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    大學生實踐教學活動的規(guī)劃與實施
    • 企業(yè):控制網(wǎng)     領域:電源     行業(yè):市政工程    
    • 點擊數(shù):1435     發(fā)布時間:2005-07-13 14:07:06
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    自動化學科具有內含豐富、知識面寬廣、通用性非常強的特點,屬于工科范疇。結合北京工業(yè)大學自動化學科現(xiàn)狀,我們制訂了以計算機、電子技術為載體,以控制為主線的自動化專業(yè)教學計劃,規(guī)劃了實踐教學體系,具體包括課程設計、課程實驗、獨立實驗、工程實訓、自主創(chuàng)新、畢業(yè)設計等實踐內容。通過多模式的實踐教學活動,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,提高學生工程實踐能力。



        《中共中央國務院關于深化教育改革,全面推進素質教育的決定》指出:“當今世界,科學技術突飛猛進,知識經(jīng)濟已見端倪,國力競爭日趨激烈。教育在綜合國力的形成中處于基礎地位,國力的強弱越來越取決于勞動者的素質,取決于各類人才的質量和數(shù)量,這對于培養(yǎng)和造就我國21世紀的一代新人提出了更加迫切的要求。”教育部部長周濟指出:高等學校的根本任務是培養(yǎng)德智體全面發(fā)展的高素質創(chuàng)造型人才,教書育人是高等學校永恒的主題,教學工作始終是高校的中心工作,必須按照“鞏固、深化、提高、發(fā)展”的要求加強教學工作,全面提高人才培養(yǎng)質量。另外,隨著教育體制的改革和外資辦學的介入,人才培養(yǎng)的質量已經(jīng)成為我國高等學校的生命線。因此,加強實踐教育,培養(yǎng)創(chuàng)新人才既是提高綜合國力需求,也是高校自身發(fā)展的需要。

    1 自動化學科特點及人才培養(yǎng)的定位

        自動化是指設備、過程或系統(tǒng),在沒有人或少人參與情況下,通過自動運行或自動控制的方式,按照人的要求自動完成其承擔的任務的一門科學技術。

    1.1自動化學科特點
        自動化學科以控制論、系統(tǒng)論和信息論為理論基礎,以計算機、電子和通訊等技術作為工具,研究復雜過程及其它演化系統(tǒng)中信息與控制的一般規(guī)律。自動化是一個學科交叉性強、內含豐富、知識面寬廣、通用性非常強的學科。縱觀自動化學科的發(fā)展史,不難發(fā)現(xiàn)自動化技術的進步始終離不開社會實踐的推動,因此,自動化學科具有顯明的實踐性。

    1.2自動化學科的作用
        自動化學科經(jīng)過了近60年的發(fā)展,已經(jīng)發(fā)生了日新月異的變化。今天,自動化概念已家喻戶曉,人們正在不經(jīng)意中享受自動化技術帶來的便捷。自動化系統(tǒng)已不只是人類的手、眼功能的延伸,而正在向代替人類腦力勞動的方向發(fā)展。縱觀當前國內外的高新技術,無不蘊含著自動化技術的機理。在某種意義上講,沒有自動化就沒有現(xiàn)代化。實踐證明,自動化技術在20世紀各國的技術進步和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用。我國自然科學領域的資深院士宋健指出:“預計21世紀,自動化技術仍將是高技術前沿,仍然是推進新技術革命的核心力量。”

    1.3自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的定位
        在我國過去由于行業(yè)部門辦學,所以有些學校的自動化專業(yè)具有明顯的行業(yè)特點,比如化工自動化、機械自動化、冶金自動化、電氣自動化等。這些專業(yè)在人才培養(yǎng)方面有明顯的傾向性,學生更多地進入對應的行業(yè)工作。他們的特點是熟悉行業(yè)知識,進行工作狀態(tài)快。不利的一面是知識面相對狹窄,難以滿足社會的多方面需求。縱觀當今世界,知識經(jīng)濟初見端倪,科學技術發(fā)展迅猛,自動化技術已不再局限于某個行業(yè),它已滲透到社會各個領域,如經(jīng)濟、人口、交通、生態(tài)等復雜大系統(tǒng)的調控。這就要求新時期的大學生必須掌握寬廣深厚的自動化基礎知識。因此,北京工業(yè)大學自動化專業(yè)本科生的教育一直堅持厚基礎、寬口徑的培養(yǎng)模式,以培養(yǎng)應用型、復合型高級工程技術人才為目標。

