融合学科科研优势的自动化专业教学体系建设研究.pdf

1、融合学科科研优势的自动化专业教学体系建设研究摘要：介绍了桂林电子科技大学依托学科优势，在自动化专业教学体系建设中以科研团队为龙头，以培养求实创新人才为核心，将课程教学和承担的科研项目紧密结合，进行以研促教、以教促学的一系列教学改革，在夯实学生专业理论基础、融合专业相关知识、激发专业学习兴趣方面取得了良好效果，提高了学生的创新和应用能力，对培养具有高素质的自动化专业人才起到了积极作用。关键词：研教融合；以研促教；以教促学；教学体系建设作者简介：杨青（1976-），女，瑶族，广西桂林人，桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，副教授；党选举（1965-），男，陕西武功人，桂林电子科技大学电子工程与自

2、动化学院，教授。（广西 桂林 541004）基金项目：本文系桂林电子科技大学广西区级自动化实验示范中心（项目批准号：桂教高教2009109 号）、校极教改资助项目（项目批准号：桂电教201145 号）的研究成果。中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）32-0083-02我国正以前所未有的速度高速发展，这对以培养人才、服务社会为目标的国内高等教育提出了新的高标准要求。当今学生不仅需要具有扎实的理论知识，还必须具有开阔的国际眼界。传统的人才培养模式，注重以教材为核心培养学生的理论知识，在开阔学生的国际视野、培养学生的适应力和创新力等方面缺乏有针对性的措施

3、，因此需要进行改革。1本文基于桂林电子科技大学自动化专业的科研优势，面向该专业高质量人才的培养目标，在研教融合、以研促教、以教促学等方面进行了阐述和分析，指出了科研对人才培养具有的积极作用。一、专业学科基础桂林电子科技大学的自动化本科专业于 1985 年创办，至今已有 28 年的历史。多年的精心建设使该专业拥有“控制科学与工程”一级学科硕士学位点，下设“控制理论与控制工程”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“检测技术与自动化装置”、“导航、制导与控制”共五个二级学科硕士学位点，其中“控制理论与控制工程”学科为广西高校重点学科。该专业还拥有两个广西区级实验教学示范中心“自动化实验教学中心”

4、和“测控技术与仪器实验教学中心”，一个广西区级重点实验室“自动检测技术实验室”，两个广西高校重点实验室“智能综合自动化实验室”和“虚拟仪器技术实验室”。自动化专业学科优势突出，现有教授 8 人，副教授 8 人，其中博士生导师 3 人，博士 10 人，广西优秀专家 2 人，入选广西“十百千人才工程”3 人，“广西百名中青年学科带头人”3 人。本着为地方经济服务的宗旨，经过多年的实践和凝练已形成三个特色科研团队，分别是非线性控制与智能控制研究团队、新能源汽车电子与控制研究团队、过程质量控制研究团队。近年来获两项广西科技进步二等奖，国家发明专利授权 10 余项，承担了国家基金、广西基金等多项纵向和大

5、量的横向科研项目。多年的建设使自动化专业在科研平台、重点实验室等方面取得了良好的成绩，但呈现出一个新的问题是科研与教学存在脱节，在重视科研发展的基础上没有保证教学的同步前进，这一方面体现在从事科研的教师没有将前沿知识、新思想引入到课堂上，以开阔学生的视野，提升学生的创新思维能力；另一方面学生的实践环节过于传统，没有与时俱进的设计更新，使得学生的理论知识得不到有效检验。科研活动、教学活动、实践活动没有有机融合，互相服务，争取利益最大化。针对上述问题，以自动化专业教学体系建设为主要目标，以培养求实创新人才为核心，近年来积极探索，充分利用学科现有优势，以科研项目为导向，将课程教学和承担的科研项目紧密

6、结合，进行了研教融合、以研促教、以教促学的一系列教学改革。在夯实学生专业理论基础，融合专业相关知识，激发学生专业学习兴趣上取得了良好的效果，提高了学生的创新和应用能力，对培养具有高素质的自动化专业人才起到了积极作用。二、以科研创新为导向的人才培养方案设计为了体现科研在人才培养中的导向作用，首先根据本专业的中长期科研任务凝练出三个特色研究方向；然后对自动化专业的人才培养方案进行了重新设计，让现有的三个特色研究方向指导自动化学科的人才培养方案制定。新的培养方案保证了学生具有明确的学习目标，有效锻炼了学生的创新思维，提升了学生的培养质量。1.非线性控制与智能控制研究针对该领域的研究需求，开设了“智能

