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Abstract: Based on the outstanding problems in the examination of automatic control theory and combined with our school automation features,a curriculum for students examination reform is proposed which emphasizing the application of ability to stimulate students interest in learning,semi-open-book examination methods,the theoretical knowledge and practical application of comprehensive testing,emphasizing the process of assessment. The expected results show that students' learning effects have been significantly improved on theoretical learning courses which are consistent with application-oriented and applying the knowledge of teaching philosophy.
Key words: automatic control theory;examination reform;program
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)15-0177-01
1自動控制原理課程考試改革的目的和意義
自動控制原理作為自動化及相關專業的一門重要的專業基礎課,是一門理論性很強的課程。同時,該門課所研究的領域也是學生從未接觸過的知識。為了使得學生能夠在學好理論的同時將其運用到實際中,激發興趣,強調過程考核,并且提高考試成績和及格率,突出教學重點,對這門課實施考試改革以配合教學改革[1]。通過考試改革可以帶動教學改革進程,構建融會貫通、緊密配合、有機聯系的課程體系。
2自動控制原理課程考試改革的內容
2.1 課程內容的整合與優化。為了培養學生的學習能力和實踐能力,同時檢查教學效果,在一些章節后組織編排綜合型的題目,讓學生以小論文的形式提交,將其成績記錄到期末總成績的平時成績中。這門課的教學內容可以分成兩大部分內容的研究:前三章為控制系統的時域分析,偏重經典理論的研究;后兩章為控制系統的頻域分析,偏重工程實際應用。針對這樣的內容特點,安排兩次大作業,讓學生對一個生產生活中的實例從時域分析和頻域分析方法入手分析系統的穩態過程和暫態過程。針對這樣的能力考核,在平時教學中,從基本概念、基本分析方法入手,結合生產和生活中的實例,以時域分析方法為主線,時域分析和頻域分析并進,利用直觀的物理概念,使學生充分理解系統參數與系統指標之間的內在聯系,由淺入深地引導學生理解和掌握古典控制理論的精髓。把知識能力的考核放在首位。
2.2 由考試改革決定的教學方法和手段的改進措施。實踐環節中改變以往由教師命題的一貫做法,在學期末,安排一次綜合性實驗,題目學生可自選,也可從教師提供的試題庫中抽題,所選題目需具有一定的綜合性,采取自愿參加考試的方式。該部分的成績由五個等級構成,即不及格不加分,及格、中、良好、優秀會分別在在期末總成績中加相應的分數,建立一個具體的評價指標體系。這樣的考核方式可以給一部分在及格線邊緣的學生一次到達及格線的機會,給一部分要提高成績績點的學生一次提高總成績的機會,給一部分爭取獎學金的學生一次到達優秀成績的機會,給分布在每一個分數段的學生一次積極改進的機會,激發他們的學習熱情,同時能夠有效的提高及格率。