    2 教學計劃的修訂

        自動化學科是以電子技術、計算機技術為基礎,以控制理論為核心的一門通用性很強的學科。自動化專業(yè)的大學生必須具備控制理論、電子技術、計算機技術、檢測技術、系統(tǒng)工程以及網(wǎng)絡技術等專業(yè)基礎知識,才能適應社會實踐的需求。鑒于此,2004年我校實行電子信息類大專業(yè)招生,即把過去自動化、電子工程、通信工程、電子科學與技術四個專業(yè),按電子信息科學與技術一個專業(yè)招生,兩年以后再按照四個專業(yè)進行分離。這樣做的目的就是為了拓寬學生的專業(yè)知識面,適應社會多層次的需求。

    2.1教學內容的規(guī)劃
        自動化專業(yè)培養(yǎng)的學生屬于工科類,學科的基礎是“信息”、核心是“控制”、目標是“系統(tǒng)”。由于我們是以培養(yǎng)應用型、復合型高級工程技術人才為目標,因此,我們的教學計劃更多地體現(xiàn)出工程實踐性。其定要考慮自動化學科的這一特點。

    (1) 必修課的規(guī)劃
        我校自動化專業(yè)必修課分為基礎必修課和專業(yè)必修課兩類。基礎必修課除了“電路分析”、“數(shù)字電子技術”、“模擬電子技術”、“自動控制原理”和“微機原理及應用”之外,又增設了“信號與系統(tǒng)”和“集成電路分析與設計”。專業(yè)必修課包括“線性系統(tǒng)理論”、“電力電子技術”、“計算機軟件基礎”、“自動檢測技術”、“數(shù)字信號處理”、“單片機及接口技術”、“電機原理及基礎”。

    (2) 選修課的規(guī)劃
        我校自動化專業(yè)選修課又分為本專業(yè)選修課和本、跨專業(yè)選修兩類。專業(yè)選修課調整的原則是既要覆蓋自動化基礎知識,又要體現(xiàn)出我校的學科建設及科研特色。具體包括“運動控制系統(tǒng)”、“過程控制系統(tǒng)”、“計算機控制系統(tǒng)”、“現(xiàn)代控制理論”、“智能控制技術”、“儀器、儀表智能化”等,結合我校自動化系目前從事的科研工作,還開設了“機器人控制導論”、“數(shù)字社區(qū)工程”、“現(xiàn)代通信技術”、“智能交通系統(tǒng)”、“現(xiàn)代電氣控制技術”、“嵌入式系統(tǒng)概論”、“DSP技術”等課程。另外,面向全校開設“C程序設計基礎”、“計算機網(wǎng)絡技術”、“可視化程序設計”、“數(shù)據(jù)庫技術與應用”等課程。

    (3) 實踐教學的規(guī)劃
        當今世界經(jīng)濟逐步走向全球化,國與國之間的競爭日趨激勵。在這個與狼共舞的時代,如何保證在競爭中贏得主動,創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是關鍵。實踐教學是提高學生的綜合素質與實踐能力必不可少的環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神最有效的途徑。因此,我校教學計劃修訂的主導思想理論教學體現(xiàn)出知識的先進性和學科的工程實踐性,實踐教學要體現(xiàn)出學生的自主創(chuàng)新性;在學時安排上,要提高實踐教學在整個教學活動中的比例;在教學方式上,實踐教學一改過去呆板的模式,采用課程設計、課程實驗、獨立實驗、自主工程實訓、畢業(yè)設計等多種模式培養(yǎng)學生的工程實踐能力。真正做到學以致用,理論聯(lián)系實際。在實踐教學內容的安排上,摒棄了過去以配合課堂教學為目的的設置方法,而是以培養(yǎng)自動化工程技術人才所必需的工程實踐訓練為依據(jù),制訂了與課堂教學相互獨立、相互促進的實踐教學體系。目前,我校自動化專業(yè)實踐教學部分內容:“電路與電子實驗”、“微機原理及接口技術實驗”、“控制原理實驗”、“程序設計實踐訓練”、“電子工程設計訓練”、“控制系統(tǒng)實踐訓練”、“運動控制實踐訓練”、“過程控制實踐訓練”、“現(xiàn)代通信技術課設”、“DSP技術實驗”及畢業(yè)設計等。

