影响自动化专业教育教学的若干因素

郭晓华，田作华

(1清华大学自动化系，北京 100084，2上海交通大学自动化系，上海 200030)

0 引言

近20年来，自动化科学与技术发生了很大的变化。其研究领域不断扩展延伸，且与计算机、数据库、网络和通讯等技术的发展密切相关，向智能化、网络化和集成化方向发展，体现了控制工程技术、信息工程技术和系统工程技术的综合集成[1]。

自动化科学与技术的进步和演变，对自动化专业的教育教学产生了极大的影响。本文从教育理念、办学定位、办学条件、学科理论发展、专业技术进步、未来挑战与机遇、文化演变、教育观念变化和国外自动化教育变革等方面归纳论述影响自动化专业教育教学的一些因素。对这些影响因素的分析结果曾为制订“自动化专业指导性规范”(以下简称“规范”)提供了有益的参考，涉及的思考内容对已成型的“规范”可视作一种解读。

下面讨论影响自动化专业教育教学的若干因素及其对制订“规范”的作用。

1 教育理念的影响

目前，中国高等学校的教育理念有通识教育和专业教育之分。

哈佛大学提出的通识教育(General Education)，主要包括人文教育、社会科学教育、数学和自然科学教育等。这一教育理念通过组织一组或多组课程，作为必修或限选课程加以实施。达到培养具备现代科学知识的人才目的。

另一个教育理念是专业教育，也称专门教育(Specialized Education)。这种教育理念优先考虑社会发展、集体主义和国家主义，强调智力发展和知识传授，重视自然科学(重理轻文)，以专门教育为主，以学科为中心。它实行学年制，严格统一的教学管理，培养高度熟练的各级各类专业人才。这种教育理念影响了老一代人，现在已逐渐消势减退[2]。

2007年哈佛大学又提出一种全面教育的理念。这是一种新的教育观念，强调学生必须学会如何自己去探索知识，而且要永远不断地去探究，直至无限接近真知。也就是说，强调的是需要具备自我探索和创新的意识，培养的不仅仅是科学家、政治家或者教授，首先必须是一个人。是能独立探索、独立思考、独立解决问题、自主创新和全面发展的人。这种新的教育理念为专业的教育教学改革提出了新的挑战:①需要设计全面教育体系，包括与社会经济、政治、国际事务、科学技术和解决问题能力相关的课程体系;②需要营造氛围，学生通过全面教育课程学习，获得的是思考问题和解决问题的能力;③改革课程教学方法，上课不只是为了传授知识，更重要的是拓展开放性思维;④构建全面教育平台，打破理科、工科和文科的约束，融合不同学科的知识;⑤重塑教师的教学观念，跳出固有的研究圈，探索知识的关联，重新设计自已的课程体系。

教育理念是制订“规范”的灵魂，遵循不同的教育理念，制订的“规范”框架会截然不同。专业教育显然不应该再成为制订“规范”的指导理念;通识教育近年来也遇到某些质疑，但目前它依然还是中国高等教育所推崇的一种教育理念;全面教育已经在国外开始提倡，它必然会强势地影响中国的高等教育。鉴于此，“规范”的制订需要合理处理通识教育和综合教育(专业意义下的全面教育)两种理念的融合。我们已完稿成型的“规范”有机地处理了两者的融合，低年级阶段重点体现通识教育，高年级阶段重点体现综合教育。不过，我们认为综合教育理念应该是中国高等教育的未来，有朝一日它会成为中国高等教育的主流理念。

2 办学定位的影响

我国大学基本上分成三种类型:研究型、研究应用型和应用型，这三种类型大学的自动化专业教育教学的指导思想和理念各不相同[2]。如果不能正确认识各类大学的办学定位，制订符合办学定位的培养方案，则对专业的教育教学会产生整体性和综合性的不利影响。

1)研究型大学的自动化专业是以综合性、研究型、开放式和国际化为办学模式，以高素质、厚基础，宽口径、创造性和重应用为人才培养目标。这样的办学定位决定了理论教学强调厚基础宽口径，实践教学强调创新，素质教育贯穿教学的整个过程;理论教学、实践教学和素质教育相辅相成，形成独特的教学风格。

2)研究应用型大学的自动化专业是以培养国民经济各个领域高级技术人才为目标的。这样的办学定位决定了制订培养方案和教学计划的指导思想:在稳定师资队伍知识结构和年龄结构的同时，需要整合理论教学体系，改进课堂教学内容以跟进技术的发展，改革教学方法和教学手段，加强工程应用能力的培养。

3)应用型大学的自动化专业是以面向工程、面向应用为教学特色的，突出行业和地域特点，以培养复合型人才为目标，重视管理能力的培养，强调服务于特定行业。这样的办学定位决定了专业教育教学的方向应该是:理论教学需要讲究实效，实践教学必须大力加强，包括实践教学设备、实践教学基地建设、教师工程实践经验和学生技能培养等都要有意识地提高。

4)不同的办学定位影响着专业课程体系、课程设置、教学计划安排和教学方法改革等教学元素。制订“规范”时，应统筹考虑这三类办学定位的特征。“规范”只规定基本要求，给各院校留出较大余地。特别是学时的分配，“规范”只规定了45%学时的使用，其余55%的学时都留给不同类型的学校自已安排，以便办出特色。

3 办学条件的影响

1)师资队伍—要有一支数量稳定的教师团队;有学术造诣较高的学术带头人，团队成员的工程实践经验较丰富，解决实际问题能力较强，有稳定的科研方向，有一定的科研成果，学历、职称及年龄结构合理。为满足教学的需要，生师比不低于18:1。

