面向区域人才需求的自动化专业教育课程体系建设探索

［摘 要］哈尔滨工业大学深圳校区自动化专业依托本校控制学科的传统优势，面向粤港澳大湾区机器人与智能系统人才需求，从专业课程、专业实践、过程管理和“双创”能力培养等方面打造特色专业优势体系，以机器人与智能系统项目为牵引，以点带面，将理论、实践和“双创”进行有机结合，不断完善过程管理，实现了机器人与智能系统领域的高质量“双创”型人才培养，在一定程度上满足了区域人才需求。

［关键词］粤港澳大湾区；专业课程体系；机器人与智能系统人才；“双创”型人才；自动化专业

［中图分类号］G642.3 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2025）02-0001-05

粤港澳大湾区定位于世界级城市群、“一带一路”建设的重要支撑，对自动化装备、机器人与智能系统等领域人才的需求量极大，同时因其也是国际科技创新中心，故其自主研发能力也需要达到国际先进水平[1]，这就需要地方高校大力培养机器人与智能系统领域的高质量“双创”型人才。哈尔滨工业大学简称哈工大，其深圳校区的自动化专业（以下简称自动化专业）于2017年第一次面向全国招收本科生，不但保留了此前在16年研究生培养过程中积累的航天特色，而且逐渐形成了以机器人与智能系统为主的学科培养方向。自动化专业教学团队不断研究本专业与世界一流大学和一流学科之间的差距，更理性、更长远、更全面地考虑如何深度培育并保持自身专业特色，继承和发扬哈工大百年办学的优良传统，统一规格、统一标准、统一要求，构建和不断完善以学生为中心的课程体系[2]；同时紧密结合地方需求，面向粤港澳大湾区发展要求培养优秀的“双创”型人才，逐渐形成了具有深圳特色的哈工大自动化专业本科课程体系。

一、自动化专业教育课程体系建设

因为要围绕机器人与智能系统建立自动化专业课程体系，所以需要强化学生的数理基础和专业基础。

（一）在大学第一学年开设大量专业课程，为专业人才培养打下坚实基础

针对本科生因了解专业过晚而不利于有效开展专业课程学习的问题，自动化专业在大学第一学年开设了专业类导论课程，如自动化专业导论、机器人设计与实践等，使学生快速掌握自动化专业的基础概念，并掌握初步的学习方法。面向哈工大传统优势专业方向“航天自动化”和“机器人与智能系统”的数学基础高要求，开设专业数学课控制理论中的代数基础，使学生在学习数理基础课程时知道为何而学，有利于提升其学习效果。同时还增加了高级语言程序设计课程、创新训练课、大一年度立项等实践课程及活动，培养学生的创新思维和创新意识，全周期培养学生“双创”能力。

（二）整合自动化专业课程教学资源，实施核心课程统一化、专业方向特色化

哈工大“一校三区”办学统一规划、统一部署、统一设计核心课程内容，将自动化专业原有核心专业课和主干专业课的内容整合为自动控制理论和自动控制实践（含课程设计）2门课程[3]，组织学生开展专业基础知识学习及专业基础实践能力锻炼。自动化专业选修课程内容具有深圳校区特色，依托机器人技术与系统国家重点实验室及2个省级重点实验室、8个市级科研平台，以机器人与智能系统培养方向为核心设置控制理论与控制工程、机器人与智能系统和智能检测等3大专业选修模块，建设专门用于本科教学的自动化专业教学中心及4大专业教学实验室，根据课程教学需求采购了600多台（套）共3700万元的实验设备，通过实验、竞赛等形式提升学生的专业实践能力。

（三）开展“大课程、大工程、系统级”课程群建设

自动化专业以“大课程”理念融合多门课程内容，将多门强关联课程的理论知识内容进行整合，建设互融互通、衔接连贯、相互支撑的专业课程群（见表1），并以“大工程”思维为驱动，引导学生掌握新的学习模式，以项目连接多门课程理论知识的应用实践，进而引导学生开展对控制科学、计算机科学、电子信息、数学、力学、物理等多学科理论和实践技术的强交叉研究和设计，培养“系统级”的综合实践思维和构建复合型知识结构。