2.3 知識點的考核。筆試考試由全閉卷改為半開卷:改變原有的純粹的理論考試,把筆試試卷分成兩部分:試卷一,基本理論知識的考核,閉卷,占試卷成績的50%;試卷二,綜合能力運用的考核,開卷,可以帶查閱過的相關資料占試卷成績的50%。基本理論知識的考核包括:①基本知識模塊;②數學模型的建立與求解模塊;③線性連續系統的時域分析模塊;④線性連續系統的頻域分析與設計。
3 考試改革的進程安排
3.1 進行自動控制原理課程考試改革的調研。
3.2 制定出自動控制原理課程綜合應用能力考核的評價指標體系。
3.3 編制自動控制原理課程綜合性實驗試題庫。
3.4 在2007級自動控制原理期末考試中進行考試改革方案的試驗。
3.5 進行課程考試改革方案實施的初步總結,寫出課程考試改革方案實施的初步總結報告。
3.6 修改課程綜合應用能力考核的評價標準。
3.7 修改自動控制原理課程綜合性實驗試題庫。
3.8 撰寫自動控制原理課程考試改革的探索的論文。
3.9 在2008級自動控制原理教學中實施課程考試改革方案。
3.10 進行自動控制原理課程考試改革方案實施的總結,寫出課程考試改革方案實施的總結報告。
3.11 寫出自動控制原理課程考試改革方案的結題報告。
4自動控制原理課程考試改革的預期成果
4.1 學生學習的主動性得到增強,通過設置選做實驗,學生學習會更加主動,鼓勵學生提高綜合知識運用能力,不再像以前期末考試前幾天死記硬背,造成學的好不如背的好的怪現象。
4.2 學生的創造性思維能力得到了培養,通過完成大作業網上查閱資料的能力明顯提高,大量查閱資料后會超出教師布置的題目范圍,大部分學生會對教師的題目給出多種分析結果,甚至會超出所學的范圍,突破了思維定勢,即教師告訴什么就知道什么的現象。
4.3 學生撰寫科技論文的能力得到提高,為以后做畢業設計撰寫畢業論文打好基礎。
4.4 學生獨立分析問題的能力將得到提高。通過采取半開卷的模式,學生不但需要掌握基本理論,還要學會更好的利用基本理論解決實際問題,強調提高學生的分析,設計能力,及尋求一題多解的發散性思維,強調工程應用背景,立意考查靈活運用所學知識解決實際問題和創新思維的能力,改善了以往學生認為“學了也沒有用”的想法。
4.5 制定出課程考核能力與技能的評價指標體系。
4.6 撰寫課程考試改革實施效果的調研報告。
4.7 撰寫教改論文:自動控制原理課程考試改革的探索。
4.8 提交自動控制原理課程考試改革的結題報告。
參考文獻:
自動控制原理是自動化以及控制類專業最主要的專業基礎課程,在專業課程體系中占有核心地位,該課程的教學效果直接影響其他相關專業課程的教學。自動控制原理是一門理論性和實踐性都很強的課程,課程內容涉及多門學科知識,概念抽象,包含大量數學計算。
一、影響自動控制原理課程教學效果的因素
1.學生學習目的不明確,導致失去學習興趣和動力。
自動控制原理是學生從基礎課到專業課過渡的首開專業基礎課之一。由于課程本身理論性較強,學生在學習過程中普遍不知道學習這門課程的目的及用途,甚至感到該課程與后續專業課程沒什么關系。由此導致學生學習目的不明確,從而喪失學習積極性,失去學習動力。
2.課程內容概念抽象,在傳統教學模式中多媒體教學的優勢難以發揮。
自動控制原理課程涉及較多的理論邏輯推導和抽象思維過程,這就使學生在課堂上需要更多的時間對教學內容進行慢慢地消化、領悟。另外,自動控制原理教學內容的掌握是建立在用數學的抽象語言描述實際控制過程的基礎上的,但是學生對于這種抽象思維的理解是一個艱難、緩慢的過程,一般直觀的展示對于這種邏輯思維過程難以有所幫助。而傳統多媒體教學的優勢在于能夠在較短的時間內提供較大的信息量,可以直觀形象地展示教學內容,因此,傳統教學模式中現有的多媒體課件教學并不適合自動控制原理課程。
3.大量的數學推導計算使學生產生厭學情緒
自動控制原理教材中有許多枯燥的公式推導和大量的數學計算,這讓很多學生望而生畏,而一些數學基礎較差的學生往往沒有能力完成推導過程,這在一定程度上可使一部分學生產生厭學情緒,以致嚴重影響教學效果。
