自動化專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的改革與探索

李軍紅++洪鎮(zhèn)南++劉華

摘 要：分析自動化專業(yè)實踐教學中存在的問題，總結(jié)南華大學自動化專業(yè)對課程實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)實習、課外科技活動等實踐教學環(huán)節(jié)采取的新模式和新方法，有利于提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：自動化專業(yè) 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(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)過程中必不可少的部分，它對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)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(yè)實踐教學環(huán)節(jié)包括課程實驗、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)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(yè)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(jié)和探索自動化專業(yè)實踐教學的新模式和新方法。

1 采取企業(yè)跟班為主校內(nèi)實習為輔的生產(chǎn)實習模式

生產(chǎn)實習普遍存在學生下班組難，因為企業(yè)考慮生產(chǎn)、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(yè)自動化程度的提高，生產(chǎn)管理的規(guī)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(shù)人員講課多，動手少。既花費了大量的實習經(jīng)費，且實習效果較差。針對這一問題，我們采取了企業(yè)跟班為主校內(nèi)實習為輔的生產(chǎn)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(wěn)定的產(chǎn)學研合作關(guān)系，形成了企業(yè)跟班為主的實習模式。為了進一步提高實習質(zhì)量，我們著手打造了校內(nèi)實習基地，充分利用現(xiàn)有的過程控制實驗室、計算機控制實驗室、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場總線實驗室、自動化儀表實驗室、PLC創(chuàng)新實驗室等專業(yè)實驗室，組織學生校內(nèi)實習一周，要求每個學生獨立設(shè)計、安裝調(diào)試一個小系統(tǒng)，如恒壓供水系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、電機正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)等。在校內(nèi)實習中學生經(jīng)歷系統(tǒng)的設(shè)計、安裝到調(diào)試的全過程，能力得到較系統(tǒng)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(yǎng)創(chuàng)新能力

課程實驗是培養(yǎng)學生的實際操作能力、分析解決問題能力的重要途徑，專業(yè)課程實驗肩負著綜合運用所學基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的任務(wù)。目前高校課程實驗大多是教學儀器開發(fā)公司設(shè)計好，學生基本是插接線，觀察下結(jié)果，學生動手設(shè)計少。首先，我們在2017版人才培養(yǎng)方案修訂中增加了綜合性、設(shè)計性實驗項目的比例，需要學生動手設(shè)計和調(diào)試實驗，改變實驗課就是簡單插接線的現(xiàn)象，旨在培養(yǎng)學生綜合運用自動化學科的知識，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，讓學生系統(tǒng)把握自動化的專業(yè)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(xiàn)代控制理論”等課程，在實驗教學中引入MATLAB/SIMULINK，讓學生自己設(shè)計控制系統(tǒng)，編程實現(xiàn)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(yǎng)學生的創(chuàng)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(shè)計直流電機模糊控制系統(tǒng)。

3 注重課程設(shè)計教學改革，培養(yǎng)綜合能力

課程設(shè)計作為課程的外延，是培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的課程設(shè)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(yǎng)[3-4]；另外，課程設(shè)計較多是參照指導書，查閱手冊，網(wǎng)上搜索模仿設(shè)計，往往容易流于形式。在2017版培養(yǎng)方案修訂中，我們安排了電子技術(shù)、單片機原理及應(yīng)用、過程控制儀表、自動化綜合課程設(shè)計等四門課程設(shè)計。為了加強綜合能力培養(yǎng)，把原來的計算機控制和自動控制系統(tǒng)兩門課程設(shè)計整合成“自動化綜合課程設(shè)計”，該課程設(shè)計綜合了PLC、控制原理、運動控制系統(tǒng)、計算機控制、集散控制等知識。為了解決網(wǎng)上搜索，抄課程設(shè)計的現(xiàn)象，我們提高了課程設(shè)計的要求，嚴格考核和評定成績，課程設(shè)計要求獨立完成系統(tǒng)設(shè)計、實驗和仿真，必須制作實物或設(shè)計出實際系統(tǒng)，需要有實驗結(jié)果或仿真結(jié)果，改變了以前單純看設(shè)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(yè)設(shè)計與工程項目相結(jié)合，培養(yǎng)工程實踐能力

畢業(yè)設(shè)計是集學習、實踐、創(chuàng)新相結(jié)合的綜合教學環(huán)節(jié)，學生可將所學知識直接用于實踐，開展科學研究，培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要實踐環(huán)節(jié)，與課堂實驗和課程設(shè)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(yè)設(shè)計命題質(zhì)量不高，假題多，沒有與教師科研和工程實踐結(jié)合，很多學生都是網(wǎng)上抄抄完事[5]。就我校2016屆自動化畢業(yè)生來看，總?cè)藬?shù)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?cè)藬?shù)的22%，比例偏低。針對這種現(xiàn)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(yè)務(wù)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(yè)導師，讓學生直接參與企業(yè)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(chǎn)學研合作，我們先后與湖南核三力技術(shù)工程有限公司、中國核工業(yè)集團公司272廠、深圳市天鼎微波科技有限公司等廠礦企業(yè)簽到聯(lián)合培養(yǎng)本科生的合作協(xié)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(guān)設(shè)計部門、設(shè)備生產(chǎn)廠家進行參觀和調(diào)研，根據(jù)設(shè)計要求和調(diào)研結(jié)果，開展畢業(yè)設(shè)計，做到畢業(yè)設(shè)計真正與工程實際結(jié)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(yǎng)計劃內(nèi)實踐教學環(huán)節(jié)存在綜合性和創(chuàng)新性相對薄弱的問題，從培養(yǎng)學生綜合分析與創(chuàng)新設(shè)計能力出發(fā)，提出了學生專業(yè)知識結(jié)構(gòu)從小綜合向大綜合轉(zhuǎn)變的新構(gòu)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(shè)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(qū)動電路以及編寫相應(yīng)軟件，制作一部能夠自主識別道路的模型汽車，按照規(guī)定路線行進，以完成時間最短者為優(yōu)勝。該競賽涵蓋了控制、模式識別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計算機、機械等多個學科知識，旨在培養(yǎng)大學生的綜合能力、工程實踐能力和創(chuàng)新意識。近年來，我院自動化專業(yè)參加智能小車競賽活動的學生達45%以上，學生的創(chuàng)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(yè)率有明顯的上升，效果較好。

6 結(jié)語

該文分析了自動化專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)中存在的問題，結(jié)合南華大學自動化專業(yè)實踐環(huán)節(jié)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(zhì)量，取得了良好的教學效果。

參考文獻

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