（四）本研一体化课程体系建设

自动化专业坚持以学生为中心，将学生的学习和培养成效作为本研一体化课程体系建设的驱动力，不断完善课程体系和课程内容的整合与衔接（如图1所示）。开展本研课程学分互选及认定工作，实现学生的个性化培养，提高学生的学习积极性。打通本研课程壁垒，通过多层次渐进式的理论教学，实现课程知识体系衔接，完成本研课程内容从理论到应用、从知其然到知其所以然的贯通式教学。

二、全周期多元化自动化专业教育课程体系建设

自动化专业以机器人为切入点，连点成线，以点带面，通过实践牵引教学，打造全周期多元化专业教育课程体系，以毕业去向为导向有针对性地开展实习实践活动，不断深化产教融合，实现个性化实践教学。

（一）全周期专业教育课程体系建设

本科阶段按照“公共课—数理基础课—技术基础课—专业课”这个顺序开课的局限性，在一定程度上使得学生工程能力培养滞后、创新思维启蒙晚。自动化专业针对此问题，构建了一个为期四年的全周期专业教育课程体系。通过“长见识、打比赛、做项目、学知识、求创新”的方式开展学生创新思维和实践能力培养。运用“机器人”概念连接自动化专业整个大学四年的专业实习教学体系，打通所有专业教育课程，锻炼学生的工程能力和实践能力，培养学生创新的思维和意识，加强学生对知识的理解和运用，不断完善专业实习教学体系。

（二）多元化专业教育课程体系建设

教师在自动化专业教育过程中发现，传统专业教育课程教学的形式和目标定位难以有效实现对学生工程能力、创新思维、研发管理能力及交流和团队协作能力的培养，再加上学生对未来发展有着自己的需求，因此自动化专业要丰富专业实习的手段和方式（见图2）。学生可以通过在相关企业实习、参加科创比赛、参与国内外高校科创项目实习等来完成实习任务。以科研和竞赛为手段，以项目为载体，有效提高学生参与科研创新活动的主动性，充分发挥校内外实习实训基地的核心功能，促进实习教学多元化创新化发展，从而满足国家相关战略实施和粤港澳大湾区对机器人与智能系统领域的高层次实践型人才及企事业单位科研、工程、技术、管理人才的需求。

（三）不断深化产教融合，积极开展校内外实习实训基地建设

近年来，自动化专业运用深圳市智能机器人建设项目资金开展校内“双创”实习实训基地建设，专门购置了40台（套）直流电源、函数发生器、示波器、万用表等测试设备，以及50台（套）机器人、无人机教学套件用于学生实习实训及创新实践，价值近百万元。

自动化专业借鉴哈工大本部“跨本硕的卓越工程师培养体系”模式[4]，结合本专业的地域优势，开展校内外实习实训基地建设，将有工作意向的学生“送出去”，在大三学年夏季学期就组织学生分散开展企业实习，并让学生通过相关科研岗位的实习加快适应企业工作的节奏，同时鼓励学生结合企业实际需求开展毕业设计。截至2023年9月，自动化专业已与固高科技、大疆创新、东莞松山湖国际机器人产业基地、速腾聚创、深圳越疆科技、乐聚机器人、汇川技术、雷赛智能等50多家企业签订了产学研合作及校企联合培养协议，在技术交流、人才培养、课题研究、项目合作开发等方面建立了长期合作关系。合作企业充分利用企业设备优势和其他生产条件，为学生专业能力培养提供工程实习实践基地，将教学实践活动与实际生产需求紧密结合起来，让学生不但了解了企业研发情况，也接触到了企业管理流程和运作方式，为学生就业打下了良好的基础。

（四）实行本科生学业导师制，全方位、个性化培养学生

自动化专业在大学第一学年便实行本科生学业导师制，学业导师帮助学生适应大学生活，指导学生做好职业生涯规划，加强学生思想品德修养和综合素质的培养，激发学生学习热情，树立严谨求实的良好学风，指导学生制订个性化的修读计划，培养学生参与科研的兴趣与意识，指导学生参加科研工作、学科竞赛、社会实践、创新创业等活动，培养学生的创新意识和实践能力。