4.傳統的理論教學和考核方式缺乏實用性,難以達到培養學生創新能力的目的。
在傳統模式理論教學和考核方式下,很多學生學習后就被復雜的數學公式和抽象的理論概念搞得摸不著頭腦;有的學生也只是機械性的記住若干公式定理,只求能夠應付考試,面對具體問題時不知如何運用所學知識去解決;更有甚者,學完了也不知所學課程的目的及用途。這種傳統的應試教學不但使學生難以明白其實用性,也在一定程度上限制了學生學習能動性的發揮,束縛了學生的創新意識和創新能力。
二、提高課程教學效果的創新思路
1.引入案例法教學,結合科研和生活實例,激發學習興趣。
在自動控制原理的教學過程中引入案例法教學,結合科研和生活中的實例,將抽象的概念具體化,介紹自動控制原理在實際中的應用,如何運用所學控制技術去解決實際問題。同時,對于引入的控制系統采取引導式、啟發式教學,在講解工程實例時適當引入一些控制領域的前沿技術,激發學生的學習興趣,增強其獨立思考的能力,擴大學生的視野和知識面,讓學生可以運用所學的專業知識去分析、改進和提高實際的控制系統。
2.創新技術形式,豐富多媒體教學手段。
課堂教學進行過程中,在運用傳統多媒體課件的同時,適時地穿插使用動畫演示教學,將教學內容用逼真的動畫以及聲音形象直觀地呈現在學生面前。同時,充分利用目前控制和工程領域流行的Matlab語言,讓學生在Matlab/Simulink環境中對控制系統進行建模、仿真,使學生對控制系統的組成和運動情況有更加直觀的認識。通過對計算機輔助教學手段的創新,使學生對較抽象的概念更容易理解和掌握,從而取得良好的教學效果。
3.強化系統建模,淡化數學計算,加強課程的應用性。
在自動控制原理的教學過程中,要充分分析學生的思維方式,以學生為主體,淡化一些數學推導和計算,同時,為了使學生對課程知識體系框架結構有一個整體認識與理解,加強系統建模的教學形式。強化系統建模需要在教學過程中要求學生全面系統掌握自動控制理論,避免將知識點孤立,并且在建立系統數學模型的微分方程、傳遞函數以及動態結構圖過程中,要以分析和設計一個控制系統為主體思想,反復強調所學知識在控制理論中的具置和作用,從而增強學生系統意識的培養。
4.改革考核形式,加大實驗和能力考核內容。
在自動控制原理教學中,使學生的學習過程和教師的教學過程形成一個穩定的性能良好的閉環系統,就必須減小理論考核內容,加大實驗以及能力考核力度。因此,為了達到更好的教學效果,可以將考核形式和成績評定方式劃分為以下三個組成部分:將基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗部分成績作為實驗成績,并且以設計性實驗為成績主體,占課程總成績的40%;以提交大作業或者論文的能力考核形式作為期中考試,占課程總成績的30%;將傳統的閉卷理論考試作為期末,占課程總成績的30%。這樣不僅能夠充分發揮學生的主觀學習能力,而且可以增強學生創新能力和意識的培養。
論文摘要:自動控制原理課程不僅是控制類專業而且是電子信息類專業的重要專業基礎課。主要介紹了自動控制原理課程建設與改革的實踐和體會。總結了教學、教改工作中所取得的成果,提出了一些具體做法和措施,著重對課程教學內容、教學體系的整合和優化以及實驗內容、實驗教學方法與實驗組織方式進行了討論,旨在突出教學重點,增強學生的動手能力,提高教學質量。實踐證明,效果良好,并對該課程的進一步改革提出了一些設想。
引言
自動控制理論發展的歷史并不長,從二十世紀三十年代開始,不過幾十年的發展,而真正進入高等學校課程還是二十世紀五六十年代。它的出現給高等教育注入了新的活力,目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業的主要專業基礎課之一,是一門知識覆蓋面廣、課程內容多、更新發展快且應用性很強的課程,該課程對學生建立系統和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學內容,提高教學質量
