新時期自動化專業教學改革探索

張慧妍 金學波 孫曉榮

摘 要：文章以北京工商大學為例，根據學校發展定位，從目前自動化專業教學現狀與存在的主要問題出發，提出了自動化專業教學改革的策略。

關鍵詞：自動化；教學改革；高校

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）06-0075-03

2011年7月隨著教育部、財政部關于“十二五”期間實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”意見的發布，指明了實施“本科教學工程”是我國高等教育在新時代需求起點上科學發展的方向。

基于此，北京工商大學通過開展聘請專家來校講座，去兄弟院校走訪調研，設立專項教改項目支持等多種方式進行了積極的探索，確立了人才培養在學校各項工作中的中心地位。筆者所在自動化專業作為學校教學改革首批4個試點專業之一，對本專業的教學情況進行了集中的分析、梳理，提出了可供參照的改革規劃，并進行了初步的實踐探索。

一、自動化專業教學現狀與問題

高校的教學目的是要構筑與時代發展趨勢與特點相適應的現代教育教學體系、人才培養模式、教學內容與課程體系、教育教學方法體系[1-2]。

近幾年我國高等教育事業蓬勃發展，使得更多的中學生能夠進入高等院校學習，但是各大院校普遍反映大學生入學時的整體知識水平比過去相對較低，對于市屬院校這種情況尤為突出。此外，就業/升學渠道的多樣化，新知識與技能的不斷涌現、市場經濟對學生的成才與擇業的沖擊，都對高等學校本科教學質量具有直接的影響。

高校教學改革的主要目的之一就是培養學生的創新意識和實踐能力，使其成為能夠適應環境和條件的變化以更好地滿足國家經濟和社會發展的應用型、復合型和拔尖創新人才的需要。從目前教學現狀看，自動化專業還需要解決以下問題。

（一）課程設置不合理

教學過程是融合了教師的教與學生的學兩個過程。對于以哪個主體為主導，一直存在不同的看法。但都基本認同教是一種外化過程，學是一種內化過程這一觀點[3]。

眾所周知，工科學習過程具有明確的層次性與嚴密的結構要求。深厚的數學與物理基礎是后續進行深層次學習的前提保證；后續專業基礎課的全面掌握是學生獨立性與創新思想立足的基石。而隨著科學技術的不斷進步及國家戰略政策的調整，新興產業對人才培養的需求不多增長，眾多學生與家長渴望新型知識與技能進入課堂以實現就業與畢業零接軌的愿望也是十分迫切的。因此，在目前學制不變，課堂學時要壓縮的前提下，如何通過合理、科學地進行課程設置至關重要[4]。

（二）課堂教學質量不理想

課堂教學是學生獲取理論知識的重要途徑。目前存在部分工科教師上課只注意講解知識點，而不注意啟發學生思考。也有部分教師上課經常提問，但未考慮所提出的問題的梯度性與含金量。

另一方面，學生課堂紀律性不強，遲到、早退，課堂上僅限于做“忠實”的聽眾，并未真正做到身心參與其中。因此，如何設立合理的教學質量評價體系，形成有原則的導向，促進師生合作形成良好的、實質性的師生互動局面也是目前面臨的一個急需解決的難題。

（三）實驗課與實踐課過程缺少監控

實驗課與實踐課的設立對于引導學生形成自主探究與合作學習具有重要作用。如何上好實驗課與實踐課，對于學生后續創新精神、自學能力以及獨立思考等良好品質的培養具有重要作用。

由于高考不考實驗技能，目前除少數經濟、文化發達地區外，中學的教學普遍采用“滿堂灌”的教學模式。學生進入大學后的實驗課與實踐課多數面臨基本從“零”開始的培養現狀。筆者在大三的專業基礎課、專業課教學工作中發現部分學生甚至不知道實驗課前要做預習。學生在實踐類教學活動中習慣于選擇相對學習成本小的“以問代學”方式，而不愿花費時間通過實驗實現獨立實踐能力的自我提高。

這樣，雖然教師上實驗課與實踐課非常辛苦，不停地幫助學生解決各種細節問題以期完成實踐教學規定的任務，但未實現督促學生動手、動腦的教學目的，助長了學生對問題不作深入探究、不愿認真鉆研的惡習。長此下去，勢必形成學生在學習上淺嘗輒止的浮躁個性。因此，作為校內實際能力測試平臺重要組成部分的實驗與實踐課，如何上好，如何進行過程的考量還需斟酌。

