國內自動化專業核心能力培養研究

摘要：本文以上海電機學院為例，從課程設置的角度，闡述了構建國內自動化專業學生核心能力培養體系的方法。分析了自動化專業的課程設置，并圍繞“系統”與“控制”構建了理論教學與實踐教學體系。從優化課程體系、加強實踐環節、教學法改革以及提高教師的應用能力四個方面討論了培養自動化專業學生核心能力的途徑。

關鍵詞：專業核心能力；自動化專業；課程體系；系統；控制

應用型本科院校是我國高等教育大眾化發展過程中出現的一種高等教育新形態，主要是在本科教育層次為進入應用科學和現代技術領域就業的學生提供為期4年的學術和職業準備的教育[1]。近年來，伴隨著我國自動化產業的迅速發展，目前與自動化專業相關的崗位約有上百萬，同時在各類高校自動化專業在讀本科生約有上百萬，其中，每年有20多萬人將從事與自動化專業相關的工作崗位。用人單位對畢業生的職業能力有了更高的要求，應用型本科院校應以職業標準為導向，以專業核心能力的培養為核心，強化實踐課程，大力培養學生的動手能力，為企業培養高質量應用型人才。

專業核心能力是本專業所特有的針對社會專業領域的能夠履行崗位職責的實際能力。專業核心能力首先是一種實際工作能力，其次是一種專業能力，此能力可為學生今后的事業發展提供主要能量，是學生可持續競爭優勢與新事業發展的源泉[2][4]。專業核心能力的培養旨在加強專業技能訓練和提高知識運用能力，“重實踐、強能力”。

根據技術應用型本科自動化專業的人才培養目標定位，必須明確自動化專業行業培養的人才應具備的專業核心能力。自動化專業的專業核心能力包括核心知識和核心能力兩部分。核心知識主要指與“控制”和“系統”相關的課程內容，而核心能力主要包括工程實踐能力和創新能力。面對自動化對象不斷擴大、自動化理論不斷發展的今天，掌握上述核心能力的學生不但可以通過自學獲取新知識、新理論、新方法，而且可以靈活的運用這些知識和方法，這樣的學生就是我校提倡培養的應用型人才。

我校自動化培訓模式正大力推行“能力+證書”人才的培養，以需求為導向構建企業課程體系，為企業實踐教學方法，增強教學的針對性和實效性。此外，我校致力于獲得行業資格證書和國家認可證書來指導學生的職業能力，從而提高學生的能力，職業生涯的發展更順暢。這是我校提高自動化專業人才培養質量的一項創新。

1 自動化專業的核心能力培養體系

技術應用型自動化是一門涉及數學、物理、計算機、電子信息科學以及生命科學等的交叉性學科[5]。現代社會，伴隨著信息化時代的來臨，自動化控制技術發展迅速，自動控制理論也再不斷的更新，自動化專業知識的更新是客觀存在，我們無法控制的。這對高校教師講授課程帶來了挑戰，怎么樣才能適應自動化專業學科發展的需求，有針對性的向學生講授課程面臨的巨大的挑戰。但是不管學科怎么發展，總有些穩定不變的核心知識，這些核心知識據據是老師傳授知識時應該抓住的關鍵。

我校自動化專業的核心知識是“系統”與“控制”，在向學生教授課程的同時，注意引導學生用系統的理念分析問題，如果學生具有這些知識并具有現場數據采集和自動化系統編程的實踐和分析能力，也就具備了專業核心能力。

為了突出應用為本的的辦學特色，我校制定了適合自己的核心能力體系。

1.1 核心能力知識平臺體系

自動化專業核心知識平臺包括基礎課、專業基礎課和專業課。

基礎課只要包括高等數學、大學物理、大學英語、計算機基礎、電路分析等。由于不了解學科和專業的聯系，學生對于上述基礎課程的學習大都是孤立進行的，因此可以通過實驗課、課程設計等環節讓學生了解基礎知識在控制系統中的應用。另外，通過組織數學建模等競賽，讓學生對系統有初步的了解，培養學生的學習主動性和學習興趣。

專業基礎課包括自動控制原理、電子技術應用、計算機網路與應用、信號與系統、控制系統建模與仿真、檢測技術等課程。這些課程都是和控制學科緊密相關的。通過學習上述課程，學生對基礎知識在控制領域的應用應該有了一定的了解和掌握。通過開設實踐教學環節，如控制系統的仿真和設計、系統實驗等，學生可以進一步加強對基礎知識和原理的理解。

專業課主要有：過程控制、計算機控制技術、DCS（Distributed Control Systems）現場總線等。通過實驗課程的學習，學生可以進一步體會到自動化專業中控制的內涵。

