新工科背景下自动化专业改革与实践

中图分类号：G642 文献标识码：A

1 引言

自动化专业是“新工科”建设的主要内容之一，培养满足社会需求的自动化专业人才具有重要意义。学者陈奕梅以控制系统认知、分析、综合和前沿技术为主线，进行了核心课程体系改革 [1]。李建雄等提出了一种模块化、进阶型的创新实践平台模式，为提高学生的实践能力和创新意识进行了探索 [2]。

2 自动化专业人才培养现状

在新形势下，我国地方院校自动化专业的培养模式主要存在一系列问题[3-4]，主要包括：

（1）人才培养目标不明确，存在好高骛远的办学思想，导致毕业生的能力和社会需求不匹配，这也是造成“用工荒”和“就业难”情况并存的原因。

（2）课程内容陈旧，客观上要求将人工智能和信息化技术融合到课程体系中，培养适应时代要求，具有创新能力的专业人才。

（3）实践教学资源严重不足，导致一些必要的实践教学环节缺失，学生得不到应有的锻炼，不能满足人才培养要求。

（4）课程思政不够深入，需要深入挖掘专业知识中蕴含的思政元素，构建自动化专业课程思政体系。

3 改革措施

为了适应社会需求，我校在“新工科”建设背景下，对自动化专业进行了持续的一系列改革和探索，为培养适应时代要求的自动化专业人才积累了一些经验。

3.1 建立和人才培养目标一致的课程体系

以社会需求为导向，将自动化和智能化融合，开设先进控制技术和智能机器人技术等特色课程。为了避免新开设课程和其它课程对同一知识点的重复讲授，实现各门课程的顺畅衔接，需要对多门专业课程的授课前后顺序和知识点的增减进行调整。例如，先进控制技术和智能机器人的教学，需要用到《自动控制原理》、《现代控制理论》、《电机拖动》等相关基础知识，可以在相关的课程中引入案例教学，形成完整的知识体系结构。

3.2 教学过程的改革

（1）软件类课程的教学改革

自动化专业需要学习的软件多，如：“C 语言”、“Labview 语言”、“工业组态软件”、“MATLAB 程序设计”、“Python 语言”等。各种软件在教学过程中各自为战，缺乏综合考虑，不利于提高学习效率，更不利于培养学生系统化的软件设计思维。

构建软件类课程组，将自动化专业软件课程分为基础知识类，程序设计与技术类，工程实践类三个类别。其中基础知识类包括“大学计算机基础”、“C 语言”等，程序设计与技术类包括“MATLAB 程序设计”、“EDA”、“单片机原理”等，工程实践类包括“工业组态软件”、“Python 语言”、“Labview 语言”等。基础知识类课程以教师讲授为主，传授程序设计思想、编程原则和思维方式；在程序设计与技术类课程的教学过程中，增加实验学时的比例，让学生在实践机中成长与提高，并发挥积极性和创造性；工程实践类软件不再由教师集中授课，而是采取综合实训的方式。

（2） 实践类课程的改革

实验项目缺乏工程性、综合性和系统性，难以支撑综合性实验教学和实验研究。由于缺乏高质量的实践训练，导致学生难以把所学理论知识和工程实际相结合，解决实际工程问题的能力欠缺。面对科研生产过程中的实际问题时，缺乏思路，没有解决办法。

针对上述问题，学校采取以下策略。一是与和利时、罗克韦尔等知名的企业共建实验室，实现校企双赢。二是科研反哺教学，将科研平台转化为实践教学平台。三是自主研制开发独具特色的实验设备。通过以上途径，最大程度地解决了实践类课程的教学需求，保证了学生的专业实践训练。

（3） 基于 OBE 的教学改革

OBE（Outcome Based Education，成果导向教育）打破传统教育理念，强调以学生为主体，注重能力培养。基于 OBE 理念，打破传统的理论讲授教学方式，关注学生对所学知识的应用能力培养，改革教学方式[5]。基于OBE 的新工科建设思路如图1 所示。

理论教学和实践教学穿插，可以使学生高效地把理论知识和实际应用结合起来，得到事半功倍的效果。例如，在自动化综合实践中，嵌入供配电技术和交流调速系统的一些知识点。而在现代控制理论的教学过程中，可以介绍球杆系统的控制实验。

考虑学生学情的差异性，借助微课、慕课等引导学生进行线上学习，对不理解、不熟悉的知识点反复学习，以保证学生具有扎实的理论基础。关注学生职业素养提升，引领学生自主学习，培养合作精神，形成严谨、认真、专注、耐心的工作态度。同时，职业素养评价也纳入课程考核体系，让学生时刻自我约束。

4 教学改革成效

经过持续的改革，取得了以下效果：

（1）学生的学习热情和学习效果得到了提高

学生在课堂教学中能够积极投入，认真思考和回答教师提出的问题，在学习过程中能够提出质疑，并主动查阅参考书或借助互联网寻求解决办法。例如，在实验过程中，在完成要求的实验内容之外，能够深入思考，改进实验程序或完成难度更高的实验。

（2）学生的协作和沟通能力得到了增强

部分实训需要学生合作完成。在通力合作的过程中，培养了学生的合作意识和集体主义观念。能够听取别的同学的不同意见，采纳他人的正确建议，形成既充满竞争又愉快合作的氛围，为将来融入社会、参加工作打好基础。

（3）学生的创新能力得到了提高

近年来，越来越多的学生在电子设计竞赛，全国智能机器人设计竞赛，欧姆龙杯自动化控制应用设计赛等比赛中获奖。部分学生将所学知识和生产实际结合，作为毕业设计的题目，真正做到学以致用。部分毕业生参加工作后在，在工作岗位上表现突出，受到用人单位的好评。

5 结束语

自动化专业的教学改革方向与培养对象的基础素质密切相关，也依赖于不同学校所具有的客观条件，所以需要根据实际情况综合分析，不断探索、不断总结、不断优化。新工科建设任重道远，专业课程要紧跟时代发展和技术进步，不断创新教育教学方法，为培养高素质的专业人才做好充分的准备。

参考文献：

[1] 陈奕梅 ， 李红利 ， 田慧欣 . 新工科背景下地方高校自动化专业核心课程改革与实践 [J]. 科教导刊 ，2023（13）23-25.

[2] 李建雄 ， 呼忠权 ， 马锴等 . 地方高校自动化专业创新实践平台建设 [J]. 教育信息化论坛 ，2024（1）99-101.

[3] 文春明 ， 李尚平 ， 黄天星 . 新工科背景下提升自动化专业人才培养质量的策略 [J]. 高教论坛 ，2021（3）：65-67.

[4] 顾佩华 . 新工科建设发展与深化的思考 [J]. 中国大学教学 ，2019（9）：10-14.

[5] 陈丹丹， 张秀宇， 刘玉秋等. 基于OBE 理念的自动化专业软件类课程群教学改革探索 [J]. 科教导刊 ，2023（13）71-73.

基金项目：河北省社会实践一流课程— 创新与实践教育（KC2020004S）；北华航天工业学院课程思政教育教学改革项目（JY2025009）

第一

作者简介：马光（1974-），男，副教授，硕士，河北阳原人，主要从事智能控制，仪器仪表方面的教学工作。