专业转型背景下自动化工程教育教学体系的探索与构建——以东华理工大学长江学院自动化专业为例

胡开明， 陈 坚， 刘 薇

(东华理工大学 长江学院，江西 抚州 344000)

人才培养方案是高校教育教学工作的纲领性文件，是高校组织教学活动的基本依据。自动化专业是工科中传统的宽口径专业，是我国高等院校开设的较多的专业之一。随着智能制造、工业4.0等一系列工业新形势的诞生[1]，自动化作为技术支撑专业，传统的教学方式已经不能满足培养当代产业人才的需求，专业建设亟须转型。本文按照“学生中心，产出导向”的基本理念，结合人才培养方案修订的契机，依据工程教育的要求，对自动化专业进行转型改革，探索人才培养的教学体系、实现途径及保障措施，培养具有创新意识、实践能力突出、适应行业和区域经济发展需求的创新应用型人才，提高人才培养与社会需求的符合度。

1 人才培养方案的制定

1.1 专业定位

自动化是国家工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志，是推动新的技术革命和产业革命的关键技术之一。因此，自动化专业的发展对我国的科技进步和经济发展起着举足轻重的作用[2]。为适应新形势下国家和社会对高等教育人才培养的新要求，进一步落实《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》《教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》以及《江西省教育厅关于全面振兴本科教育的实施意见》等文件精神，结合应用型本科培养的要求和东华理工大学长江学院实际，构建以学生为中心的培养体系，以促进专业转型发展，稳步提高人才培养质量。东华理工大学长江学院自动化专业面向国家和地方重大的战略需求和科技发展的前沿，对接江西省“新一代信息技术”“高端装备”“节能环保”战略性新兴产业，围绕工业过程控制、智能制造与装备、电机拖动、电力电子等方向培养适应新工科背景下的新型应用型人才；同时，落实“立德树人”根本任务，遵循人才成长和高等教育发展规律，坚持以培养“夯实基础、强化应用、突出技能、面向市场”的应用型人才为目标，构建“产教结合、校企联合、需求契合”的人才培养模式，面向区域生产、建设、管理和服务一线，培养具有扎实理论知识和良好的综合素质、拥有较强应用能力与实践创新能力、能胜任相关行业、职业和岗位工作需要的应用型人才[3]。

1.2 培养方案的制定

结合企业和市场需求以及毕业要求共同制定培养方案。方案制定过程需聘请企业和教育专家，讨论应用型人才的培养目标、专业定位以及课程体系设置等，根据行业、企业的发展动态与需要制定方案。培养方案注重多元化培养，将自动化专业方向转型到过程检测与工业控制方向，智能制造与工业机器人方向并行上，培养出符合行业需求、满足区域经济社会发展需要、体现“新工科”建设要求、注重工程实践、具有较强就业竞争力的应用技术型人才。

方案要求按照工程教育专业论证的标准，优化重建知识结构框架、完善自动化专业课程体系，以通识基础、学科基础、专业基础和专业课等为课程，利用“金字塔”原理搭建课程结构，其课程学分、学时如表1所示。以“加强通识教育，拓宽学科基础，凝练专业主干，灵活专业方向”为引导，合理配置通识与专业基础、专业基础与专业之间的科学比例和相互关系，优化构建自动化专业的知识体系结构，实现通识教育基础上的宽口径专业培养模式[2]。

表1 自动化专业修读课程学分学时结构表

2 课程体系构建

坚持“产出导向”理念，优化重建自动化专业课程体系。对照工程教育培养目标和毕业要求，形成毕业要求和培养目标所达成的“闭环矩阵”，同时借鉴国内外高校同类专业的建设经验，以市场需求和学生毕业要求为导向，以系统性、实用性和前瞻性为原则，建立“四年递进式工程实践能力培养和专业训练”的课程体系，如图1所示。第一学年培养基础知识和基本技能，开设思政类和英语、数学等通识类课程以及军事训练与专业认知实习等实践环节，筑牢专业基础；第二学年安排基础课和专业基础课程学习，开设“电路分析”“模拟电子技术”“数字电子技术”等专业基础课程及电子技能训练和创新创业技能训练，开展电子技能和企业认知等实训；第三学年注重专业必修课和限选课程的学习及专业综合技能的培养，开设自动化专业课程和方向选修课程，大力推进专业综合技能实训，开展校企合作项目和创新创业项目的实习；第四学年安排少量专业选修课程，教学的重点放在生产实习、毕业实习等实践环节，与企业深度融合，做好学生走上工作岗位的准备。

图1 自动化课程培养体系结构

3 课程教学体系改革和教学手段的革新

教学体系上，根据社会需求情况，在原有的工业过程检测与控制方向基础上增加智能制造与机器人方向，有效地融合了机械工程、电子信息等专业，形成多元培养体系，着力培养理论与实践相结合的应用技术型人才。对传统自动化专业教学内容进行修订，形成“数学与自然科学”人文社科通识类的公共基础课程；“工程制图”“电子技术”“电路分析”等专业基础课程；“控制理论”“PLC控制技术”“计算机控制技术”“电机与拖动”“电力电子”“运动控制”等专业课程；电子系统设计、智能制造综合设计、自动化系统项目设计、专业综合实习等实践教学于一体的新的专业培养体系。同时，选修课模块按照“多样化设置” “灵活化认定”的形式进行设计，助力学生专业知识构建的方向性延伸和综合素质培养的多元化发展，满足学生学习的个性化需求。

