自动化专业实验教学体系改革研究

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　　摘 要 在工程专业认证的背景下，工科专业课程体系面临着重大改革。为适应当前人才培养目标要求，通过分析自动化专业实验教学目前存在的问题，提出了实验独立设课的教学改革方法，以自动化专业基础课“单片机原理”课程为例，在实验教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行了探索与实践，进一步提高了学生的实践能力和创新能力。
　　关键词 实验教学 实验独立设课 自动化专业
　　中图分类号：G424                                       文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.04.059
　　Abstract In the context of engineering professional certification， the engineering professional curriculum system is facing major reforms. In order to meet the current requirements of talent training goals， through analyzing the current problems in the experimental teaching of automation specialty， this paper proposes a teaching reform method for independent experiment setting， taking the course of "microcomputer principle" of the automation professional basic course as an example， in the experimental teaching content， teaching methods and the examination methods have been explored and practiced， which has further improved students' practical ability and innovative ability.
　　Keywords experiment teaching; independent setting of experimental courses; automation
　　0 引言
　　工程教育专业认证是提高工程领域人才培养质量的一种重要手段和措施，随着我国产业结构的转型，它已成为我国各大学工科发展的必然趋势。工程教育专业认证的核心是要求学生毕业能力达到一定的质量标准。[1]
　　自动化专业的实验教学在课程教学体系中占居十分重要的地位，是培养学生工程实践能力和创新精神最有效的途径，能有效提高学生综合素质与实践能力。2017年修订的新版工程教育认证标准中明确工程教育要以能力培养为导向，自动化专业工程认证标准中要求实践环节不少于15学分，其中专题或综合实验不少于5学分。
　　目前，很多高校正对自动化专业的实践教学体系进行探索与改革，但目前控制类各专业课实验课程之间整体上缺乏统一的规划和衔接，出现部分实验内容重复及不适应培养目标等问题。[2]
　　如果能结合工程认证，从整体上对该类课程的实验进行设计，尤其是实验内容进行统一规划，将有利于学生实践与创新能力的培养，有利于学生对理论知识的掌握和综合实践能力的提高。通过改进实验教学的管理，改革实验教学内容，将实验及实践环节相结合，积极推动实验教学改革，进一步提高学生的实践能力。
　　1 实验教学的现状
　　首先，目前大多数实验课作为理论课的一部分，起到验证理论知识的作用，以加强学生对该知识的掌握。在实验项目的设计方面，内容缺乏更新，部分内容已脱离生产实践，新技术新方法不能及时应用到实验教学中。并且各门课程之间的实验内容也存在重复现象。[3]
　　其次，大多数课程的整体考核多以理论考试为主，实验课为辅。由于实验课时有限，相关实验设备课前已经实验老师提前调试，实验步骤也已经有实验老师进行了详细的讲解，学生只需按照实验指导书逐步进行操作，致使学生处于被动地位，这阻碍了学生的自主能动性和动手能力的发挥。
　　再者，实验课多是在理论课学习过半之后进行，以至于大多数实验课都被安排到学期末进行，甚至理论课结束而实验课仍在继续，而每学期的最后几周又是学生集中复习考试的时间，导致出现学生应付实验的现象，实验目的难以达到。
　　在考核方面，多集中于理论课的考核。有些将实验报告作为考核的依据。但是从学生反映情况来看，有些实验课，比如CAD，电子软件设计等课程的实验报告多为应付。
　　因此，现行的实验教学模式已不能满足当今科学技术发展的需要，特别是在实践创新能力培养方面尤显不足。[4]
　　2 实验教学的改革
　　针对目前实验教学所存在的问题，以工程教育专业认证标准为基础，以自动化专业的毕业要求为导向，以提高学生综合实践能力为核心，通过优化自动化专业人才培養课程体系，改革实验教学，独立设置实验课，为培养全面型和综合型创新人才打下良好的基础。[5]
　　2.1 独立设置实验课
