高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)策略探討

張新軍 常小明

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濟(jì)源 459000）

引言

我國(guó)高校教育改革發(fā)展已步入高速發(fā)展的嶄新時(shí)期，尤其是近三年，我國(guó)先后出臺(tái)《中國(guó)教育現(xiàn)代化發(fā)展2035》和《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化方案（2018-2022）》等教育改革方案。當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的迅速調(diào)整，確定了中國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的蓬勃發(fā)展需要更多高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才。高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的建立，致力于培養(yǎng)在電氣領(lǐng)域操作、管理、維修方面的高素質(zhì)技術(shù)型人才。從這一視角來(lái)看，高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)建立推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有不可取代的關(guān)鍵作用。但是受到以往教學(xué)方法的影響和束縛，當(dāng)前高等院校自動(dòng)化學(xué)科培養(yǎng)的學(xué)生和社會(huì)現(xiàn)實(shí)需要的技術(shù)型人才培養(yǎng)之間尚有差異，究其原因在于，傳統(tǒng)人才培養(yǎng)方法未能有效兼顧市場(chǎng)需求，并且部分自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教師缺乏實(shí)際工作經(jīng)歷。以上問(wèn)題的存在很大程度上影響了學(xué)校專(zhuān)業(yè)課程的發(fā)展方向，也影響著學(xué)校未來(lái)進(jìn)步和發(fā)展。如何根據(jù)新時(shí)代發(fā)展需求對(duì)教育層面進(jìn)行變革，也是每一個(gè)教育者必須重視的問(wèn)題。

一、國(guó)內(nèi)外創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究現(xiàn)狀

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展高速發(fā)展背景下，世界各地均把人才視為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展主體，所以國(guó)外高校一直保持創(chuàng)新培養(yǎng)模式。法國(guó)高等教育體系主要是抓牢教育，法國(guó)高校一、二年級(jí)一般是強(qiáng)化基礎(chǔ)教育，主要學(xué)科專(zhuān)業(yè)僅有十個(gè)，所以基礎(chǔ)課程存在的主要意義是為后面課程提供基礎(chǔ)課程保證。德國(guó)的教育體制與法國(guó)有些相似，同樣也是在低年級(jí)實(shí)施基礎(chǔ)強(qiáng)化課程，不過(guò)在此階段并沒(méi)有學(xué)科之分。從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，哈佛大學(xué)就建立了以核心教學(xué)為主，學(xué)科基礎(chǔ)課加選修為輔的課程體系以拓展學(xué)生知識(shí)面。在現(xiàn)代教育實(shí)施中，美國(guó)更重視應(yīng)用型人才的教育培養(yǎng)，從寬泛知識(shí)層次上細(xì)分學(xué)科方向，以解題能力為訓(xùn)練主線(xiàn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者培養(yǎng)獨(dú)立思考能力。在美國(guó)，學(xué)習(xí)者的上課時(shí)間也以討論為主，沒(méi)有老師一味的傳授講解。教材以學(xué)生的熱愛(ài)問(wèn)題為先，啟迪學(xué)生創(chuàng)新思想，對(duì)知識(shí)展開(kāi)靈活討論并運(yùn)用，教師存在的真正意義是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，而并非傳遞信息。在德國(guó)，教師講課并不是指嚴(yán)格的講義、教案、教學(xué)計(jì)劃等，而是由教師主講的一門(mén)啟發(fā)式課程。對(duì)學(xué)生的教學(xué)秩序并沒(méi)有嚴(yán)格要求，一般課堂教學(xué)都采用自主教學(xué)方式。不過(guò)高校對(duì)實(shí)驗(yàn)課、研討課等教學(xué)的要求，反而比較嚴(yán)格。在與教師討論過(guò)程中可以提供教學(xué)資源，對(duì)學(xué)生所提供的理論知識(shí)觀點(diǎn)予以評(píng)價(jià)。在實(shí)驗(yàn)課上，則要求學(xué)生必須自行動(dòng)手作業(yè)，檢驗(yàn)理論知識(shí)點(diǎn)。

