自动化本科实验班培养模式的研究

陈志军，石秀杰，吴学礼

（河北科技大学 电气信息学院，河北 石家庄 050018）

自动化本科实验班培养模式的研究

陈志军，石秀杰，吴学礼

（河北科技大学 电气信息学院，河北 石家庄 050018）

为探索创新人才培养模式，河北科技大学于2010年开办了自动化本科实验班，在人才培养模式、人才培养方案、课程体系、教学内容、教学方法、实践环节、教学运行和管理机制、课外科技创新活动等多方面进行了改革与实践，力求培养理论扎实、实践能力强、具备创新意识的复合型高素质人才，探索个性化教育的新思路。

自动化；本科实验班；培养模式

2007年教育部启动实施了高等学校本科教学质量与教学改革工程，这是我国继20世纪末扩大高等教育招生规模之后，对高等教育改革和发展做出的又一重大战略决策，是继“211工程”、“985工程”后在高等教育领域实施的又一项重大举措。“质量工程”是以提高高校的本科教学质量为目标，提高优质资源共享为手段，按照“分类指导、鼓励特色、重在改革”的原则，在专业、课程教材、实践教学与人才培养模式等 6个方面进行改革与建设，引导高校的本科教学方向，带动教学的全方位改革和创新[1]。在本科人才培养个性化、层次化、复合化的大趋势下，河北科技大学本着“厚基础、重创新、善实践、强能力”的原则，树立培养高质量、复合型高素质人才的目标，于2010年开办了自动化本科实验班。实验班顺应专业教育规律和高素质人才成长规律，实践中坚持个性化教育，充分尊重学生个性，因材施教，有利于高层次、高素质人才的成长[2]。自动化本科实验班培养模式，以创新能力培养为目标，以改革教学内容、课程体系和实践环节为依托，通过通识和大类课程、专业基础课程、专业核心课程、学生科研创新活动、个性发展周、实习实训等环节设计，来实现培养综合型创新人才的目标。

1 自动化本科实验班的筹办机制

1.1 实验班学生来源

学生通过自愿报名，参加学校统一组织的考核、面试，学校结合学生的高考成绩及学业成绩，对学生进行综合选拔。实验班容量为35人，引入滚动竞争激励机制，建立末位淘汰机制。每学年结束后，根据学生考试成绩和创新成果情况，按一定比例进行综合成绩排名，原则上末位淘汰5%～10%的学生，将其转入到普通班，并从普通班学生中择优选择相应人数进入实验班，实现学生动态流动，既保证实验班学生整体相对稳定，又有一定的流动性，从而激发学生学习主动性。

1.2 实验班教师来源

学校集中优势资源，为自动化本科实验班配备了具有教学科研经验、工作认真负责的优秀教师任课，他们大多是教学名师、示范课堂教师、省或校级精品课教师。实验班教师具有渊博的学识、谦逊的态度、严谨治学的精神，真正起到了言传身教、为人师表的表率作用。

2 自动化本科实验班的培养模式

2.1 实行本科生双导师制

实验班实行校内校外双导师制。学校选拔政治素质过硬、思想品德优良、工作认真负责、教学经验丰富、专业水平精深的教师担任专业导师，学生根据自己的兴趣爱好及发展意向，通过双向选择的方式选定导师。专业导师全面负责学生的学业指导和心理发展、生涯规划教育，促进健全人格养成。校外导师由实习单位或行业专家担任，主要负责学生实习、课题立项或毕业设计的指导，并定期开设讲座和专题研讨，与学生进行交流和讨论。通过导师传、帮、带，培养学生的工程素养和解决工程实际问题的能力。

2.2 修订培养方案

自动化本科实验班坚持“厚基础、重创新、善实践、强能力”的指导原则，结合实验班学生的特点，通过及时修订并逐步优化实验班人才培养方案和培养计划，进一步完善课程体系，以满足实验班培养高素质、创新人才的任务要求。实验班按照学科大类进行培养，基本学制为4年，实行“2+2”教学模式，即在前2年主要进行通识教育（包括德育、外语、身心素质、计算机、自然科学基础系列）及学科基础教育，后2学年进行专业教育（包括专业基础、专业核心、专业选修系列）。

