自動化專業卓越工程師計劃創新實踐教學體系改革探討

王軍茹++劉麗華++王巧玲++付興建

根據自動化專業卓越工程師計劃培養目標，要求注重學生基礎應用和工程創新能力的培養，希望卓越班培養出的工程師具備需求分析、系統設計、系統集成與測試、實施等工程應用實踐能力以及工程項目的組織和管理能力，而這些能力的培養就需要大學四年不間斷的實踐教學體系的配合。大學生創新意識和創新能力的培養需要從實踐中來，并用到實踐中去，探討國家和北京市、學校和學院層面分別可以采取哪些一系列的措施和方法，建立符合卓越工程師計劃培養目標的創新實踐教學體系至關重要。

自動化專業卓越工程師創新實踐教學體系“卓越工程師教育培養計劃”簡稱“卓越計劃”，是教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目。“卓越計劃”的基本目標是面向工業界、面向世界、面向未來，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為建設創新型國家、實現工業化和現代化奠定堅實的人力資源優勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力。

北京信息科技大學在前期應用型人才培養模式改革工作的基礎上，按照教育部的申報要求，于2011年3月正式啟動“卓越計劃”的申報組織工作，2011年12月獲批為第二批卓越工程師教育培養計劃高校，我校的機械設計制造及自動化、自動化、通信工程、網絡工程和軟件工程等5個專業申請加入第二批卓越計劃。

我校自動化專業在國家級特色專業和北京市特色專業建設中已經取得了顯著成就，2010年開始建立自動化專業卓越工程師試點班，2012年正式開設自動化專業卓越班，2015年卓越工程師計劃班從一個班增設為兩個班。在特色專業建設和試點人才培養實踐中，已經積累了一些經驗，成功培養了一批動手能力強，具有創新意識的應用型人才。自動化專業卓越工程師培養計劃逐步走向正規和系統化，但在很多方面尤其是實踐教學方面還在進一步摸索和探討中。

一、自動化專業實踐教學改革

從我校自動化專業卓越工程師班培養計劃修訂上，在自動化專業原有核心課程自動控制原理、現代控制理論、電路分析、模擬電子技術、數字電子技術、微機原理與接口技術、計算機控制系統、電力電子技術、檢測技術與儀表、電機與拖動、自動控制系統仿真、運動控制系統和過程控制的基礎上，增設了智能物聯與感知技術、工業以太網聯網設計與項目實戰、物聯網技術應用與開發、現場總線技術、自動測試設備系統集成與項目實戰、基于PC架構的可編程序控制器項目實戰等實戰類課程，并開設了創新實踐與競賽類相關課程：專業開放實驗、專業引領實戰訓練、專業綜合實戰訓練、創新創業競賽實戰。

自動化專業卓越工程師班培養計劃相對于普通班培養計劃大多數課程的理論授課課時有所縮減，課內實驗和課程設計課時有所增加、實驗項目內容更多、要求更高，這就要求授課老師需要和實驗老師協商，在課堂上采用啟發式教學，并開出階梯型（難度由易到難，循序漸進）、綜合性更高的實驗項目和課程設計題目，引導學生利用課余時間多思考，多練習，彌補課內授課課時的不足。而如何在有限的理論課時內讓卓越工程師班學生實踐能力達到更高的要求，這就需要學校和學院層面大力支持，授課老師和實驗老師積極配合，開動腦筋，對實驗項目的設置、開展做出系統的引導和規劃。

二、創新實踐項目建設

大學生創新意識和創新能力的培養需要從實踐中來，并用到實踐中去，國家和北京市、學校和學院各個層面可以分別給學生提供哪些“實踐”的機會，創新實踐類項目的如何開展和具體實施，在卓越工程師培養中至關重要。

國家和北京市、學校和學院從各個方面加強學生創新能力的培養：國家和北京市每年都為學校提供大學生創新項目經費支持，北京市還為學校提供高水平人才交叉培養“實培計劃”大學生畢業設計（創業類）項目經費支持；我校自動化學院2015年年底啟動創新實踐基地專業引領型學科競賽新生“R-Auto杯”智能小車競速比賽，購置50套設備面向全學院2015級學生開展創新實踐活動；自動化學院各個專業老師開出相應的開放實驗項目，并帶領學生參加智能車、機器人、節能減排、電子設計等國家級、北京市和學校各類學科競賽；一些老師還帶領學生參加自己的科研活動。

從國家到學院各個層面都對自動化專業創新實踐能力的培養做出了各種努力，而這也需要學生的積極配合，首先當學生大學一年級剛進校時需要班主任和輔導員做好專業引領，自覺自學一些預備知識，在適當的時候引導學生主動申請、參與相應的創新實踐項目，一年級上學期先做一些知識儲備，第二學期可以參加學院組織的創新實踐基地專業引領型學科競賽新生“R-Auto杯”智能小車競速比賽；二、三年級時可以參加各個專業老師開設的開放實驗項目，并積極申請和參與國家級或北京市的大學生創新項目和各類學科競賽；四年級可以積極申請進行創業類或實物類畢業設計工作。經過這4年不間斷的國家和北京市、學校和學院、老師和學生的努力和配合，學生創新實踐能力會達到一個前所未有的層次，為將來步入社會走向工作崗位墊下堅實的基礎。