國(guó)外學(xué)生在教育階段，除專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)課程以外，還能夠有自己的科研隊(duì)伍，并開(kāi)展與自身專(zhuān)業(yè)有關(guān)的科學(xué)研究活動(dòng)。對(duì)于本科生而言，導(dǎo)師也可以聘任其為助教本科生，并輔助導(dǎo)師進(jìn)行教育管理等工作。除此之外，國(guó)外高校也鼓勵(lì)學(xué)子創(chuàng)建企業(yè)，并為其創(chuàng)造相應(yīng)的便捷條件。如比爾·蓋茨、楊致遠(yuǎn)、拉里·佩奇等人都是擁有成熟技術(shù)的大學(xué)生，而他們所創(chuàng)辦的公司最初也都來(lái)源于大學(xué)校園。創(chuàng)新企業(yè)的成立不僅僅是對(duì)創(chuàng)建者學(xué)習(xí)能力的肯定，同時(shí)也給以后大學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)遇和場(chǎng)所，是一種雙贏戰(zhàn)。日本大學(xué)把市場(chǎng)機(jī)制引進(jìn)本校，形成符合市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)的課程、科研和實(shí)驗(yàn)一元化的課程體系，吸引中小企業(yè)加入高校的教科研項(xiàng)目中，與中小企業(yè)達(dá)成定向人才培養(yǎng)合同。

創(chuàng)新型的教學(xué)方法在美國(guó)最為明顯，始終以獨(dú)立、自主思維貫穿整個(gè)教學(xué)流程，看似“形散”的教學(xué)方法也可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的良好效應(yīng)。在教學(xué)設(shè)置上也豐富而多樣，文科和理科并存，交叉學(xué)科相互融合。如，MIT 規(guī)定學(xué)員在修完九個(gè)科目的基礎(chǔ)必修課之外，還需要同時(shí)修完八個(gè)學(xué)科以上的人文歷史、美術(shù)、社會(huì)學(xué)學(xué)分。同時(shí)提供生動(dòng)活潑的項(xiàng)目課程，UROP 與IAP 是其中提供時(shí)間最大和成效最佳的兩種項(xiàng)目管理教學(xué)，這些教學(xué)將科研、學(xué)術(shù)和社會(huì)的一體化有效融于一身。中國(guó)過(guò)去對(duì)技術(shù)人員培訓(xùn)模式是傳統(tǒng)單一大學(xué)課程講授方式，教學(xué)前制訂課時(shí)大綱、教學(xué)方案、期末考試試卷。由于教學(xué)上的傳統(tǒng)灌輸方式，學(xué)生往往缺乏獨(dú)立思考，主動(dòng)創(chuàng)造的能力，如同提線(xiàn)木偶。同時(shí)，實(shí)踐性課程時(shí)間少。實(shí)踐性課程仍是以實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)為主，整個(gè)學(xué)期的實(shí)踐性課程時(shí)間大約在四周以?xún)?nèi)。現(xiàn)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)必將促進(jìn)高等教育事業(yè)蓬勃發(fā)展，工程高等教育也有了很大改革空間。各大院校對(duì)工程高等教育中的實(shí)際運(yùn)用學(xué)科設(shè)置的比例也有所偏重，使工程畢業(yè)生向應(yīng)用技能型人才培養(yǎng)。支持高等學(xué)校的創(chuàng)新性發(fā)展培養(yǎng)計(jì)劃，如杰出工程師計(jì)劃、“SRT”計(jì)劃等。