隨著控制理論的發展和計算機技術的應用,新的控制方法和控制手段也越來越多,為了適應時代要求,根據本科專業培養目標和專業特點,我們對自動控制課程的內容進行了重新整合,選用優秀教材,制定了新的教學大綱、實驗大綱和考核大綱。適時地把一些新內容、新的教學成果、應用實例融合到教學內容中,做到課程內容的基礎性和先進性相結合,把握經典與現代、本課程與其他相關課程內容的關系處理。大幅度減少了學時數,將經典控制理論與現代控制理論結合起來講授,重點講解控制理論的基本知識及應用,理清思路,了解方法,增強系統性。
自動控制原理的教學內容有一條主線:系統分析和系統設計。圍繞這條主線,把教學內容劃分為六大塊:自動控制的一般概念、數學基礎與數學模型、系統的分析、系統的設計、采樣控制系統的分析和非線性系統的分析。對于系統分析是重點講解部分,介紹了各種分析方法:時域分析法、根軌跡法、頻域分析法,狀態空間法等,進行有關系統的動態、靜態分析,以及能控性和能觀性分析;在系統設計這一重點部分的講解中,介紹了根軌跡設計法、頻域設計法和狀態控制設計法,與系統分析相呼應,使學生在整個學習過程中,圍繞“系統分析和設計”這條主線進行,做到舉一反三,從而對自動控制理論有一個完整清晰的理解。
在分析設計這個主線下,以穩定性指標為輔線。在各個有關章節的小結中對穩定性都予以重點討論,通過對各種穩定性判斷方法的分析,把前后的知識點加以銜接聯系,并綜合應用。
在講清系統物理概念的基礎上,結合課程內容,引入先進的計算機輔助教學手段。將Matlab軟件在控制系統中的應用引人課堂教學,在諸多課堂教學環節中實現了Matlab仿真演示,增強了學生對抽象理論的感性認識,收到了良好的教學效果。
為體現教學內容的先進性、科學性和前沿性,引導學生進一步學習的興趣,對目前控制理路研究的熱點和發展趨勢作一些簡要介紹,如模糊控制、智能控制等。
2改革教學方法,提升教學手段
自動控制原理對學生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運用能力、數—形結合能力有一定的要求,并需具有扎實的數學基礎,學生在學習中經常會感到困難而產生畏難情緒,影響學習效果。因此,改革傳統教學方法和教學手段,進而提高教學質量,是課程改革的重中之重
2.1采用現代教育技術與手段提高教學效果
在以信息、知識爆炸為特征的今天,傳統的教學手段以不能適應時代的需要,教學手段的改革勢在必行。在《自動控制原理》課的多媒體教學實踐中,我們努力探索如何使多媒體這一先進的教學手段更好地服務于課堂教學。開發了《自動控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件,.采樣了多媒體與板書相結合的教學方法,既充分利用了多媒體教學的生動、逼真、容量大的優點,又充分利用了板書教學的嚴謹性、邏輯性強的優點。實踐證明,這一方法取得了良好的教學效果,受到了學生的認可,對教學質量的提高起了一定的積極作用。
2.2加強實踐教學環節,增強學生的動手能力
注重實踐能力的培養,堅持理論聯系實際的原則,加強學生動手訓練,培養學生的創新能力。學生對新知識的理解,僅僅通過課堂講解還很不夠,必須通過實踐教學這一環節,使學生對知識有一個感性認識。
實踐教學是提高學生創新精神和能力的重要途徑,在教改過程中,我們加強實驗室建設,徹底改造了原有的實驗內容,開發了綜合設計實驗及課程設計,目的在于通過實踐教學,培養學生應用控制理論的方法解決實際問題、將實際問題抽象為理論問題的能力。實驗只提目標和要求,沒有詳細的實驗步驟和實驗電路圖。學生根據個人情況自主選擇難度等級不同的實驗,根據系統的性能要求,獨立完成系統設計,系統搭建和調試,記錄原始數據和圖形,寫出實驗報告。所有這些都極大地調動了學生學習的主動性和積極性,鞏固了課程理論,激發了學生學習的熱情,培養了學生的動手能力和獨立思考的能力,使其觀察、分析和解決問題的能力都有很大的提高。
為了加強學生理論聯系實際的能力,在教學過程中還增加了課程設計這一教學環節,通過課程設計,使學生了解到了Matlab軟件在自動控制系統中的應用,拓寬學生的知識面,加深學生對(lf動控制原理》這門課程的基本概念,基本的分析方法及設計方法的理解。
