新工科背景下自動化專業應用型人才培養研究

劉成芳 顧雅青

（山東華宇工學院 山東 德州 253034）

教育部新工科教育改革戰略，是立足于“中國制造2025”戰略發展要求提出的新命題，同時也是對新一輪產業革命帶來的挑戰的積極應對。新工科是相對于傳統工科而言的，是基于新產業的動態概念，“工科”依然是其本質，“新”是其發展的取向。新工科的發展，既要設置新興的工科專業，又要以互聯網和人工智能為中心，推動傳統工科專業的優化升級。自動化專業是應用型工科專業，在新工科背景下，加強自動化專業人才的培養對于推動經濟發展有重要的作用。高校作為人才培養的基地，要結合行業需求，在適應產業和經濟發展的基礎上，創新培養路徑，培養專業理論扎實、實踐創新能力強的高素質工科人才。

一、新工科對自動化應用型人才培養的要求

高校的應用型人才培養與研究型人才培養不同，是以行業應用為本，突出行業的特色，通過理論與實踐教育，讓大學生能夠做到學以致用，滿足行業發展需要。新工科背景下，自動化應用型人才培養的理念要新、人才培養的模式要新。要在深入研究國內外工程教育改革經驗的基礎上，提出教育新理念，完善課程體系，加大實踐教學力度，培養專業人才。自動化專業是涵蓋多學科的綜合性專業，對于人才培養的要求較高。自動化應用型人才既要掌握扎實的基礎知識，又要具備豐富的自動化專業理論知識，同時，還要具備較強的實踐能力、創新能力。該專業人才要有自動化技術控制的初步設計能力、自動化技術的研發、設計及自動化系統的應用與維護能力等。[1]傳統的自動化專業更加注重機器自動控制和操作，但是在互聯網、人工智能快速發展的背景下，產品的設計、生產管理等都在向信息化、智能化的方向發展，因此，高校的自動化專業人才培養需要更新培養理念，結合地方經濟發展，在產業需求的基礎上，由單一的學科培養向多學科交叉融合的方向發展，培養行業需要的人才。

二、當前自動化專業應用人才培養存在的問題

1.人才培養理念滯后

在人才培養方面，由于培養理念的滯后，導致人才培養與行業需求偏離，不能滿足經濟新常態下企業對人才需求的新標準。有的高校自動化專業與區域經濟發展融合不夠；有的多年未進行改革創新，依然采用研究型人才培養的模式，導致課程設置不合理，教學體系不完善，畢業生對口就業率不高；甚至有的大學生要轉行到其他行業發展，社會資源的隱形浪費比較嚴重；還有高校把應用型人才的培養等同于職業技能訓練，把人才培養“職業化”，導致自動化專業的廣度和深度不斷縮小，不利于學生畢業后的持續發展。

2.教學模式陳舊

自動化專業的教學主要分為課堂教學和實踐教學。在課堂教學中，灌輸式的教學模式仍占主要地位。在大班授課模式下，在有限的課堂時間內，雖然通過教師系統的知識灌輸可以讓大多數學生接收到新的知識，但教學效果卻很難達到預期。自動化專業屬于應用型的工科專業，理論性很強，單純的灌輸式教學會讓大學生失去學習的興趣。實踐教學過程中，課程實驗存在形式化的問題。[2]與專業相關的實驗多是驗證性的實驗，很少有關于設計的綜合性實驗，大學生的發散性思維得不到有效發揮，雖然開展了實驗教學，但是大學生總體上的實踐能力不強。

3.師資隊伍建設不足

自動化應用型人才的培養，要加強對大學生專業理論知識的傳授，還要有大量的實踐教學活動來幫助大學生深化專業知識，這就需要有技術應用型的教師作支撐。但實際上，我國很多高校的專業課教師都是畢業后直接到學校從事教學工作，這些教師理論知識豐富，實踐經驗欠缺，只能以理論教學為主。教師本身的工程意識比較弱，加上實踐能力不足，很難為大學生的實踐教學提供有效的指導，實用型人才的培養效果也難以達到預期。[3]

三、新工科背景下自動化專業應用型人才培養策略

1.以行業需求為導向，更新人才培養理念

任何學科的持續發展都要以經濟發展與行業需求為基礎，自動化專業的實用人才培養要將出發點和落腳點放在學生身上。培養的過程要注重理論與實踐的有機結合，有效地縮短理論知識和實際應用要求的距離。要摒棄傳統的、封閉式的人才培養模式，由單一的學科培養向多學科融合培養轉變。比如加大與農業工程、機器人工程、生物工程等學科的融合，鼓勵學生跨學科、跨院系選修其他和自動化相關的課程，實現多學科交叉培養。結合學生的實際，建立多元的人才培養體系，實施分層次培養，為學生的自由發展創造條件。針對多數大學生，以培養專業技能，提高其就業創業能力為主。結合行業需求，以就業創業為導向，加強專業理論知識及實踐教學，提升其綜合素質，提高就業競爭力。對于少數專業知識扎實、學習能力強的大學生，可以開展“1+X”的拓展教學，除專業知識以外，開展管理、工程等領域的知識，培養一專多能的復合型人才。[4]通過多元的人才培養體系，分層次培養，既做到了因材施教，發揮了學生的學習主動性，又可以滿足行業對人才的多元需求。