二、高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)面臨問(wèn)題

（一）創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)缺乏系統(tǒng)性

高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐性教學(xué)改革，必須在結(jié)合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，最大程度增強(qiáng)對(duì)學(xué)生的應(yīng)用型能力訓(xùn)練。對(duì)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，其在參加科技實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過(guò)程中，一般具有很大的熱情。但在沒(méi)有教師專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)的科研能力指導(dǎo)和競(jìng)賽訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，學(xué)生實(shí)際創(chuàng)新能力的提高效果卻常常無(wú)法令人滿(mǎn)意。當(dāng)前，中國(guó)高等教育機(jī)構(gòu)對(duì)學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的關(guān)注程度越來(lái)越高，但同時(shí)由于受制于高等教育部門(mén)間的割裂，也導(dǎo)致學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育領(lǐng)域的部門(mén)管理無(wú)法產(chǎn)生有機(jī)的統(tǒng)籌。在實(shí)際創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育活動(dòng)的舉辦過(guò)程中，雖然學(xué)員的投入程度和參加積極性較高，但實(shí)際創(chuàng)新教育活動(dòng)教學(xué)質(zhì)量卻未有顯著提高。同樣因?yàn)槿鄙訇P(guān)于創(chuàng)新型創(chuàng)業(yè)內(nèi)容足夠認(rèn)知，也導(dǎo)致創(chuàng)新型創(chuàng)業(yè)的教育在一定程度上成為緩解中國(guó)大學(xué)生就業(yè)壓力的短期性行為。所以對(duì)地方高校來(lái)說(shuō)，必須在明確培養(yǎng)模式的高度上去進(jìn)行重新審視，通過(guò)確定培養(yǎng)目標(biāo)，并以此為導(dǎo)向去建立以學(xué)生創(chuàng)新能力訓(xùn)練為核心內(nèi)容的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育系統(tǒng)，唯有這樣，方可更好地促進(jìn)地方學(xué)校的發(fā)展，從而更好地助力地方產(chǎn)業(yè)的提升。

（二）創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)缺乏專(zhuān)業(yè)化人才培養(yǎng)模式

作為肩負(fù)培育專(zhuān)業(yè)人才重任的高等學(xué)校，教學(xué)質(zhì)量的好壞與社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的發(fā)展密切相關(guān)，是中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保證與基礎(chǔ)。但目前面臨的實(shí)際狀況是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，技術(shù)人才相對(duì)落后，這也導(dǎo)致了二者發(fā)展不同步，主要體現(xiàn)為：第一，目前中國(guó)各地工科學(xué)校對(duì)自動(dòng)化學(xué)科傳統(tǒng)的培養(yǎng)教學(xué)模式已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的趨同，與新時(shí)期下中國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展形勢(shì)對(duì)創(chuàng)新型人才和高校發(fā)展創(chuàng)新的辦學(xué)定位之間出現(xiàn)不匹配問(wèn)題。第二，大學(xué)生的科技意識(shí)與能力培養(yǎng)中存在實(shí)踐性課程比例偏低，與社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，以及實(shí)踐性課程條件與實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)水平亟需提高的問(wèn)題。第三，基礎(chǔ)課程建設(shè)與生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)科學(xué)發(fā)展的融合關(guān)系不牢固以及教學(xué)方法單一，注入式思維過(guò)多問(wèn)題。第四，基礎(chǔ)課堂建設(shè)中存在的弱化課程內(nèi)容建設(shè)、資源共享程度不夠，對(duì)精品課的引領(lǐng)示范作用不夠等問(wèn)題。第五，大學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)方法中存在的主動(dòng)性不足，內(nèi)生動(dòng)機(jī)不夠，以及學(xué)習(xí)興趣不足問(wèn)題。

三、高校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)踐路徑

（一）確定多元化培養(yǎng)目標(biāo)