（四）專業教育引導滯后

為鼓勵學生堅持高強度的學習以通過高考競爭，部分中學教師的“大學一切美好論”在大一就面臨如何兌現的問題？專業滿意度不高、多彩的社團活動、難懂的高等數學與學習專業有何用處等等一系列的疑惑如何及時地協調解決？非常關鍵，其中專業教育是大學教育不同與中學教育的一個突出特點，也是部分學生用以逃避大學期間不努力學習的一個借口。如何培養學生的專業熱愛度？這些問題在新的歷史時期應考慮并提出新的解決方法。

二、自動化專業教學改革探索

北京工商大學自動化專業于1980年開始招收本科生， 2005年被評為北京市品牌專業，經過多年建設，已為專業發展搭建了堅實廣闊的理論與實踐平臺，并且在國內自動化專業中率先提出并建立了具有鮮明工商結合、管理控制一體化特色商業自動化方向，以培養適應首都經濟和社會發展需要的復合性應用人才。

（一）優化課程體系

針對所面臨的問題，提出應堅持“強化基礎，重視實踐”雙線并行的課程體系構建原則。指出若沒有深厚的數學與物理知識，本專業學生的發展后勁不足；沒有實踐應用的錘煉，不能培養學生獨立解決實際問題的工程素質。

基于此，專業構建課程體系時注重了從知識邏輯體系向技術邏輯體系轉變。即按照人類獲取知識的流程，通過以應用需求為驅動，進行逆向推導與分析，確定專業內的課程體系結構。

例如，通過調研自動化專業的人才需求標準，結合自動化專業定位，為首都現代服務業、國家輕工業等領域培養復合型、應用型人才，設定自動化專業培養目標如表1所示，而目標的實現是通過對應具體能力來獲取的。

實踐中應將關聯性較強的課程組成課程模塊或課程群。這樣，不僅有利于知識點的流暢銜接，而且可以確保課程模塊間實現知識點的不重復。具體課程是否有開設的必要，需分析其在提升學生綜合素質與專業能力方面的作用，以有效實現傳統知識、新興技術的合理取舍。

（二）創新教學內容與方法

教學內容的壓縮與擴展主要看其是否有利于培養、提升如表1所列需能力的作用。

教學方法方面除了應繼續完善、深化傳統的課堂理論講解教學，強調手腦并用的實驗、實踐類教學外，還可采用討論式教學、情景式教學，以增強課堂教學吸引力，切忌照本宣科。要做到不僅要與學生互動，還需留給他們思考的空間，從而激發學生的求知欲與學習的內在動力。其中借鑒文科具有突出特色的案例教學方式可以方便學生更好地理解自動化系統設計與實現的流程與框架。

此外，教學工作的良好開展是需要師生雙方面努力協調，共同合作的。一方面需強調教師在教學過程的對知識點的層次性展開以便由淺入深的帶動學生，將新知識點與學生已有的知識體系建立聯系，進而將新知識納入學生的知識體系。這要求教師要深入理解教材，善于設計有意義的啟發性問題，帶領學生深入思考，最終在解決問題中領悟新知識、學習新技能還可能再次發現新問題。這種問題導向的教學方式也是符合人類獲取知識的一般流程。

另一方面，同樣要強調學生主觀能動性的重要作用，在學生中需明確科學知識的獲取是需要自身付出辛勤的勞動，學會“讀書”是大學教育的一項基本要求。提倡學生課前閱讀預習，熟悉教材內容，定位不懂的知識點，進行思考、交流，以有準備的頭腦去聽課，才能更好地理解概念、掌握知識、解決問題甚至發現、提出新問題。

（三）增設實驗與實踐類課程

工科類學生的實驗課、實踐課一直以來都是備受重視的。除了強調實驗前進行必要的預習外，實踐表明通過建立開放實驗室，延長實驗時間，吸收學生參與實驗設計等方式對于培養學生的實踐能力也非常有幫助。例如為了驗證“二階系統的動靜態響應特性”可先布置問題或任務，請學生先自行利用已學過的電學知識設計實驗方案，提交的文檔需要詳細列出實驗目的、實驗意義、實驗器材、輔助工具及實驗步驟與流程等項目。雖然方案可能不成熟、不完善，但在此基礎上進行修正或再參看教師設計的實驗方案，通過對比分析，會慢慢領會為什么改，在哪里改，好在那里……這樣學生的實踐能力會有提高。

此外，目前的實驗與實踐課的設立一般是針對具體的課程內容制定，這樣學生習慣于完成“短跑”或“計算題”任務，對于需要較長時間的 “長跑”或“應用題”這類任務，還需要通過增加綜合型實踐類課程進行訓練與培養，以增強實踐類課程內容的含金量。

