新工科背景下自動化專業課程體系建設研究與實踐

李靜 艾志偉 徐龍

[摘 要] 針對目前自動化專業課程設置中存在的知識前后不連貫、學時和課程進度不合理等問題，圍繞“新工科”提出的人才培養目標要求，對自動化專業課程體系進行了改造升級。該文創建了分模塊設置的核心專業課課程體系，提出明確實踐教學主題的方法以落實工程教育理念，最后討論了創新創業教育的多種形式。該課程體系建設是新工科背景下自動化專業人才培養探索的重要改革舉措之一。

[關鍵詞] 新工科;課程建設;實踐教學;創新創業

[基金項目] 2019年度廣西高等教育本科教學改革工程項目（2019JGA337）

[作者簡介] 李 靜（1983—），女，碩士，桂林航天工業學院副教授，主要從事焊接機器人研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）23-0171-02? ? [收稿日期] 2019-11-25

2017年2月，國家教育部發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》，對新工科建設進行全面部署和安排，著力發展新興工科專業并對傳統工科專業改造升級。新工科要求，培養工程實踐能力強、創新能力強、具有國際競爭力并能適應未來發展的高素質復合型新工科人才。在新工科建設的指導思想下，全國各高校新工科建設如火如荼地開展起來。

新時期下，課程體系建設必須把握基礎性、前瞻性、實踐性的原則，堅持彌補原有課程體系中存在的不足，堅持應用新技術、新工藝替代陳舊的知識和方向，堅持加強工程教育和創新實踐教育結合，堅持著眼于提高學生的綜合素質，使培養的學生真正能夠適應社會需求，在未來社會中有較強的競爭力。

課程體系建設主要包括以下幾個方面。（1）科學重構理論課程體系，更新并優化教學內容;（2）以“工程教育”理念革新實踐教學;（3）開展創新創業教育實踐。

一、自動化專業課程體系現狀

桂林航天工業學院自動化專業是廣西壯族自治區“14+10”千億元產業的核心支撐專業之一，本專業適應地方社會經濟發展和國家航天航空事業發展需要，始終以人才培養為中心、以強化特色為支撐、以培養自動化領域高素質應用型人才為廣西自動化產業鏈及工業發展做出貢獻為目標。

1.現有的核心專業課程設置缺乏系統性、連貫性，較獨立分散，關聯性較強的專業課開課學期錯開太長。譬如“電力電子技術”“電機與拖動”“運動控制”這三門課的知識體系是前后相互聯系的，理應按順序學習這三門課，學完后學生應學會運用電子中的整流、變頻等技術控制電機運動。

2.部分專業課的課程內容重復、過時。例如現有的課程設置中既開設“微機原理與接口技術”，又開設“單片機原理與應用”。這兩門課程雖然分別介紹不同的CPU，但兩門課硬件資源相似，理論、原理類似。重復學習相似內容，造成課時浪費。“電氣控制技術”課程中也涉及了PLC控制的一些基本知識，但同時又開了“PLC控制技術”課程，教學內容部分重復。類似的還有“傳感器與檢測技術”和“現代檢測技術”兩門課中關于檢測技術方面知識重復。

3.專業課的課程進程設置不合理。現有專業課的安排有的學期課程多，有的學期課程少，各學期的學生工作量分布不均。如大四第一學期，學生既要學習5門以上的專業課，同時還要兼顧找工作、考研等，學生負擔重，學習效果不理想。還有部分課程課時安排不合理，重要的專業課沒有足夠的課時保證，如“PLC控制技術”“單片機原理及應用”都是自動化專業重要的專業課，僅48學時，學時偏少。

4.實踐教學內容沒有突出綜合應用性和工程性。首先，理論課程中所含實驗大部分是驗證性實驗，開放性實驗較少。其次，每學期期末雖然都安排了課程設計和專業實訓，但是課程設計內容和實訓內容僅圍繞單門專業課知識展開，沒有綜合性，缺乏系統和工程實踐性以及創新性。這不利于培養學生的綜合應用能力和工程實踐能力，更無需談創新能力。

5.現開設的課程中尚未看到新技術、新知識的身影。在“互聯網+”、大數據、人工智能等技術的推動下，自動化技術發展迅速，人工智能與其密切相關。要培養適應新時代大發展的自動化人才，需要把新技術、新知識納入課程體系中。