三、校企合作，加強實訓基地建設

我校自動化專業于2003年與研華科技（中國）有限公司建立了合作協議，2011年簽訂了卓越工程師培養協議，并于2012年與研華科技建立工程教育實踐中心，同年獲批北京市校外人才培養基地建設項目，2009年該基地被評為北京市“校外人才培養示范基地”，2013年獲批教育部高等學校“專業綜合改革試點”項目。2013年與北京泛華恒興科技有限公司、北京博創科技有限公司等企業簽訂了卓越工程師聯合培養協議。

自動化專業卓越工程師計劃班和這些單位進行了全方位校企合作，從培養前期的參觀、學習、實戰訓練，到企業老師親臨授課，到后期深入企業一學期進行畢業設計工作，引導學生利用有利的企業資源來進行實戰訓練、實現自己創新實踐能力的培養。卓越工程師計劃企業學習具體來說分為四個層次：專業認識學習、專業工程實習、專業生產實習和畢業設計，參與學生培養的企業導師及外聘專家30余人，校企合作培養總學習時間為40周，學生培養全過程進行深入的校企合作，共同完成培養過程。

在校外實訓基地建設上，還需要進一步加強校內老師和校外企業老師的交流，使校內課堂所講授的理論知識同企業的實戰項目能緊密結合，達到無縫連接，真正達到培養創新實踐人才的目標。

四、創新工程實踐類畢業設計改革

畢業設計是自動化專業卓越工程師計劃最重要的一個綜合性的實踐教學環節，也是學生走向工作崗位前在校學習期間的最后一次理論和實踐機會。畢業設計的成功與否，直接關乎創新人才培養的質量和學生走向社會的適應性，是一個學校教學質量、管理規范化程度和教師學生能力水平的重要標志。

我校自動化專業卓越工程師計劃畢業設計工作由學校老師和企業老師聯合指導。首先，根據本專業的特點，由研華科技（中國）有限公司、北京泛華恒興科技有限公司、北京博創科技有限公司三家企業派出有多年工程經驗的工程師和高級工程師根據企業現有技術、設備和在研項目，開出面向綜合實踐能力提高的畢業設計題目。其次，由學生根據自己的能力和掌握的知識以及興趣愛好對企業老師所出的題目進行選擇。再次，由企業老師對學生畢業設計的具體實施和開展工作進行全程指導，校內老師進行全程理論指導和畢業設計論文規范把握。

由于畢業設計題目是企業的實際項目，直接與社會實際相連，為學生走向社會起到了過渡的作用；題目由學生自己選定，能充分發揮學生的主觀能動性和創造精神，使學生得到綜合訓練，增強實踐創新能力。

五、創新實踐教學體系考核方式

在自動化專業卓越工程師計劃2016年剛剛修訂的培養計劃中，已經將“專業引領實戰訓練”“專業開放實驗”“專業綜合實戰訓練”和“創新創業競賽實戰”直接列為四門選修課程，并規定至少選修6學分，考核方式和其它專業課考核方式一致，這就要求學生在創新實踐類項目參與方面由之前的自愿、少數參與變為必修、普及參與，使創新實踐教學體系的實施更加普及和推廣，讓更多學生受益。

六、創新實踐教學體系取得的成效

我校自動化專業卓越工程師計劃自2012年實施以來，在創新實踐教學體系上已經取得了顯著成績。在全國智能汽車、機器人、北京市“挑戰杯”選拔賽、全國大學生“博創杯”嵌入式物聯網競賽、電子設計競賽中，自動化專業500余名同學獲獎，學生科技作品（腦電波輪椅、Kinect機器人）參加2015年全國科技活動暨北京科技周，得到北京市科委關注，并委托北京電視臺“北京創意坊”欄目組對學生科技作品進行采訪。

雖然已經取得了一定的成績，但是學生創新實踐能力的培養是一個長期系統工程，還需要國家和北京市、學校和學院、老師和學生各級力量的不斷努力，不斷改革和發展專業課程教學模式和實踐教學體系，將各類實踐項目、科技創新活動、實習、畢業設計或論文等環節融入專業實踐教育，更進一步形成立體式實踐教學體系，不斷增強卓越工程計劃學生工程實踐能力，培養具有創新能力適應社會發展的高級技術人才。

參考文獻：

＼[1＼]曹榮敏，吳迎年，王軍茹.控制系統基礎習題及綜合創新實訓項目指導書＼[M＼].北京：清華大學出版社，2015.12.

＼[2＼]《卓越工程師教育培養計劃工作進展報告》編寫組.卓越工程師教育培養計劃的總體進展（2010-2012）＼[M＼].北京：高等教育出版社，2013.

＼[3＼]張慶樂，張麗青，董建.基于卓越工程師培養的環境工程實踐教學體系改革探索＼[J＼].中國校外教育，2014，（12）：432+498.

＼[4＼]漆海霞，張鐵民，邢航.技術應用型自動化專業實踐教學體系研究＼[J＼].大學教育，2013，（17）：118-120.

＼[5＼]張慧妍，王小藝，王立.新時期下自動化類實踐教學的規劃與探索＼[J＼].實驗室研究與探索，2015，（04）：165-168.

資助項目：

1.北京信息科技大學2016年教改立項項目資助（項目號：2016JGYB16，2016JGYB14）；

2.北京信息科技大學2015年人才培養質量提高經費資助（5111523309）；

3.北京信息科技大學2016年研究生教育質量工程類項目（5111623304）。