目前，本專業實踐類課程設置分為基本型、擴展型、創新型三類：基本型實驗要求在一門專業課授課期間完成，為必做實驗；擴展型實驗要求學生組成小組，可利用延續教學時間進行，給予額外的平時成績加分；創新型實驗則打破年級、專業等限制，驗收時獲得學?？萍碱愐坏泉?、北京市二等獎及國家級三等獎以上級別獎勵可以抵沖排名前三的學生的部分選修課學分。這樣的多層次實驗設置，有效地挖掘了學生的潛能，促進了不同層次學生的實驗能力的提高，并形成了良好交流氛圍。

最后，需強調過程的監控與結果的考核。通過建立教師有限度的指導（而非包辦，替學生做好一切）、學生有代價的獲取幫助（在具有一定前期知識及實驗準備條件下，獲得關鍵性或啟發性指導）、實踐過程有監控記錄的前提下，結合有權重的成績評定方法，就可以促進良好學風的建立，實現基于問題導向的學習、實踐能力的綜合提高。

目前，自動化專業實驗、實踐類課程時間及考核分數按20%：50%：30%設置為課前設計、課堂表現和課后思考與總結三部分。

（四）構建專業引導平臺

以專業人才為培養目標，樹立正確的專業思想，有利于學生集中精力，實現成才目標。如果沒有正確的專業思想，這山望著那山高，搖擺不定，就會浪費時間和精力。此外，過分地認為，唯有興趣愛好，才能成功，也是一種錯誤思想。人的興趣愛好并不是先天的，而是在后天的環境中，在對客觀事物的接觸中逐漸產生，建立專業引導平臺十分必要。

基于以上分析，在大一開始設立專業導論課進行專業引導，通過講“出口”（畢業與升學前景，往屆的成功案例），講應用（應用領域、國內外的著名公司）即從未來的預期結果逆向導出現在應該如何做，引導學生的興趣愛好發生轉移。教學中通過給學生們出一個大題目“自動化技術在電動汽車中的應用”布置理論調研，內容涉及汽車的動力系統組成、汽車的經濟成本核算、計算機及通訊網絡技術、安全性與可靠性評估等等方面的知識。這樣，學生通過調研，發現各專業知識在實際應用中互相融合，并具有共同的基礎。領會到學好、學深一門專業知識，可以觸類旁通，達到有利于其他領域知識的理解和學習的目的。這樣，通過實例幫助學生去除浮躁思想，目前階段目標，踏實地完成本階段的學習與實踐任務。

大二期間的物理、電路、模電課程，不僅互為基礎，并且相互交織。在此期間可以通過實驗課或參加學校的科技立項活動研發制作小規模原型系統，滿足學生的專業成就感，進一步提高學生的鉆研興趣，并且通過指出不足及待完善之處，引導其對后續課程進行學習的渴望。

大三期間，自動化專業開設了工業自動化及商業自動化兩個專業方向，進一步策略地進行了針對性性的專業及就業方向的細化與微調。實踐表明基礎課及專業基礎課較好的同學，在進行專業課的學習過程中領悟力快、能很快地進入專業知識的學習狀態。在面對工業領域或商業領域的問題時，能共較好的完成資料收集，梳理問題，聚焦難點，動手實踐，自主補充理論知識，提出解決對策，進行任務分配，直至最終實現解決問題的目的。

此外，結合大三兩個專業方向的學習狀況，大四的考研及就業分析數據專業又及時地將相關信息反饋給大一學生，指出在大類招生條件下，基礎知識的學習對后續專業方向的選擇、考研及就業的影響。這樣，通過動態信息的反饋、便于學生有希望、有方向的調整自己現階段的學習態度，端正思想。

三、反思

人才培養是一個完整而又復雜的系統工程，涉及學生、教師及體制等方方面面的問題。不能否認，受傳統的教育觀念束縛，我國的高等教育中課程教育基本上還是以知識傳授模式為主，這對創新能力和創新人才的培養是非常不利的。

本文針對普通高校自動化專業現存的問題進行分析，指出要培養出具有獨立思想、創新能力的人才，應改變傳統的課堂灌輸模式，通過減少講授時間，以問題/任務為驅動督促學生多讀書，多思考，多做實驗或開展實踐項目，導引學生在解決問題過程中實現自身能力的實質提高。即通過學會“學習”，而后才能進行創新。教師要掌握好高校教學的基本功，教學中注意理論與實際的相互融合，善于凝練問題，做好引導工作，并能夠對自己的課堂教學進行認真反思，不斷加強自身學習。學校為此要創造良好的外部環境，提供合適的激勵、培訓制度與資金、政策支撐。

參考文獻：

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[4]董素玲.基于崗位能力“多層化”的實踐教學體系——以

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