2.創新教學模式，提高教學效果

新工科背景下的自動化專業應用型人才的培養需要優化教學方式，提高教學效果。自動化專業的知識點缺少人文特色，以公式推導、計算為主，晦澀難懂，很難引起學生的興趣。因此，在專業知識教學過程中，教師要在傳統教學的基礎上，合理應用多種教學方式。如用工程案例來豐富教學內容，引導學生積極參與；科學地采用探討式、個性化的教學方式，發揮大學生的主體作用，引導其通過分析、探討提出解決問題的方案；利用慕課、微課、混合式教學等新興的教學方式，不斷提高大學生對專業知識的掌握程度，夯實專業理論基礎。課后布置相應的作業，使學生鞏固課堂知識，檢驗學習過程中有哪些不足，有針對性地進行彌補。此外，優化實驗實踐教學方式。實驗課是自動化專業校內實踐的主要方式，應該盡量減少驗證性的實驗，增加設計性的綜合實驗，改變理論教學與實驗教學割裂的現狀，激發大學生的參與興趣，提高其動手能力，培養其縝密的思考能力。可以根據不同學習階段設置難度系數不同的實驗，讓大學生都參與到實驗過程中，避免實驗教學形式化。設置基礎性實驗和綜合性研究實驗，為不同基礎的大學生提供實驗機會。基礎性實驗主要鍛煉大學生的基本生產操作技能，掌握實際生產中的儀器設備的規范使用和操作規程。綜合研究性實驗是在基礎實驗的基礎上，將不同的實驗單元用一個工藝流程組合起來，強化大學生對實際問題的解決能力，培養大學生的工程意識。在實驗教學過程中，可以鼓勵有興趣的學生參與實驗室的儀器、設備的日常維護，提升學生的實際工程能力。

3.以賽促學，搭建創新實踐平臺

自動化專業應用型人才具有專業性、實踐性的特征，只有不斷實踐才能提高應用能力。除了加強專業課程理論實踐教學外，還要和相近專業的人才競賽，來驗證教學效果。首先，結合校園的“第二課堂”搭建創新實踐平臺，提高大學生的工程實踐能力。可以利用興趣小組、專業強化班等，將競賽的內容引入其中，通過教師的引導，大學生的主體參與，更好地培養大學生的工程創新能力、設計能力及發現問題、解決問題的能力。同時，鼓勵大學生參與省內、國內的學科專業競賽，以競賽為突破口，有效補充常規教學存在的不足，提高大學生對專業知識的掌握，提升其動手實踐能力，促使其學會主動思考，將知識不斷內化。[5]通過競賽，還能讓大學生檢驗自己的理論知識掌握程度，查漏補缺。教師在指導大學生的過程中，能發現學生存在的問題，給予有針對性的指導，同時優化教學設計，真正做到以賽促學、以賽促教、以賽促改。在競賽過程中，還可以培養大學生的職業素養和工程素質，為應用型人才培養奠定基礎。

4.加強校企合作，構建協同共育的培養模式

加強校企深度合作，為大學生的實踐教學提供平臺。為促進校企更深度的合作，高校可以成立專門的工作小組來解決校企合作過程中出現的問題。為調動企業參與的積極性，可以優先安排優秀的大學生到企業實踐，大學生的省級、國家級競賽可以掛合作企業的名稱參賽，優秀畢業生優先提供給合作企業等，提高企業參與人才培養的積極性。在人才培養方案的制定過程中，邀請企業專家，或到企業內征求專家的意見，共同研討人才培養的目標及具體的課程設置等內容，深度結合企業的人才需求，制定合理的培養方案及教學大綱。加強校企互動，確保大學生四年不間斷地參與企業實踐。[6]在大學一年級，安排大學生到企業參觀，了解企業的實際生產過程。定期邀請企業內的專家到校講學，也可以在企業開展現場教學，讓大學生更了解行業動態。在大二、大三期間，安排大學生進行企業工程實踐。在校企合作的實踐教學基地，由企業工程師按照企業的生產模式對大學生進行專業的指導，實現課堂教學與生產現場的結合。大四年級主要安排大學生到企業頂崗實習，采用員工式管理，讓大學生盡快適應崗位要求。在畢業設計階段，由企業的工程師按照企業的生產需求指導大學生的畢業設計，讓畢業設計不再流于形式，和企業的生產緊密結合。通過校企合作，提高大學生的實踐能力，為其走上工作崗位奠定基礎。

5.加強雙師型師資隊伍建設

教師是人才培養的主要力量，無論教學方法的創新還是課程內容的優化設置，都是為了提高人才培養的質量。具體的培養工作需要教師來完成，通過教師的教學引導，提高大學生的理論知識積累和實踐能力。因此，自動化專業應用型人才培養，對師資力量建設提出了更高的要求。要求教師除了具備專業的理論知識外，還要有豐富的教學實踐經驗。在新工科背景下，高校要加強人才的引進和培養力度。首先，按照自動化專業人才培養的要求，引進相關專業的優秀人才。優秀的教師及有多年企業工作經驗的相關技術人才都可以作為引進對象。積極引進優秀青年教師，保證教師隊伍的發展活力，同時也要返聘資深的退休教師，利用其豐富的教學經驗來提高人才培養質量。采用老帶新、定期交流、觀摩教學等形式來逐漸提高教學技能。[7]搭建教師培訓的平臺，通過定期的培訓提高教師的教學能力、專業素養和道德水平。定期考核，確保培訓有效果。其次，借助校企合作，讓專業課教師定期參與企業的一線生產工作，在企業的實踐中不斷提高教師的實踐教學能力。同時，聘請企業的專家或一線研發人員擔任自動化專業課的兼職教師，為大學生帶來前沿的技術教學。

四、結語

目前，高校的自動化專業應用型人才培養以學科建設為主，導致大學生不能很好地將理論知識運用到實踐中，這種理論與實踐脫節的人才培養模式不能滿足行業和崗位的要求。在新工科背景下，高校應該創新教學理念，拓展多元的培養路徑，加強校企合作，形成人才培養合力，以提高人才培養質量。