在研究分階段培養(yǎng)的教學(xué)模式時(shí)，首先采用了OBE 的先進(jìn)教學(xué)理念，以學(xué)員為中心，從目標(biāo)入手，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了反向設(shè)計(jì)與改造。將傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)踐課程中忽視學(xué)員間的個(gè)體差異，采用統(tǒng)一的階段培養(yǎng)教學(xué)模式，人才培養(yǎng)目標(biāo)中更強(qiáng)調(diào)對(duì)理論知識(shí)與基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固，以及動(dòng)手能力的訓(xùn)練等方面。但在分階段培養(yǎng)教學(xué)模式下，教學(xué)更為靈活與多樣，既充分考慮學(xué)員個(gè)人間的能力差別，也能夠?qū)W(xué)員的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力與邏輯思維提出更高的要求。同時(shí)根據(jù)學(xué)員在各個(gè)階段理論知識(shí)掌握程度與產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力的差異程度，將培養(yǎng)進(jìn)一步區(qū)分為：基礎(chǔ)型、提高型、創(chuàng)新型。并在實(shí)踐、設(shè)計(jì)能力和邏輯思維三個(gè)方面都給出多樣化的需求，通過(guò)設(shè)置多樣化的目標(biāo)，可以適應(yīng)各個(gè)階段和各個(gè)學(xué)歷階段的學(xué)員需要，特別是為優(yōu)秀校友能力提高明確了方向。

（二）整合實(shí)踐教學(xué)資源

實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源是學(xué)校開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要保證。依托優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè)，集成多元化的實(shí)踐教育資源，形成“研教結(jié)合、虛實(shí)并進(jìn)”的綜合教學(xué)實(shí)踐環(huán)境，最大限度地充分發(fā)揮在學(xué)生的實(shí)際創(chuàng)新能力訓(xùn)練、科研創(chuàng)新帶動(dòng)等方面的功能。學(xué)校目前擁有的實(shí)踐性教育資源分為以下三大部分：第一，國(guó)家示范性教學(xué)實(shí)踐中心。包含電工電子技術(shù)和電氣工程和自動(dòng)化等方面的兩個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和部分國(guó)家級(jí)示范性中心。利用教學(xué)實(shí)踐中心，著重建設(shè)本專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的實(shí)踐條件；第二，建設(shè)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。包括先進(jìn)飛機(jī)導(dǎo)航、控制理論和健康管理技術(shù)等幾個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。依托的省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，為教師們把科研成果轉(zhuǎn)換為教學(xué)教育資源創(chuàng)造平臺(tái)，有效推動(dòng)學(xué)術(shù)資源向教學(xué)資源轉(zhuǎn)移，也為本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)素養(yǎng)與實(shí)際創(chuàng)新能力訓(xùn)練提供強(qiáng)大的保障。其三，實(shí)驗(yàn)基地。充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研資源優(yōu)勢(shì)，共建七個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)工程，為培育學(xué)生的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)才能創(chuàng)造平臺(tái)。同時(shí)與國(guó)內(nèi)知名企業(yè)聯(lián)合，共建校企聯(lián)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地，有效促進(jìn)雙方人才培養(yǎng)目標(biāo)和需求的銜接。第四，虛擬仿真試驗(yàn)平臺(tái)。如飛機(jī)控制的虛擬試驗(yàn)仿真平臺(tái)，飛行器與實(shí)體試驗(yàn)平臺(tái)互相補(bǔ)充、彼此連接，進(jìn)一步拓寬課程范疇，充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（三）構(gòu)建“夯實(shí)基礎(chǔ)、提升設(shè)計(jì)、啟發(fā)創(chuàng)新”的遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系

在充足的實(shí)踐性教育資源的基石上，逐步形成“扎實(shí)基本、提高工程設(shè)計(jì)、激發(fā)創(chuàng)新能力”的遞進(jìn)式實(shí)踐性教育管理體系。利用我國(guó)電工電子教育實(shí)驗(yàn)示范中心和電氣和智能化國(guó)家級(jí)重點(diǎn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心，開(kāi)設(shè)電路、模電等系統(tǒng)基本實(shí)際系統(tǒng)課題、控制基本原理等學(xué)科教學(xué)研究核心課題試驗(yàn)及航空航天特色試驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)員的基礎(chǔ)理論，加強(qiáng)基本實(shí)際能力。通過(guò)學(xué)科重點(diǎn)試驗(yàn)室開(kāi)設(shè)控制基本原理課堂教學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)等綜合實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)學(xué)員的綜合工程設(shè)計(jì)與開(kāi)拓創(chuàng)新能力的提高。充分運(yùn)用開(kāi)放性試驗(yàn)室、科技基地、教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地等實(shí)踐性教學(xué)資源，把科創(chuàng)活動(dòng)、科技比賽等融入實(shí)踐性課程體系，體現(xiàn)新科技、多專(zhuān)業(yè)的融合特點(diǎn)，給學(xué)生創(chuàng)造自主探索和自主研究的平臺(tái)，以賽促學(xué)、以賽促練，使學(xué)員的科技實(shí)際工作能力得以提高，在全省電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和全省挑戰(zhàn)杯比賽等科技比賽獲得了佳績(jī)。

