卓越工程師人才培養的自動化專業教學體系的構建與實踐(課題編號GHYB13137)；2011年沈陽工業大學教育教學改革立項。