自動化專業實踐教學環節的改革與探索

李軍紅++洪鎮南++劉華

摘 要：分析自動化專業實踐教學中存在的問題，總結南華大學自動化專業對課程實驗、課程設計、畢業設計、生產實習、課外科技活動等實踐教學環節采取的新模式和新方法，有利于提高教學質量，培養高層次應用型人才。

關鍵詞：自動化專業 實踐教學 教學改革

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0197-02

Reform and Exploration of Practice Education for Automation Specialty

Li Junhong Hong Zhennan Liu Hua

（School of Electrical Engineering， University of South China， Hengyang Hu`nan， 421001，China）

Abstract：In this paper， the problems in practice teaching of automation specialty is analysed and the new methods and models is summed up about course experiment， course design， graduation design， production practice and extracurricular scientific activities of automation specialty in University of South China. This is conducive to improve the quality of teaching and to train high level applied personnel.

Key Words：Automation Specialty； Practice Education； Teaching Reform

實踐教學是高校教學的重要環節，是人才培養過程中必不可少的部分，它對于培養學生的創新意識、動手能力、分析和解決復雜工程問題的能力有著不可替代的作用[1-2]。自動化專業實踐教學環節包括課程實驗、課程設計、生產實習、畢業設計、課外科技活動等五部分組成，該文以南華大學自動化專業實踐教學為例，從上面五個方面分析實踐教學中存在的問題，總結和探索自動化專業實踐教學的新模式和新方法。

1 采取企業跟班為主校內實習為輔的生產實習模式

生產實習普遍存在學生下班組難，因為企業考慮生產、安全等原因，工廠和班組不愿接受，即使分配到班組，由于企業自動化程度的提高，生產管理的規范和嚴格，學生在實習中能看到和觸摸到的東西越來越少，看到的基本是一排排控制柜，聽工程技術人員講課多，動手少。既花費了大量的實習經費，且實習效果較差。針對這一問題，我們采取了企業跟班為主校內實習為輔的生產實習模式。南華大學電氣工程學院與大唐華銀電力股份有限公司耒陽分公司、特變電工衡陽變壓器有限公司、湖南衡陽鋼管（集團）有限公司建立了長期穩定的產學研合作關系，形成了企業跟班為主的實習模式。為了進一步提高實習質量，我們著手打造了校內實習基地，充分利用現有的過程控制實驗室、計算機控制實驗室、工業生產現場總線實驗室、自動化儀表實驗室、PLC創新實驗室等專業實驗室，組織學生校內實習一周，要求每個學生獨立設計、安裝調試一個小系統，如恒壓供水系統、電梯控制系統、電機正反轉控制系統、自動化生產線控制系統等。在校內實習中學生經歷系統的設計、安裝到調試的全過程，能力得到較系統的訓練，彌補了校外實習的不足，提高了實習的效果。

2 注重課程實驗改革，培養創新能力

課程實驗是培養學生的實際操作能力、分析解決問題能力的重要途徑，專業課程實驗肩負著綜合運用所學基礎知識和專業知識，培養學生創新能力的任務。目前高校課程實驗大多是教學儀器開發公司設計好，學生基本是插接線，觀察下結果，學生動手設計少。首先，我們在2017版人才培養方案修訂中增加了綜合性、設計性實驗項目的比例，需要學生動手設計和調試實驗，改變實驗課就是簡單插接線的現象，旨在培養學生綜合運用自動化學科的知識，發現問題，解決問題，讓學生系統把握自動化的專業知識。其次，針對理論性比較強的控制類課程，如“智能控制”、“模糊控制”、“現代控制理論”等課程，在實驗教學中引入MATLAB/SIMULINK，讓學生自己設計控制系統，編程實現控制算法，有助于降低理論的抽象性，提升學生學習的興趣，培養學生的創新能力和綜合分析的能力。例如模糊控制課程實驗中要求學生利用MATLAB集成了模糊控制工具箱，設計直流電機模糊控制系統。