（四）實(shí)踐分層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

實(shí)踐性課程的分層級(jí)訓(xùn)練的關(guān)鍵是要重視學(xué)習(xí)者間的差異，打破統(tǒng)一訓(xùn)練教學(xué)模式下，學(xué)習(xí)者根據(jù)自己的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)踐方式和試驗(yàn)過(guò)程即可進(jìn)行實(shí)踐。因此，必須針對(duì)課程實(shí)踐，突出工程背景，以學(xué)員為本，逐步建立基礎(chǔ)型-提升型-創(chuàng)新型分層級(jí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｔ趥鹘y(tǒng)的基本技能訓(xùn)練與強(qiáng)化的基礎(chǔ)上，以問(wèn)題為牽引的方法，指導(dǎo)學(xué)員分析和處理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。至于提高型的教學(xué)層次，即在提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)上，在試驗(yàn)課程中給學(xué)生以更多的自主權(quán)，使學(xué)生積極地參與到試驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)中，并通過(guò)獨(dú)立設(shè)計(jì)、提交試驗(yàn)方法，進(jìn)而提高思維能力。在工程創(chuàng)新型的教學(xué)階段，則是通過(guò)工程實(shí)踐平臺(tái)，以工程技術(shù)問(wèn)題為引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的工程創(chuàng)新性思維，從而拓寬培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)邏輯思維與創(chuàng)新。以專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程“自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)”為例，該教材以各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備為教學(xué)載體，面對(duì)普通班、卓越工程師班和培優(yōu)班三個(gè)層次的學(xué)員，量身打造出依托MATLAB 軟件系統(tǒng)的“數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)”、依托仿真模擬學(xué)習(xí)機(jī)的“模擬仿真實(shí)驗(yàn)”和依托電機(jī)伺服系統(tǒng)的“物理系統(tǒng)實(shí)踐”的多元化遞進(jìn)型的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)運(yùn)用MATLAB 軟件系統(tǒng)開(kāi)展數(shù)值模擬類(lèi)實(shí)踐，以訓(xùn)練學(xué)員進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)字化工程設(shè)計(jì)能力。課程中配合以實(shí)驗(yàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)型與PBL 結(jié)合的教學(xué)模式，根據(jù)設(shè)定切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)任務(wù)與實(shí)踐問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生探索和進(jìn)行實(shí)踐。就物理系統(tǒng)的實(shí)物模型實(shí)驗(yàn)而言，給學(xué)生們創(chuàng)造處理現(xiàn)實(shí)工程技術(shù)問(wèn)題的實(shí)踐平臺(tái)，從而真正培養(yǎng)工程實(shí)際能力與工程意識(shí)。學(xué)員按照自己實(shí)力和興趣愛(ài)好選擇實(shí)驗(yàn)裝置和相關(guān)的試驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，如“數(shù)字仿真+模擬仿真”、“數(shù)字仿真+物理學(xué)體系”、“數(shù)字仿真+模擬仿真分析+物理學(xué)體系”等多個(gè)試驗(yàn)形式。課程中配合以實(shí)驗(yàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)型與PBL 結(jié)合的教學(xué)模式，根據(jù)設(shè)定切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)任務(wù)與實(shí)踐問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生探索和進(jìn)行實(shí)踐，既調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的求知欲，也適應(yīng)各個(gè)階段學(xué)習(xí)者的需要。