2.3 完善课程体系、教学内容和方法

针对实验班学生的特色，结合考研、就业和创业三类人才的分级分类培养模式，对实验班课程体系进行了以下内容的调整。

将通识教育模块的德育系列分布到3个学年，减少考研类学生政治理论课的重复学习时间。外语系列：学生在一年级完成大学英语基本的教学任务，并在一年级参加四级考试。在二年级教学中，提高英语的要求，加强听说能力的训练，提高六级和考研英语成绩。自然科学基础系列：适当提高《高等数学》和《线性代数》的教学学时，对《复变函数、积分变换与场论》等涉及以后专业知识应用较多的基础课程，进一步加强训练。学科基础系列：《模拟电子技术基础》将学时由48学时调整为72学时，针对《电子技术基础实验》增加综合性和设计性实验，由学生自己设计电路并调试。专业课程：加强专业基础知识的学习，将《电力电子技术》课程增加8学时，增设1门新课《自动控制系统综合实践》，以提高学生科研能力为目的，讲授如何开题、设计、科研论文的撰写等理论知识，同时以小组（3-4人）形式，由科研能力强、有科研课题的导师指导学生完成一件科研作品（制作实物或发表论文），分两学期完成。设立专业核心课程（例如：交直流调速、过程控制、计算机控制等6门课），强化专业知识与技能。专业选修系列：第七学期根据学生考研和就业的不同需求进行分类培养，指导学生选择不同的选修课程。选修课程分为基础选修、考研选修、实践选修，其中基础选修课程鼓励学生自学为主，之后通过相互讨论、教师总结，再参加课程考核。

教学内容和方法的改革是关系到能否培养出复合型创新人才的一个重要环节。精炼传统内容，注重基础理论讲授，加强新理论、新技术的介绍，充实案例分析内容，以丰富教学内容。重视教学内容的启发性和生动性特点，重视理论与实践的结合，激发学生的创新思维，提高学生对基础理论与专业知识的应用能力。教学内容着重“四突出”和“八性”，即基础课突出系统性和扎实性、专业课突出应用性和前沿性、选修课突出综合性和特色性、实践课突出操作性和创造性[3]。为提高学生实践与创新能力，常年开设独立设课的综合型、设计型大实验，如《交直流调速系统综合型大实验》、《过程控制系统综合型大实验》，紧贴交直流调速系统、过程控制技术、计算机控制技术、检测与转换技术等课程教学内容。系统采用开放式结构，学生根据工程实际问题，综合运用多种控制方法，剖析实际工程案例，通过综合型、设计型大实验的训练，进一步培养了学生的动手能力和创新能力。毕业设计环节要求面向工程实际，校内毕业设计课题大部分来自教师的科学研究课题和实验室建设课题，在工程实践中培养学生的综合分析、设计能力。

在教学方法上，采用了讲解、讨论、启发、对比、演绎、归纳等多模式教学方法，启发引导学生积极思考，变被动学习为主动学习。在课堂教学方面，积极探索采用现代化教学手段，增加课堂信息量和教学的直观性，取得了良好的教学效果。对于实践性强的课程，采用了课堂教学和现场教学相结合的教学方法，即课堂教学主要讲解基本原理、设计方法，在实验室结合具体设备，讲解系统运行状况、存在的问题及在工程设计时需要注意的问题。上述教学方法增强了学生的学习兴趣，提高了学生的工程意识。

2.4 加强校内外实习基地建设，为学生开展创新性实验、实训创造条件

积极探索校内外相结合的生产实习模式，在培养学生创新能力上下功夫，形成了校内实习与校外现代化企业生产线参观相结合的生产实习模式。在校内，充分利用学院的河北省生产过程自动化工程技术研究中心省级重点实验室和河北省综合示范实验教学中心的先进实验设备资源，让学生根据生产工艺要求和技术指标，独立进行单片机控制系统的软、硬件设计、线路安装、调试等半工业化产品。在校外，参观现代化大型钢铁、制药企业的自动控制系统等。目前，已与邯郸钢铁集团、石家庄化纤厂等多家企业签订了校外实习基地协议。此种实习模式，大大地激发了学生的学习热情，锻炼了学生的动手能力，开阔了学生眼界，受到了学生热烈欢迎。