3 注重課程設計教學改革，培養綜合能力

課程設計作為課程的外延，是培養學生動手能力、創新能力和綜合應用能力的重要環節之一。傳統的課程設計只隸屬于各門課程，課程間銜接性較差，不利于綜合能力的培養[3-4]；另外，課程設計較多是參照指導書，查閱手冊，網上搜索模仿設計，往往容易流于形式。在2017版培養方案修訂中，我們安排了電子技術、單片機原理及應用、過程控制儀表、自動化綜合課程設計等四門課程設計。為了加強綜合能力培養，把原來的計算機控制和自動控制系統兩門課程設計整合成“自動化綜合課程設計”，該課程設計綜合了PLC、控制原理、運動控制系統、計算機控制、集散控制等知識。為了解決網上搜索，抄課程設計的現象，我們提高了課程設計的要求，嚴格考核和評定成績，課程設計要求獨立完成系統設計、實驗和仿真，必須制作實物或設計出實際系統，需要有實驗結果或仿真結果，改變了以前單純看設計報告評定成績的做法。由于采取了這些措施，學生的綜合能力有明顯的提高。

4 畢業設計與工程項目相結合，培養工程實踐能力

畢業設計是集學習、實踐、創新相結合的綜合教學環節，學生可將所學知識直接用于實踐，開展科學研究，培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節，與課堂實驗和課程設計相比，具有涉及學科多、時間長、工作量大、解決工程實際問題的特點。目前大多高校畢業設計命題質量不高，假題多，沒有與教師科研和工程實踐結合，很多學生都是網上抄抄完事[5]。就我校2016屆自動化畢業生來看，總人數81人，來源教師縱向課題5個，橫向課題8個，直接參加工程項目的5人，占總人數的22%，比例偏低。針對這種現狀我們采取了如下措施：①指導教師需要不斷提升自己的業務能力和科研水平，積極申報各級各類科研項目，引導學生參與自己的科研項目，同時外聘一些高水平的企業導師，讓學生直接參與企業工程項目的研究，提高學生解決復雜工程問題的能力。②多渠道全方位開展產學研合作，我們先后與湖南核三力技術工程有限公司、中國核工業集團公司272廠、深圳市天鼎微波科技有限公司等廠礦企業簽到聯合培養本科生的合作協議，選派部分能力強的學生直接參與合作項目，組織學生到有關設計部門、設備生產廠家進行參觀和調研，根據設計要求和調研結果，開展畢業設計，做到畢業設計真正與工程實際結合。

5 以智能汽車競賽為載體，積極開展課外科技活動

為解決培養計劃內實踐教學環節存在綜合性和創新性相對薄弱的問題，從培養學生綜合分析與創新設計能力出發，提出了學生專業知識結構從小綜合向大綜合轉變的新構想，以全國大學生“恩智浦杯”智能汽車競賽活動為載體，積極開展特色宣明的課外科技活動。智能汽車競賽要求學生選用設飛思卡爾半導體公司的8位、16位、32位微控制器作為核心控制模塊，通過增加道路傳感器、電機驅動電路以及編寫相應軟件，制作一部能夠自主識別道路的模型汽車，按照規定路線行進，以完成時間最短者為優勝。該競賽涵蓋了控制、模式識別、傳感技術、電子、電氣、計算機、機械等多個學科知識，旨在培養大學生的綜合能力、工程實踐能力和創新意識。近年來，我院自動化專業參加智能小車競賽活動的學生達45%以上，學生的創新意識和解決復雜工程問題的能力明顯增強，學生初次就業率有明顯的上升，效果較好。

6 結語

該文分析了自動化專業實踐教學環節中存在的問題，結合南華大學自動化專業實踐環節的教學實踐，提出了解決問題的具體措施與方法，提高了教學質量，取得了良好的教學效果。

參考文獻

[1] 于微波，劉克平.自動化專業實踐教學模式的改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2011（10）.

[2] 孫優賢.我國工業自動化的發展戰略[M].第1版.北京：高等教育出版社，2007.

[3] 蔡林沁，岑明.自動化專業課程設計實踐創新能力培養策略與方法[J].教學園地，2012（5）.

[4] 方健，劉君義.自動化專業綜合課程設計模式的構建[J].吉林工程技術師范學院學報，2008（9）.

[5] 鄧方，陳杰.自動化專業本科畢業設計現狀分析與新模式探索[J].實驗實踐教學，2013（28）.