    3 實踐教學內容的實施

        自動化是一門綜合性、實踐性很強的學科,必須通過實踐訓練活動才保證人才培養(yǎng)質量。當今世界信息技術的發(fā)展日新月異,自動化專業(yè)知識更新的周期越來越短,單純傳授知識顯然不是理想的人才培養(yǎng)模式,必須注重知識、能力和素質培養(yǎng)的協(xié)調發(fā)展。因此,自動化專業(yè)的大學生必須具有良好的獲取新知識能力和自我創(chuàng)新能力。我們認為自動化專業(yè)的理論教學只要教師講清概念、方法和思路,突出知識的重點、難點,教會如何學生獲取新知識,使學生具有自學能力和創(chuàng)新思維即可。而學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要通過實踐教學來完成,因為知識來源于實踐,能力來自于實踐,綜合素質更需要在實踐中養(yǎng)成。實踐教學既要為學生留出廣闊的創(chuàng)新空間,又要成為理論知識內化的有效手段。為了使實踐教學落實到實處,我們做了一些具體工作。

    (1) 實踐基地建設
        北京工業(yè)大學是國家“211工程”重點建設的大學之一,信息學科是“211工程”重點建設的領域。經(jīng)過“九五”、“十五”兩期建設,我們先后建成了設備先進的電工電子實驗中心,電子工程訓練中心,更新了運動控制實驗室、過程控制實驗室及控制系統(tǒng)實驗室的實驗設備,新建了嵌入式系統(tǒng)實驗室和電子競賽訓練基地,使得實踐教學的條件得到了前所未有的改善。

    (2) 實踐教學內容修改
        伴隨著實驗條件的改善,我們對過去陳舊的實踐教學內容進行了修改,又補充了一些新的實驗,如“虛擬儀器實驗”、“嵌入式系統(tǒng)實驗”等。在實踐教學中,提高了綜合性、設計性實驗課的比例,目前綜合性、設計性實驗占總實驗課的90%以上。另外,在新的實踐教學計劃中加入了6學分的電子工程自主訓練課,通過給定不同的課題,讓學生自主設計方案,實現(xiàn)信息獲取、傳輸、處理和應用全過程,并且獨立完成系統(tǒng)設計、開發(fā)、調試等環(huán)節(jié)。

    (3) 課外實踐活動的開展
        課外實踐活動也是實踐教學重要組成部分,因為這些實踐活動對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有非常重要的作用。特別是各種科技競賽活動開展,既激發(fā)了學生們的學習熱情,又提高了學生們的實踐能力。例如:每年以國家、北京市電子競賽為契機,開展一年一度的學校電子設計競賽。現(xiàn)在參賽的學生越來越多、規(guī)模越來越大,今年有近300人參加了電子競賽,學生的受益面已經(jīng)超過了50%。此外,還有“挑戰(zhàn)杯”、“足球機器人比賽”、“嵌入式電子設計競賽”等活動,也越來越受到廣大同學的青睞。總之,這些實踐活動學生參與的主動性強,積極性高,可以充分展示出自己的創(chuàng)新才華,其收獲遠遠超過了一般的工程實踐課。

        另外,讓高年級本科生介入老師科研的工作,也是我們近年來一直鼓勵和提倡的實踐訓練方式。經(jīng)過了幾年的努力,已有一部分同學進入了科研團隊。通過科研實踐,他們的動手能力得到提高,并且寫出了質量比較高的學術論文,展示出自己的科研才華。

    4 結論

        我校自動化專業(yè)一直推行“厚基礎、寬口徑、重實踐”的人才培養(yǎng)策略,因此,該策略不僅要求對專業(yè)課要精心規(guī)劃和落實,而且對數(shù)學、物理等基礎知識也要十分重視。我們學生在學期間除了要學好“高等數(shù)學”外,還要求學好“線性代數(shù)”、“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”、“復變函數(shù)與積分變換”、“最優(yōu)化基礎”等一系列工程數(shù)學課,目的是讓學生打好基礎,保證學生有很好的持續(xù)發(fā)展的能力。

        我校的自動化專業(yè)是在過去工業(yè)自動化專業(yè)基礎上發(fā)展而來的,專業(yè)課以“傳動控制”類的課居多。近年來,我們一直致力于教學計劃的改革,堅持以自動控制為主線,以計算機、電子技術為基礎,拓寬學生的知識面,取得了一定的教學成果。特別是實踐教學內容的改革和多實踐活動的落實,取得了顯著成效。近年來,學生在全國大學生電子設計競賽、北京市大學生電子設計競賽中一直名列前茅。學生思維活躍,實踐動手能力強,已經(jīng)成為工大自動化人才培養(yǎng)的鮮明特色。

    [參考文獻]

    [1]周濟。“大力加強教學工作,切實提高教學質量”。在“第二次全國普通高等學校本科教學工作會議”上的講話,2004年12月。
    [2]教育部。“關于進一步加強高等學校本業(yè)教學平臺”的幾點思考。2000年中國自動化教育年會論文集,65-67。
    [4]北京工業(yè)大學自動化專業(yè)本科指導性教學計劃。2004年12月。

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