依托校内实习基地，设立创新开放实验，鼓励学生结合创新实验开发实验教学装置，构建自主式实验平台、虚拟实验平台，营造创新设计的良好氛围和条件。另外，为推进第七学期开设的个性化教育，根据学生考研、就业、创业的不同需求，特划分了三个平台：考研辅导、实践训练和校外顶岗实习。其中在实践训练平台方面，按照自动化专业的特点，又细化成单片机、PLC、电机控制、电器安装、MCGS组态软件应用等多个实训平台，可供学生自主选择。

2.5 建设大学生科技创新平台，鼓励参与科研或参加各类竞赛

为使学生对所学专业有深刻的了解，组织学生参加多种形式课外实践活动。为提高学生的科研能力，通过学院建立的大学生科技创新活动室，带动实验班学生积极参与教师的科研课题，坚持导师指导下的学生创新能力培养，坚持师生研发实验设备服务于实验教学。同时组织学生积极申报学校、学院各类学生科研项目；积极参加全国“挑战杯”、电子设计大赛、航模锦标赛、节能减排等各类科技竞赛。

2.6 自动化本科实验班的运行管理

自动化本科实验班隶属电气学院，其教学与日常管理由学院成立的实验班管理小组组织实施，该小组由院长及分管学生工作的副院长牵头建立，成员包括各主干课程的任课教师、学生导师及辅导员等。其职责包括实验班学生的选拔、培养，以及实验班人才培养方案的修订与优化，人才培养经验的总结与推广等[1]。实行教学班单独管理，为实验班设立专门辅导员，从学习、生活、思想等各方面给予学生高标准的指导。定期召开有任课教师、学生导师、辅导员、学生代表参加的座谈会，了解学生对教学、参与科研以及管理工作的意见、建议和要求，并将反馈意见及时整理后提交给学院实验班领导小组。

3 自动化本科实验班运行现状

自动化本科实验班2010年开班至今，整体呈现良好的发展态势。实验班通过优化通识教育课程，强化了学生的学科基础及专业理论基础；组建专业核心课程，增加专业选修课，拓宽了学生的专业知识面；注重实践和实训，鼓励学生积极参加科研或各类科技竞赛活动，提高了学生的科技创新能力。2010年，2009级自动化本科实验班被评为校级先进班集体；英语四级通过率100%；英语六级通过率93%；41%的学生参与科技创新活动；在全国大学生英语竞赛、全国数学建模竞赛等项目中，多人分别获国家级、省级奖励。

4 结语

自动化本科实验班的建立及运行，旨在进一步深化教育教学改革，提高教育质量。在人才培养模式、人才培养方案、课程体系、教学内容、教学方法、实践基地建设、教学运行管理等多方面进行了一系列有益的改革与探索，取得了一定的成绩。在学生积极参与科研和课外科技创新活动等方面也获得了一些成果。今后将进一步加强个性化教育，完善实训平台，因材施教，培养出更多理论扎实、实践能力强、具有一定科研能力的创新型人才。

[1] 徐茂田,徐海云,翟滨,马淮凌,刘瑛.强化实践,突出创新,探索新的本科人才培养模式——关于化学本科实验班的构建[J].商丘师范学院学报,2011,27(6):126-129.

[2] 姜秀英,俞亚南,陈仁朋.土木工程创新设计实验班的架构与实施[J].高等建筑教育,2008,17(6):109-112.

[3] 易自力,刘强,卢向阳,等.高等农业院校创业型人才培养初探[J].高等农业教育,2007(12):9-12.

（责任编辑、校对：田敬军）

On the Cultivating Model of Undergraduate Experiment Class in Automation Specialty

CHEN Zhi-jun, SHI Xiu-jie, WU Xue-li

(School of Electrical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China)

In order to explore the cultivation mode of innovative talents, Hebei University Of Science and Technology has opened the experimental class of automation undergraduate from 2010. This class has done many reform and practice which from the mode of talent training, talent training scheme, curriculum system, teaching content, teaching method, teaching practice, the operation and management mechanism, to extracurricular scientific and technological activities, as well as other aspects. From this way, we can develop a person with solid theory, practice ability, innovative and high-quality composite.

automation specialty; undergraduate experiment class; cultivating model

G424

A

1009-9115(2013)02-0110-03

10.3969/j.issn.1009-9115.2013.02.036

2009年度河北省教育教学改革项目（103018）

2012-11-26

陈志军（1971-），女，天津静海人，副教授，研究方向为自动控制技术、网络通信。