二、課程體系建設

（一）科學重構核心專業課課程體系

根據桂林航天工業學院校發《桂林航天工業學院2019版人才培養方案原則意見》的文件精神，同時適應“新工科”要求，通過結合新技術，重新優化了課程體系，砍掉重復性課程，科學設置課程模塊，根據模塊設置核心專業課課程，依據專業知識的前后連貫性重新安排了課程修讀學期，增開與自動化相關的新技術作為專業選修課程。每個模塊的課程按專業知識先后排列，課時依據課程的重要性設置。在保證掌握基礎知識的前提下，統籌教學內容，整合教學資源，優化課程體系，合理安排了課程進度，學時安排恰當。把原來48課時“微機原理與接口技術”和48課時的“單片機原理與應用”合并為64課時的“單片機原理與接口技術”，合并后的課程整合了原來兩門課程的教學內容。把原來56課時的“傳感器原理”和40課時的“現代檢測技術”合并成64課時的“傳感器原理與檢測技術”一門課，既講傳感器原理又講檢測技術。設置的核心專業課程是連貫的、系統的、科學的。同時，還分別在第6學期和第7學期開設了與自動化專業相關的人工智能、機器視覺、大數據等新技術作為專業選修課，從而拓寬學生的專業視野，提高學生畢業后適應社會需求的能力。

（二）優化教學內容

教學內容既要夯實基礎，又要因時而變。圍繞新技術，新知識等更新教材中的部分知識內容，制定了適應社會發展要求的教學大綱。如“傳感器與檢測技術”課程減少了傳感器過多的原理介紹和非線性誤差分析等理論性太強的內容，給學生增加了智能傳感器、模糊傳感器、網絡傳感器等新知識講解，上課時學生對這些新知識表現出了濃厚的興趣。

（三）“以工程教育”理念構建實踐教學內容

桂林航天工業學院以培養高素質應用型人才為目標，這與“新工科”培養工程實踐能力強的人才目標相一致。實踐課程體系主要包括獨立開課的實驗和每學期的課程設計或實訓。獨立開課的實驗要有若干個綜合性實驗和開放性實驗，才能達到綜合應用和創新的目的。課程設計或實訓首先需明確學生到大四要實現的系統目標，根據目標確定幾個系統主題，然后圍繞具體的主題設置大一到大四每學期的課程設計或實訓內容。

（四）開展創新創業教育

“新工科”建設要求培養創新能力強的高素質復合型人才。修改后的課程設置增加了“工程師職業素養”“創業基礎與實踐”“創新實踐”三門課程。當今大學生大多數缺乏創新創業意識，這三門課程從理論上培養了大學生的工程職業意識與思維、工程職業品質以及自主學習自主創新創業等的理念與方法等，為他們未來就業和適應社會發展提供學業保障。

三、結論

自動化專業課程體系緊密圍繞新工科建設要求展開，更新后的課程體系不但注重基礎，而且融入了新技術、新知識。通過明確實踐教學內容，使學生的綜合應用能力和工程實踐能力培養落到實處。總之，與原來的課程體系相比，自動化專業新的課程體系在課程結構上、工程實踐和創新能力培養方面取得了較大的突破與進步。

參考文獻

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[3]韓璐，邱存勇.新工科下自動化專業電力傳動相關課程的教學改革研究[J].學科探索，2019，9（26）：46-47.

Research and Practice on the Construction of Curriculum System of Automation Specialty under the Background of Emerging Engineering

LI Jing，AI Zhi-wei，XU Long

（Guilin Institute of Aerospace Technology，Guilin，Guangxi 541004，China）

Abstract：In view of the problems such as the incoherence，the unreasonable class hours and? progress in the course of the present automatic professional courses，the reform and upgrade of the curriculum system of the automation specialty are carried out according to the requirements of the personnel training objectives proposed by the Emerging Engineering Education.This paper gives the curriculum system of the core specialized courses set up by the sub-module，puts forward the method of making clear practice teaching theme，and finally discusses the forms of the business startups and innovation education.The construction of the curriculum system is one of the important reform measures of the personnel training in Emerging Engineering Education.

Key words：Emerging Engineering;curriculum construction;practical teaching;innovation and entrepreneurship