3以教學推動科研,以科研促進教學
對于普通高等教育來說,教學固然重要。科研也不可以忽視。教學和科研是相輔相成的兩個方面,兩者不可分割。從自動控制理論來講,它近幾十年才建立起來,與工程實際聯系較廣,特別是在發展過程中,數學和計算機起了很大的作用,成為控制理論的重要工具。因此可以說,控制理論是工程與數學、計算機科學相互作用的前沿。在教學中講授理論知識的同時,可以增加一些與科研結合的內容,如在同學中選一些成績較好,對科研又有一定興趣的同學,參加有關教師的科研項目,也可為學生科技活動中心提供一些課題,指導學生參與科研。這樣,一方面調動了學生的積極性,培養了學生的動手能力,另方面,也可為科研活動的開展打好基礎。學生通過參與科研,學習興趣更加濃厚了,求知的欲望更強了。
4下一步改革設想
該課程的教學改革已在我校實施。取得了良好的教學效果,學生的基本知識、專業能力、實踐技能乃至學習興趣等。都較以往有較大的提高。教學改革的路子還很長。尚需繼續探索和實踐,使之不斷完善,下一步改革的設想有四點:
(1)從課程的實際及教學規律出發,以培養和提高學生的創新精神和實踐技能為宗旨,真正探索出一種新的實踐教育模式。
關鍵詞:自動化專業 實踐能力 創新精神 培養機制
THE CULTIVATION MECHANISM WITH PRACTICE ABILITY AND INNOVATION SPIRIT OF AUTOMATION MAJOR
Zhang Tao
(North China Institute of Science & Technology, Sanhe, Hebei, 065201)
Abstract: The application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university has been improved and matured by construction for several years. The paper summarizes and analyses the constructer, contents, styles and effects of application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The paper especially expounds the cultivation effects, organization relation and mechanism characteristic of the application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The practice teaching system has useful significance for others.
Key words: Automation Major; Practice Ability; Innovation Spirit; Cultivation Mechanism.
0 引言
華北科技學院是國家安全生產監督管理總局惟一直屬的普通高等學校,始建于1984年,其前身是北京煤炭管理干部學院分院,1993年經原國家教委批準改建為華北礦業高等專科學校,2002年初經教育部批準升格為本科院校。學院面向全國招收普通全日制本、專科學生。學校設置有37個本科專業,涉及工學、理學、文學、法學、經濟學、管理學、教育學等七大門類學科,已經形成以全日制本科教育為主,專科教育、成人學歷教育、安全培訓、函授教育并存的多學科、多層次、多形式的辦學體系。
我校的自動化(專科)專業成立于1999年,2003年升格為自動化(本科)專業,面向全國招生。目前,自動化(本科)專業包括本科、專接本科、第二學位本科等多種本科辦學形式,共有4個年級、20個班級,645名學生。