三、多闭环过程监控管理体系建设

自动化专业实施“课程多元化考核闭环、课程体系闭环、教师教学质量闭环”三闭环管理模式，将侧重于结果管理转化为侧重于过程管理，关注学生的学习效果和发展方向。

（一）以学习效果为中心，通过建立多元化专业课程考核体系来开展闭环管理

以机器人设计与实践、机器人学导论课程为试点，通过多元化评价方式开展个性化评价，以实践内容为核心，将实践全过程纳入考核体系，考核方式多样化，考核内容开放化。通过实验实践与实验问答、期末机器人制作考核及竞赛反馈学生的学习效果。理论课程通过课上问答、随堂测试、课后作业、期末考试等手段对学生学习效果进行监管，将主动学习和思考的权利还给学生，培养学生主动学习和思考的习惯，使学生利用更多的课外时间进行预习和思考，构建一个初步的知识体系，然后通过实验自行印证，改善预习效果，开展过程管理。

（二）以学生发展为中心，通过建立课程体系和培养方案评价体系来开展闭环管理

将学生的个人发展需求融入专业培养目标，为学生提供开放式的教学组织形式和个性化培养方案，将“大工程”分解为“小项目”，让学生以“系统级”的工程实践思维开展专业课程学习。考虑到学生的发展方向和发展需求不同，自动化专业不仅设置了具有“控（制）管（理）结合，强（电）弱（电）并重，软（件）硬（件）兼施”特点的专业方向，还针对有需求的学生给予多元化的培养选择。自动化专业也重视学生就业单位、深造高校的意见和毕业生的意见，与其保持长期而稳定的联系，进而不断论证和完善培养方案，推动课程建设和改革，将课程体系的闭环管理做成过程管理、动态管理和多维管理。

（三）将教师作为课程管理的主体之一，开展教学质量闭环管理

由系主任、副主任组织开展本科教学工作，不断完善教学管理制度，通过绩效考核倾斜以及学院与专业的奖教激励教师提高工作热情，对教学事故、学生反映强烈的教学问题及时进行考核监督和专项指导。不断加强师资队伍建设，引进富有教学经验的优秀教师；鼓励以老带新，与国外高水平专家共建课程；邀请企业专家来校授课，聘请企业专业技术骨干作为校企联合培养导师或实习指导教师。采取多种方式提升课程教学质量，鼓励教师互学互鉴，相互听课研讨，共同进步；邀请优秀教师介绍教学经验和教学方法；组织学生座谈，甚至一对一听取学生对课程体系、培养目标、课程内容、教学方法、任课教师等的意见。

四、目标导向的“双创”能力培养体系建设

（一）上下结合，打造“双创”环境和文化特色

自动化专业从学生的培养目标和毕业要求上明确“双创”型人才培养要求，以学生为中心，结合学校和专业的定位与特色以及国家和社会的实际需求，对师资配置和实验室建设提出新的要求，使得学科开始系统地、全流程地考虑“双创”型人才培养方案的可执行性，创造出一个适宜学生“双创”能力发展的大环境，并让其逐渐成为一种校园文化和专业特色，通过环境潜移默化地影响学生的“双创”思维，通过文化特色引导推动学生“双创”行为的实施，保证“双创”型人才培养的完整性。同时以创新为基础，通过课程有意识地培养学生的“双创”能力，循序渐进地培养学生的“双创”思维，辅以有效的监管和反馈机制，不断优化，进而形成一个动态的执行与改进模式，持续提升人才培养质量。

（二）课练结合，提升学生的“双创”意识和能力

自动化专业在完善课程体系时重视学生的个性化发展和能力培养，避免让传统教学成为学生发展道路上的束缚；同时激发学生的“双创”热情，支持学生的新思维和新想法；以项目为载体，培养学生在专业领域的敏锐观察力和强大行动力以及工程能力和其他专业素养，同时深入挖掘课程中蕴含的“双创”资源和“双创”元素，充分发挥课程教学的主渠道功能，加强学生“双创”能力培养。设置开放式实验、课程设计，坚持目标导向，以项目驱动教学，提升教学效果。