　　独立设置实验课需与理论课通盘考虑，从专业的整个课程体系、实验课教学目标、教学内容、教学手段、教学方法等各个方面重新设计。比如单片机实验，可以从原来的12课时调整到30课时，有助于锻炼学生的动手能力，为学生参加大学生电子竞赛提供前期基础。进一步加强实验教学在高校教学中的地位，以实验教学改革带动课程体系、理论教学的改革，全面提升控制类专业的教学质量和教学水平，更好的实现专业人才的培养目标。 　　2.2 更新实验内容和教学方法
　　独立设置实验课，需要重新规划实验教学计划，适时调整实验内容，突出工程应用性。尤其是增加一些实验技术理论课，重视实验理论与技能的结合。让学生系统的学习实验的基本知识，原理和方法，以及常用仪器的操作规程和计算机辅助分析等。建立以工程应用背景为主的实验教学新体系，增加一些综合性实验或创新型实验，代替以验证理论为主的实验体系。要求学生能根据实验项目任务，独立设计实验方案并完成整个实验，以培养学生综合运用所学知识分析解决实际问题的能力。
　　根据实验教学大纲的要求以及工程认证所需要的目标，确定每门实验课程的课时数、实验内容和达到的要求。确保有满足实验需要的教学资源。
　　2.3 成立实验教学中心
　　针对实验独立设课，成立相应的实验教学中心，需要相应的老师专门负责实验教学研究，并与各个专业教研室联合制定各门实验课程的实验教学大纲，全面负责自动化专业的实验教学工作。合理的安排各门课程的实验，达到各门实验课程既有分工，又相互配合，逐步提升学生的实验能力。针对实验室资源不足问题，可以通过加强校内实验设备的完善和联合实验室建设。我们学校为提升学生实践创新能力，专门成立了工程实训中心，该中心整合了校内计算机、电、机等實训基地和创新实践基地，学校所有与计算机基础相关的实验课均在该中心完成，实现了资源的有效整合。
　　2.4 严格实验教学考核
　　实验课单独设课后，为保证教学质量的不断提高及教学任务的顺利完成，需要对实验运行过程进行严格的监控，包括实验预习、指导、报告质量、实验考核等。为此，需要制定相应的考核办法，定期检查实验教学质量，组织实验教师之间互相听评课，及时反馈意见和建议，研究实验教学过程中可能存在的问题，改革实验教学方法和措施。定期修改实验教学内容，有效调动学生学习的积极性。
　　学生的考核成绩可以根据实验报告（包括实验预习）、实验操作和期末测试来决定。对于大部分课程，实验报告仍旧作为考核的一部分，实验报告的书写也是重要一环，要求学生认真书写实验报告，并对实验结果进行细致的分析，提高实验报告的质量，这可以进一步培养学生对实验结果的综合分析能力、表达能力以及严谨的科学态度和良好的工作作风。
　　2.5 以单片机实验课为例的设计与实施
　　根据我校自动化专业的特点，我校从2013级对单片机、电子设计软件等实验课程实行了独立设课的教学模式。制定了单独的实验教学大纲，在制订教学大纲时，把教学内容与实习基地结合，对教学内容和实验项目进行定期修订，让同学们实际的企业有所了解，来开展针对性的实验教学，同时达到工程质量认证的目标。
　　针对单片机的单独设课，编写了相应的《单片机实验指导书》，将实验分为基础性、综合性和创新型实验。基础性实验确保学生系统地掌握各类实验技能。综合性和创新型实验，主要用来培养学生综合掌握和运用所学知识的能力，以满足不同层次几动手能力较强的学生。同时，在实验项目的安排上，充分考虑对学生的系统培养，尤其是为后期的专业课奠定基础。并注重学生操作能力的提高。创新型实验为学生的个性化发展提空了空间，以加强学生动手操作能力的培养，提高学生的实验素质。
　　单片机实验的单独设课，提高了教师对该课程的重视程度，也加强了对学生实验操作技能的辅导和实验设计思维的启发。单片机实验单独设课以来，在实验内容，教学方法上进行了探索和尝试，实践证明，单片机单独开课，提高了对实验教学的重视，有利于学生操作技能的系统培养，理论知识的巩固与提高，取得了一定的效果。
　　我们学校非常重视学生实践能力的培养，通过深化教育教学改革，优化人才培养方案，搭建实践平台在实践探索中逐渐形成了“工程应用+实践+创新”的创新型人才培养模式，有效提升学生科技创新意识和实践动手能力，为培养创新型人才奠定了坚实基础。
　　3 总结
　　通过实验课程与理论课程的分离，来加强实践环节，提高实验课在整个教学中的地位，激发学生的主观能动性，培养学生的创新精神，提高学生分析解决实际问题的能力。
　　实验教学改革也是高校发展面临的难题之一，各高校都在进行尝试，取得了一定的成绩。但从根本上解决实验教学存在的问题，还需要进一步探讨。
　　参考文献
　　[1] 初红霞，王希凤，谢忠玉，等.工程教育专业认证背景下自动控制原理实验教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2018（5）：35-36.
　　[2] 秦钢年，万辅彬.独立设实验课带动实验教学改革[J].实验室研究与探索，2004.23（7）：79-81.
　　[3] 李雪.基于创新人才培养的实验独立设课研究[J].实验科学与技术，2017.15（5）：131-134.
　　[4] 周立敏，杨桂朋，高宪池.基于创新人才培养的实验教学改革研究[J].实验科学与技术，2016.14（3）：165-167.
　　[5] 谢浩.加强对学生科研能力的培养[J].高教研究：四川，1992（3）：26-29.
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