經過幾年的發展,自動化專業的綜合實力逐漸增強,教學質量和辦學水平逐年提高。2007年,自動化專業被華北科技學院批準成為首批校級重點與特色專業建設點。2009年,自動化專業被教育部批準成為國家級特色專業建設點(編號:TS1Z214)。
本文就自動化專業學生的實踐能力與創新精神的培養機制的建立、運行、完善等方面進行了闡述,并對具有我校特色的自動化專業實踐能力與創新精神培養機制的培養效果進行了總結與分析。
1 自動化專業人才培養計劃
1.1 自動化專業簡介
自動化專業主要研究的是自動控制的原理和方法,自動化單元技術和集成技術及其在各類控制系統中的應用。它以自動控制理論為基礎,以電子技術、電力電子技術、傳感器技術、計算機技術、網絡與通信技術為主要工具,面向工業生產過程自動控制及各行業、各部門的自動化。它具有“控(制)管(理)結合,強(電)弱(電)并重,軟(件)硬(件)兼施”鮮明的特點,是理、工、文、管多學科交叉的寬口徑工科專業。學生在畢業后能夠從事自動控制、自動化、信號與數據處理及計算機應用等方面的技術工作。
1.培養目標
本專業培養的學生要具備電工技術、電子技術、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理、系統工程、計算機技術與應用和網絡技術等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業知識,能在運動控制、工業過程控制、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策等領域從事系統分析、系統設計、系統運行、科技開發及研究等方面工作的高級工程技術人才。
2.培養要求
本專業學生主要學習電工技術、電子技術、控制理論、信息處理、系統工程、自動檢測與儀表、計算機技術與應用和網絡技術等方面的基本理論和基本知識,受到較好的工程實踐基本訓練;具有系統分析、設計、開發與研究的基本能力。
1.2 自動化專業的課程設置
自動化專業的課程設置應該能夠體現自動化專業的培養目標和培養要求,使學生掌握本專業領域必需的、較寬的技術基礎理論知識,并受到較好的工程實踐基本訓練,在本專業領域內具備一定的科學研究、科技開發和組織管理能力,具有較強的工作適應能力。
1.自動化專業的主干課程
自動化專業的主干課程包括電路、模擬電子技術、數字電子技術、電力電子、電機拖動、直流控制系統、交流控制系統、自動控制原理、過程控制、微機原理、計算機控制系統等課程。自動化專業的學生必須深入理解和掌握這些課程的理論及其實踐。
2.自動化專業的課程設置
自動化專業的課程設置包括通識基礎教育課程、專業基礎教育課程和專業方向教育課程三個方面的課程,每一方面的課程又包括理論教學課程和實踐教學課程兩大部分。自動化專業課程體系的設置如圖1所示。
2 自動化專業人才培養過程中的教學改革
2.1 教學內容改革
為適應21世紀對人才的基本要求,在認真研究和借鑒以前運行的人才培養計劃的經驗和做法,并結合我校的辦學定位和實際情況,我們對自動化專業的教學內容進行了多次研討論證,主要包括教學課程設置的合理性、開課時間、理論學時與實踐學時的分配、實驗項目的設置、實踐項目等內容。
教學內容改革的具體做法是:
一是根據實際條件的變化,適當增加實驗課程的學時,適當調整實驗課程的內容。例如《信號與系統分析》課程,因實驗條件的改善,將原教學計劃理論教學32學時、實驗教學0學時,調整為理論教學28學時、實驗教學4學時。
二是根據專業發展現狀和發展趨勢,適當增加專業選修課程的學時,適當調整專業選修課程的內容。例如《自動化仿真技術》、《自動化組態技術》兩門專業選修課程,就是考慮到自動化專業技術的發展現狀,突出自動控制系統仿真和組態方面的教學而增設的。
2.2 教學方法改革
正確靈活的教學方法將有助于深化提高教學效果,起到事半功倍的作用。教學方法改革的主要內容包括:
一是積極推進課堂討論教學法,讓學生在課外網絡上查找資料,然后在課堂教學過程中引導學生對學習內容進行研討、推理,適時讓學生在課堂上進行發言討論,最后總結得到合理的結論和推理。通過討論,調動學生學習的積極性,教會學生怎樣掌握新知識、探索新知識、獲取新知識,并會運用新知識解決新問題,從而培養學生獨立的探索精神和獨立的創新意識與創新能力,提高綜合素質。