（三）赛研结合，建设“双创”团队

专业相关竞赛本身可视为一个短周期的科研项目，赛研结合不但能使学生获得激励和成就感，也能让学生思考创新点向实际应用转化时，创新团队应当如何逐步向创业团队转化。竞赛能够为学生提供检验“双创”思维可行性的机会，经过竞赛磨炼的学生能够更快速地融入实验室及企业的实习中，在竞技过程中检验新的科研思路和方法，与同类项目横向比较性能的优劣，切实体会到过程管理的重要性，同时也是实验室科研成果应用的有效反馈，为学生毕业后创业打下基础。

（四）校内外结合，加强学生“双创”体验与交流

除了充分利用校内资源，开展“双创”实践还需要与社会资源充分联动。学生需要对社会“双创”环境有所了解，打破校园和社会“双创”体系间的壁垒，通过开展多种形式的沟通与交流来增进了解与加强合作。学生通过实践了解将技术转化为产品的专业知识，有意识地参加校企联合培养，通过将近一年的企业实习去观察企业的管理方式以及产品的转化和推广等，同时也可以向社会寻求“双创”资源，积极申请政府的相关“双创”项目，以获得政府相关资金支持或社会投资机构的支持。其中与哈工大深圳校区联系密切的深圳科创学院、东莞松山湖国际机器人产业基地等校外实习实训基地专注的机器人和智能装备两大产业发展需求与相关学科人才培养方向十分契合，为这些学科的很多学生实现创业梦提供了大力支持。

五、结语

凭借专业教育课程体系改革成果的有力支持，自动化专业先后获得了广东省各教育学会教学改革优秀案例和优秀教育成果奖4项，校级教学成果奖二等奖2项。近3年，已毕业的本硕博学生有650余人，其中有80％在粤港澳大湾区从事机器人和自动化行业，成为大疆创新、华为、小马智行、百度深圳等高科技企业的核心研发骨干。自动化专业学生多人荣获中国自动化学会优秀博士论文奖、广东省优秀学生骨干、深圳市科技进步奖一等奖、深圳市十大志愿者、“智创杯”前沿技术挑战赛冠军等各类荣誉奖项，其中本科生获得全国大学生机器人竞赛Robocon和RoboMaster冠军等省级以上竞赛奖项超300人次；多位教师获得“深圳市优秀教师”“深圳市优秀班主任”等称号；自动化系被评为“2022年深圳市教育工作先进单位”。

自动化专业的专业建设成果也获得了社会关注：自动化专业的领导与教师先后接待了教育部对外合作司司长、八百壮士宣讲团以及多批次的高校、高职、高中参观团，多次受邀参加相关人才培养研讨会或其他高校培训活动并作主题报告或专题报告；所开设课程成为北京理工大学珠海学院等高校机器人类专业设置部分专业课程的重要参考。自动化专业将继续努力，以培养出更多机器人与智能系统领域的高素质、高层次的“双创”型人才，为粤港澳大湾区建设和发展助力。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 中共中央，国务院.中共中央 国务院印发《粤港澳大湾区发展规划纲要》[EB/OL].（2019-02-18）[2024-07-16].https：//www.gov.cn/zhengce/202203/content_3635372.htm#1.

[2］ 周玉，丁雪梅，沈毅，等.适应时代发展，培养工程科技创新人才[C]//提升高等学校教育质量的实证研究（上册）：黑龙江省高等教育学会2016年学术年会暨理事工作会论文集.哈尔滨：[出版者不详].2016：11-16.

[3］ 金晶，姜宇，沈毅. 自动化类专业课程体系供给侧结构性改革研究[J]. 黑龙江教育（高教研究与评估） ， 2018（8）：27-28.

[4］ 沈毅，王强，张华，等.自动化工程教育培养体系建设[J]. 实验室研究与探索，2011，30（10）：340-344.

［责任编辑：庞丹丹］