1.2 核心能力培養體系構建

每個專業都需要多種核心能力，要求學生掌握所有的能力幾乎不現實，因此，我校只要求學生掌握其中的一到兩種能力即可。針對自動化專業的特點，學生應掌握以下能力：

1）以單片機技術為核心的計算機控制系統的設計及應用能力。學生能夠運用單片機應用技術、電子技術、檢測技術等完成控制系統的設計、運行與調試。開設的主要課程有數字電子技術、模擬電子技術、微機原理與接口技術、C語言程序設計、自動檢測技術、計算機控制技術、課程實驗、課程設計等。學生通過學習這些課程，能夠掌握課程的基本知識，并具有計算機系統的設計和實現能力。

2）以現場總線技術為核心的自動化系統集成的應用能力。主要課程有電路分析、電機與拖動基礎、PLC原理、組態軟件應用技術、過程控制、課程實驗等。通過開設這些課程，使學生掌握基本原理并具有控制系統基本的應用能力。

3）以可編程控制器技術為核心的電氣控制系統的應用能力。學生應具有一定的工程實踐和編程能力。開設的課程主要有：自動控制原理、數據庫設計、計算機網絡技術、通信原理、課程設計等。通過開設這些課程，學生能夠掌握課程基礎知識，并具有系統自動化設計和分析的能力，能夠完成系統設計、儀器設備的選擇、程序調試等。通過上述理論課與實踐課程的學習，學生能夠不斷加深和掌握各種核心能力的應用。結合本專業其他課程的學習，學生已經具備了自動化專業的核心能力。

2 自動化專業核心能力的培養途徑

自動化專業核心能力的培養途徑將從下面四個方面展開：

2.1 優化課程體系

針對自動化技術的不斷變化發展，教學內容應進行適當調整，刪除理論較深的一些課程，如數字圖像處理、模式識別等課程，加入一些強調自動控制實驗相關的課程，如：在自動控制原理課中，開設控制系統實驗，這樣學生可以在實驗中了解控制系統的基本結構和組成，掌握控制系統中控制器、傳感器以及執行器的具體作用；在過程控制課中，開設與溫度、液位、流量等變量相關的單回路控制、級控制、前饋控制等控制系統的設計，分析不同的控制方法對系統控制性能產生的影響；在電氣系統的Matlab仿真課中，學生通過Simulink仿真環境對各類離散控制系統、連續系統進行建模和仿真。

2.2 加強實踐環節

注重培養學生的實踐能力和創新能力。根據“技術創新和應用為本”的理念，我校建立了一個實踐性教學平臺，用于培養學生的實踐能力和創新能力。實踐教學分為專業實踐教學和課程實踐教學兩類，著力重培養學生的工程實踐和系統設計等能力，通過實驗課、畢業設計、教學實習、社會實踐等多種形式呈現。

2.3 教學法改革

為了適應現代教學理念，我們的師生互動研究項目教學法的普遍實施，教師為主導的教學法與其他教學方法，發揮學生的主動性完全在教學中，引導學生探究問題，思考和分析問題的能力，培養學生的。

教學過程中，注意培養學生的創新意識和團隊合作等中和素質，提高學生應用知識的能力、觀察力，從而形成可以應到實際的自動化專業的核心能力。

3 提高教師的應用能力

學生的核心能力是應用能力，這對于我校教師提出了新的要求，教師在教學過程中具有很強的科研能力以及實踐操作能力。教師可以將科研引入到課堂，理論聯系實際，做到產學研一體相結合。教師除了正常的教學活動外，還要積極的參與實驗室建設以及自己的科研工作。此外，教師還要依據市場調研、數據分析、專家的行業分析、自動化專業的職業標準等對自動化專業的課程的教學目標、教學內容、教學方法等進行適當的修改和調整。

我校注重產學研合作，探索校企合作的長期有效發展模式，提高畢業生的專業核心能力，把提高學生的動手能力和創新能力落實到實處。學校給青年教師提供了為期一年的掛職學習訓練。同時，教師從企業聘請了一些知名的高級工程師作為學生畢業設計的校外指導老師，不定期開展學術交流，進一步推動了校企合作的體制。

4 結語

本文基于自動化專業核心能力培養的理論，討論了核心知識體系的構建以及人才培養目標和課程設置的體系。通過開展理論課程與實踐課程相結合的教學方法，培養了學生的動手能力和創新應用能力。從課程優化、加大實驗環節、教學法改革、加強教師的應用能力等方面，分析了自動化專業核心能力的培養途徑。

參考文獻：

[1]夏建國.基于人才分類理論審視技術本科教育人才培養目標[J].中國高教研究，2007，16（5）：58.

[2]謝世平.應用技術型本科人才核心能力培養研究[J].決策管理，2008，9（15）：69.

[3]黃寶雯，張瓊.核心競爭力與學生核心能力培養[J].中國高校科技，2011，25（10）：6264.

[4]張向鋒，劉軍，技術應用型本科教育自動化專業核心能力培養研究，The 3rd International Annual Conference on Teaching Management and Curriculum Construction，2012：136139.

[5]高等學校自動化專業教學指導分委員會編. 高等學校本科自動化指導性專業規范[M].高等教育出版社，2007：28.

作者簡介：劉永慧（1986），博士，講師，上海電機學院電氣學院自動化系。