2)教材—要有能力组织编写自动化专业教材，或选用有影响的高水平教材。任课教师要打破一门课一本教材的传统做法，同一门课程的教材可推荐多种版本。

3)图书资料—公共图书馆中要有一定种类和数量与自动化专业相关的图书、期刊、资料和数字化资源，具有基于计算机网络的图书服务体系。

4)实验室—实验室的生均面积和生均教学设备经费投入要达到教育部的评估要求。

5)实习基地—要有相对稳定的校外实习基地，在实习基地进行生产实习时，要有具体的实习大纲、明确的实习内容、详实的实习任务和管理措施。

6)教学管理—要有健全的教学计划、教学运行、教学质量保证和教学基本建设的管理制度和操作措施。

7)教学经费—要有相对充足的经费投入到实验室建设、教学改革和教材建设中。

4 学科发展和技术进步的影响

自动化科学与技术学科理论的发展是以控制论、信息论和系统论为基础的，大致经历了经典控制理论、现代控制理论、现代的数字化、网络化、智能化理论以及复杂系统理论和集成控制理论等阶段，使专业教学内容变得极其丰富。

自动化专业技术的发展，导致自动化技术产品的快速更新换代，如微处理器、网络设备、嵌入式控制与处理系统、工业以太网、智能仪器仪表、数据库与编程软件等层出不穷。面对学生有限的在校学习时间与不断增长的知识之间的矛盾，需要科学地调整教学计划，改进教学方法，更新教学内容，以保持专业教育教学的先进性和适应性。这些正是制订“规范”过程中认真考虑过的问题，对知识体系做了合理的调整以适应学科发展的需要。

由于控制理论的发展、信息获取技术的进步、计算成本的下降、通讯网络的普及和不同学科的交叉融合，给未来的自动化科学与技术发展带来了新的挑战和新的发展机遇。随着自动化学科知识的积累和进步，学科交叉的深入，将出现许多新的知识和新的增长点，它以数字化、智能化和网络化为特征，实现更透彻的感知、更全面的互联及更深入的智能化。把自动化科学与技术引领到一个新的研究台阶。对此，所制订的“规范”认真考虑了知识的更新和教育教学模式的变革，以适应自动化的未来机遇和挑战。

5 文化演变和教育观念的影响

文化与社会的发展与演变，如学科的延伸、计算机的普及、仿真技术的进步、信息技术的飞跃、国民经济良好的发展势头、社会的需求、新技术带来教学法的改变和学生就业范围的拓宽等，以及人们对自动化科学与技术认知水平的提高、人们受教育理念的变化、未来社会发展的需要，会对自动化专业教育教学产生极大的影响[3]。“规范”在培养方案和教学计划方面充分考虑了这些影响因素，强调要变革和调整自动化专业的知识体系、核心课程和教学方法等，以适应文化与社会发生演变所带来的影响。

随着科学的进步，人们的教育观念也在发生变化，不再只追求实用性和传播性的教育教学方式。取而代之希望采用激发学习兴趣，唤醒学习潜能，培养主动学习和能动学习的教育教学方式。为此，“规范”强调了要按照可持续发展的教育观进行变革，使学生能更好地适应社会未来和自身工作的需要，养成终身学习和接受柔性化教育的思维观念。

6 国外教育的影响

西方高等学校自动化(自动控制)的教育水平普遍比较高，多数工程类(如电气工程、电子电气工程、机械工程或化工工程)本科教育中，自动化(自动控制)的本科人才培养都处于主流位置。

西方高等学校的自动化(自动控制)教育强调的是宽基础、按大类学科(如EE工程、机械工程或化工工程)培养;推行的是通识教育、实践教学和本硕连读;教学安排分工明确、课程衔接流畅和课程特色明显;注重培养能从事宽广的工业领域控制系统的设计与研发人才;特别强调技能的培养，包括能参与自动化控制设备及系统设计、研制与使用能力的培养，能分析专业工作领域内国内外科技成就的培养，能掌握项目技术工作管理与组织方法的培养，能在科学发展的条件下，积累经验、分析自我和学会利用现代技术获得新知识能力的培养。

这种宽专业口径、重实践教学的教育教学理念，近年来开始不断地影响我国高等学校自动化专业的教育教学改革。我们制订的“规范”必须考虑到这些影响因素，体现出国际化视野，将教育教学理念、知识结构、知识体系、课程设置、课程衔接和实践教学诸方面与国际接轨，使我国学生若有国外继续深造机会时，可以做到无缝连接。

6 结语

经过多年的努力，“自动化专业指导性规范”的制订几易其稿，目前已向教育部提交了结题稿，待进一步组织专家论证。本文讨论了影响自动化专业教育教学的一些因素及其对制订“规范”的作用。其分析结果为制订“规范”提供了思想基础和比照坐标，使制订“规范”更加有的放矢。不过，自动化专业教育教学改革并不是制订一个规范使可以解决的问题，还是应该顺应发展、结合实际情况、明确办学定位、理清教育教学理念和确定培养目标，特别要在专业教育教学过程中，注重工程技术基础、专业基础、专业技术和专业技能，课程实验、综合课程设计、专业实习和毕业设计、学术与科技活动等方面知识的协调，这也正是“规范”中强调的思想。

[1]教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会，自动化专业指导性规范(结题稿)，2011

[2]教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会，自动化学科专业发展战略研究报告，北京:高等教育出版社，2007

[3]吴澄，对自动化学科现状与发展的讨论，中国自动化教育学术年会论文集，合肥，2001