二是創造和諧的師生關系,為促進提高教學效果奠定基礎。師生關系是對立統一的,教師處于矛盾的主要方面,在運動變化中起著主導作用。因此,構建良好的師生關系關鍵在于教師,但同樣也離不開學生的密切配合和積極響應。關于如何建立良好和諧的師生關系,請參考作者的相關論文《大學和諧師生關系的構建策略研究》(華中師范大學學報(人文社會科學版),2007)。
2.3 教學手段改革
在課堂教學過程中,講授教學內容時可以采用黑板板書與多媒體相結合的教學手段。應該盡可能地利用多媒體教學這一現代化教學手段,因為多媒體教學可以對抽象的微觀結構采用形象生動的動畫,生動地展示教學內容,幫助學生理解抽象的概念,擴大教學內容的有效信息量,從而提高教學效果。
在大學教學過程中,采用多媒體教學也存在其有利的一面和不利的一面。對此,作者進行了研究,請參考作者的相關論文《大學中采用多媒體技術對教學的影響》(華北科技學院學報,Vol.4,2007)。同時,該論文獲華北科技學院“深化教學改革,提高教學質量”研討會優秀論文二等獎,并在大會上進行了宣讀交流,論文的獲獎證書如圖2所示。
3 我校自動化專業學生的實踐能力與創新精神的培養機制
3.1 培養學生實踐能力的途徑--實踐教學體系
為提高學生的實踐動手能力以不斷適應社會經濟發展的要求,我校自動化專業特別重視實踐教學方面的投入和改革。目前,在我校自動化專業已經形成多層次開展、多學科綜合、并具有安全特色的實踐教學體系。
我校自動化專業的實踐教學體系的內容豐富、層次合理,主要包括:
(1)實驗類:各類課程的附屬實驗課程。
(2)設計類:各類課程的課程設計。
(3)訓練類:各類技能訓練。
(4)實習類:認識實習、生產實習。
(5)綜合類:畢業實習、畢業設計。
3.2 培養學生工程素質的途徑――工程訓練平臺
為實現高等工程本科教育的培養目標,達到目標所要求的學生應具備的工程素質,我們認為,一是要求具備良好的師資隊伍,二是要對學生進行工程素質訓練。
師資隊伍建設應從以下幾個方面著手進行:進一步提高師資隊伍成員的職稱和學歷,加強“雙師型”教師的培養;按照“學有所長,利用所長”的原則,使師資隊伍成員不斷進行專業方向凝練;推出“自動化專業學術論壇”,加強學術交流合作,濃厚團隊學術研究氛圍。
對學生進行工程素質訓練應采取循序漸進的訓練策略。首先,立足于河北省高校實驗教學示范中心-華北科技學院電工電子實驗中心的豐富實驗資源,引導學生以嚴謹務實、認真仔細的態度對待每一個實驗環節,在實驗當中體驗科學研究的全過程。其次,利用實驗、實習、科研、畢業設計(論文)、工程實訓等各個環節對學生進行工程素質訓練,不斷提高學生的工程素質和能力。圖3為學生正在進行電動機PLC控制系統訓練的過程照片。
3.3 培養學生創新精神的途徑――科技創新機制
培養學生創新精神是一項長期性、系統性的工程,我們認為,培養學生創新精神一是要有相應的機制保證,二是要有具體的實施措施,這兩方面缺一不可。
培養學生科技創新的機制建設包括:分別成立學生科技創新領導小組、學生科技創新指導教師團隊、學生科技創新活動小組;學校提供科技創新所必需的活動場地、設備器材、經費支持等。
培養學生科技創新的具體措施包括:一是進行實驗室開放,鼓勵學生到開放的實驗室進行各種教學實驗和研究實驗;二是設立創新實驗室,鼓勵和引導學生在創新實驗室開展各種科技創新活動,圖4為我校設置的學生科技創新實踐室。
3.4 自動化專業學生的實踐能力與創新精神培養效果
經過自動化專業相關部門和教師的共同努力,自動化專業學生的培養情況良好,在招生、就業、考研、科技創新活動等各方面取得了一系列重要的成績。
自2003年開始招收自動化專業本科學生以來,自動化專業的辦學規模在穩步發展。近幾年,每年的自動化專業招生計劃均為210人,入學報到在190人以上,編為6個班級。