推进现代信息技术与教育教学深度融合，积极推进教学方法和手段的改革，利用超星网络教学平台，将专业核心课程打造成线上线下“金课”，并建成精品在线开放课程。专业技能课程积极引入思政元素，合理设计课程内容，培养学生的工匠精神与创新能力，实现思想政治教育与专业知识教育的有机融合。随着疫情防控常态化，“互联网+”“智能+”技术的在线教学已经成为高等教育发展的重要方向。为此，应树牢以学生为中心的教育理念，不断优化线上教学模式。为确保线上教学优质高效完成，首先，任课教师要做到课前教学准备充分，熟悉课程知识体系，引领学生跟随课程进程；其次，教师要了解学生的线上学习情况，加强与学生线上互动交流；最后，教师做好课后反馈，了解学生学习状态与进程，适时采取对应策略，提高在线教学质量。从学校角度而言，学校应构建在线课程的常态化教学质量监督与考核机制，开展教学督导听课、评课，改革教学评价与督导方式，更新学生学习成效的评价标准，激发学生内生动力，同时明确在线教学的任务要求、考核指标、考核标准、考核方法、奖惩措施等细化内容，提高教师在线教学的责任心，保障在线教学的教学质量[4]。

4 强化实践教学改革

创新实践教学改革，打造“链式”实践教学体系，如实施创新创业教育与应用型专业建设深度融合，构建 “四年工程实践不断线” “四年创新创业教育不间断”的培养体系[5]，按照创新创业基础、创新创业能力测试到创新创业专业实践逐级开展的培养方案；同时，大力推进各类创新创业的学科竞赛，锻炼学生工程实践应用能力和创新意识[6]。

实践教学可按照“基础实验教学→集中实践→创新实验教学→校外创新教学”的顺序开展，形成梯度明显、逐层提高的实践教学体系。基础实践注重学科基础与工程技术的结合，同时以金工实习、工程制图实践、专业基础实验作为专业知识链的起点，选择基础项目，融会贯通所学知识模块，扎实专业技术基础；集中实践全面学习工程技术，增强团队意识，以计算机控制技术为基础，选择“智能制造柔性加工”为项目，融合本专业的各门基础课程，培养工程设计能力；创新实验融合所学知识，以科研项目与企业工程项目研究为内容进行系统性训练，通过参加各类科技活动和创新创业大赛，培养学生创新能力；校外创新实行校企合作、产教融合，共建校外实践教育基地及校企联合培养大学生创新创业基地，开展产学研深度融合的教学模式。

在实践教学改革中，东华理工大学长江学院自动化专业坚持创新融入，注重专创融合，将创新创业教育融入人才培养全过程，开设与专业相关的创新创业教育基础课程及实践课程。在专业课程中融入创新创业教育思想观念和原则方法，构建选修与必修、理论与实践、课内与课外，线上与线下、校内与校外相结合的创新创业教育平台，将实习、实验等实践教学环节、学科竞赛、大学生双创项目等实践创新活动进行有机融合，形成依次递进、有机衔接的“双创”教育课程体系，对开发学生的创业精神，提升学生的实践能力具有重要意义。

5 实施效果

东华理工大学长江学院自动化专业自实施转型以来，首先，按照工程教育的基本要求，主动对接江西省“新一代信息技术”“高端装备”“节能环保”战略性新兴产业，注重多元培养，将工业过程检测与控制方向逐步转型到智能制造与机器人技术方向，以更好服务地方经济。其次，自动化专业在课程建设等方面实施一系列的教学改革。“PLC原理及应用”获批江西省在线开放课程认定，三门课程完成校级重点课程建设、课程思政建设验收。再次，自动化专业建立多家校企合作的实习基地，实施创新创业融合教育，与企业共建众创空间实验室，开展创新创业专项教育，其中获批教育部高教司产学合作协同育人项目三项，省级教学改革课题三项，完善了创新创业教育人才体系。最后，针对疫情全力实施线上教学改革，搭建课程网络教学平台，打造“一平三端”的移动教学体系，实施线上、线下混合式移动教学，改革课程考核评价方法，达成了信息技术与课堂教学深度融合。另外，树立“以学生为中心”教学理念，培养学生实践动手能力。以学科竞赛的形式，举办科技竞赛，通过竞赛成绩与学分互认方式，积极鼓励学生参与各类学科比赛，并多次在省级以上竞赛中取得佳绩[7]。

6 结语

作为一直将应用型、技能型人才作为培养目标的自动化专业，随着新兴产业发展和新工科的建设，势必要向工程教育转型，以适应新时代市场对专业人才的需求。本文在研究新时代国家对工科人才培养具体要求的基础上，以市场实际需求为出发点，对自动化专业培养体系进行改革，坚持以培养“夯实基础、强化应用、突出技能、面向市场”的应用型人才为目标，构建“产教结合、校企联合、需求契合”的人才培养模式，从专业目标定位、培养方案制定、课程教学体系优化、教学手段和方法改革、实践教学体系构建与实施等方面进行一系列改革和探索，以期能够培养面向区域一线，具有较强应用能力与实践创新能力,能胜任社会市场需要的应用型人才。