自動化專業學生的就業情況良好,一次就業率較高。特別地,自動化專業作為華北科技學院煤炭主體專業,著力突出煤礦安全自動化這一行業特色,自動化專業畢業生積極響應號召,投身于煤炭相關企業、為突出我校的安全生產特色方面做出了重要貢獻。
自動化專業學生積極進行科技創新活動,取得多項科技創新成果。僅在2011年,獲得全國大學生電子設計大賽全國二等獎2項;飛思卡爾杯智能車競賽全國一等獎1項,全國二等獎2項;全國挑戰杯大賽河北省二等獎1項。圖5為學生制作的科技創新作品(激光識別智能車),該作品獲得2011年全國大學生電子設計大賽全國二等獎。
自動化專業學生的考研情況良好,考研錄取率一直位居前列,表1為近幾年自動化專業學生考取研究生情況匯總表。
4 總結與建議
作者認為,只有堅持循序漸進的培養策略,才能保證學生培養質量的不斷提高。學生能力培養的層次關系應為:實踐能力的基本標準,工程素質是最低要求,創新精神是最高追求,三者的層次關系如圖6所示。
經過幾年的發展,我校自動化專業學生的實踐能力與創新精神的培養機制已經逐步完善、成熟,其特點可以歸納為以下幾點:
(1)在完成教育部規定培養目標的前提下,進行教學內容改革、教學方法改革和教學手段改革,不斷提高和強化教學效果。
(2)構建自動化專業的實踐教學體系,豐富實踐教學內容,合理布局實踐教學層次,加強實踐基礎能力培養。
(3)構建自動化專業的工程訓練平臺,通過PLC工程實訓項目和單片機工程實訓項目等途徑,使學生掌握自動控制系統的研究、設計、制作、檢驗等步驟的全部過程。
(4)構建自動化專業的科技創新機制,鼓勵和引導學生在開放實驗室、創新實驗室開展各種科技創新活動,取得科技創新成果。
同時,我校自動化專業學生的實踐能力與創新精神的培養機制還應進一步進行改革、充實、提高、完善,以不斷滿足人才培養的需求和社會經濟發展的需要。
例如,訓練類實踐教學課程是提高自動化專業學生動手能力的重要手段和途徑,對培養學生的理論聯系實踐的能力和實際動手能力有明顯的幫助作用。因此,訓練類實踐教學課程的下一步改革思路是:教師提出更有難度的訓練題目,學生可以采用多種方法實現訓練題目的目標,進一步提高學生利用自動控制理論來解決實際問題的能力,最大程度地發揮訓練類實踐教學課程促進教學的良好作用。
參考文獻
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作者簡介
測控專業主要課程 精密機械與儀器設計、精密機械制造工程、模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎,微型計算機原理與應用、控制工程基礎、信號分析與處理、精密測控與系統等。
測控專業主干學科:光學工程、儀器科學與技術。
測控專業主要實踐性環節:包括軍訓、金工、電工、電子實習,認識實習,生產實習,社會實踐,課程設計,畢業設計(論文)等。
測控專業就業方向 本專業畢業具備精密儀器設計制造以及測量與控制方面的基礎知識與應用能力,能在國民經濟各部門從事測量與控制領域內有關技術、儀器與系統的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理。該專業既可以進入生產工程自動化企業從事自動控制、自動化檢測等方面的工作,也可以在科研單位進行儀器儀表的開發和設計,同時還可以在工程檢測領域、計算機應用領域找到適合本專業個人發展的空間。
測控專業培養要求 畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1. 具有較扎實的自然科學基礎,較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力;
2. 較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識,主要包括機械學、電工電子學、光學、傳感器技術、測量與控制、市場經濟及企業管理等基礎知識;
3. 掌握光、機、電、計算機相結合的當代測控技術和實驗研究能力,具有現代測控系統與儀器的設計、開發能力;
4. 具有較強的外語應用能力;