7、控制”、“智能信息处理”、“嵌入式系统技术”、“生物信息处理”等相关课程，并优化了课程内容。这些课程能有效支持学生在非线性系统建模与智能控制、智能信号处理、嵌入式系统的软硬件协同设计技术、传感器网络及其微协议、人体脉络建模与分析及疾病诊断、精密制造系统中微/纳级控制、玻璃、橡胶等化工流程自动化工程等方面展开初级研究并进行深入学习。2.新能源汽车电子与控制研究在该研究领域，通过校企合作和充分调研深入了解该领域的实际需求，开设了“汽车电子控制技术及应用”、“工业通信与控制网络”、“节能控制新理论”等相关课程，以满足这个具有挑战性的研究领域的需求。这些课程能有效支持学生在电动汽车行驶状态监控和实时故

8、障诊断、动力电池 SOC 测试、智能轮胎系统和车身平衡/稳定系统、汽车网络通信协议及实现、汽车运动控制与队列协同等方面进行实践与深入探索。3.过程质量控制研究该研究需要其他专业的辅助知识，笔者有针对性地开设了“THZ 测试技术”、“过程控制”、“电子测量与仪器”等选修课程。这些课程能有效支撑学生开展流程工业过程工艺参数检测与质量控制方面的探索，例如从事物质的近红外、太赫兹光谱及建模算法设计，用于药物检测、原油评价及环境监测等。上述环节的设计使得学生的学习目标明确，而且能感受到理论知识的具体应用场景，激发了学生的学习兴趣和探索精神，收到了良好效果。三、融合科研创新的自动化专业教学体系建设为了培养

9、基础理论扎实、实践能力强的具有特色的自动化专业人才，不仅需要依靠科研来制定人才培养方案，也需要将这种指导思想融入到教学实践环节中。以特色科研为指导，主要在授课内容的与时俱进、实践环节的设计等环节进行了改革，建立了研教融合且切实可行的自动化专业教学体系。1.科研队伍与教学队伍有机融合在教师队伍建设上，注重教师业务能力的培养。首先，通过合理的任务分配，让不同的教师在科研和教学上有所侧重；其次，为避免教学和科研有所脱节，以教学为主的教师必须参与科研的讨论和设计环节，但一般不具体参与科研的实施环节，这样既能保证其工作重心在教学任务上，同时又能保证视野的开阔性，及时地将新信息传递到课堂上。教学队伍融入到

10、科研队伍中，在保证以教学为中心的前提下，在基础知识的讲授和前沿知识的引导方面起到了很好的平衡作用。22.科研问题与教学内容有机融合科研过程的很多问题都是学生感兴趣、可参与甚至可解决的，将这些问题引入到教学过程中，一方面为课堂上的理论教学提供了现实案例，找到了应用场景；另一方面将其作为学生的课后作业，让学生利用所学知识解决具体问题，达到了学为所用的效果。经过积累，每门专业课程有 510 个案例来自教师自己的科研项目，生动的案例激发了学生的学习兴趣。同时，经过充分科研训练的学生也能成为课题组的重要力量。科研问题与教学内容的有机融合，让知识与问题进行了对应，让教学过程更加接近现实应用，提升了学生的自

11、信心和使命感。3.成熟科研项目向实践环节转化为了满足工科学生培养的需求，自动化专业设计了较多实践类课程，但这些课程的实践内容过于生硬，而且类型、内容等长期不变，对学生的实践能力和创新能力的训练不够。科研项目既具有时效性又具有现实意义，从横向和纵向科研项目中选取合适的题材进行设计，转换成实践类课程，让学生选择、参与或独立解决。毕业设计选题部分来源于教师的横向与纵向科研项目，如永磁直线电机智能控制，传送带同步的随动控制系统设计，无刷直流电动机数字控制系统的研究，智能交流电机调速控制器的设计，基于 DSP 的开关磁阻电机控制，基于英飞凌单片机的开关磁阻电机控制，高频响音圈电机建模与控制研究，五轴联动

12、数控系统的零传动直线电机驱动等。3依靠学科优势，以科研内容指导自动化专业的教学体系建设，从培养方案、教师队伍、教学内容、实践环节四个方面加强建设，使人才培养方案更加具有特色和合理，提升了教师队伍的整体业务水平，丰富了课堂的教学内容和实践内容，让学生切实体会到了所学知识的用处，激发了他们的专业兴趣。四、建设效果将科研成果引入教学，大大增强了学生的学习兴趣，对学习不再感到枯燥乏味，对专业方向更加明确；课堂上认真听课，实验预习更加充分，实验过程更加投入，课外科技活动、各种电子设计竞赛、大学生创新项目等参与更加踊跃；更喜欢和教师交流问题，课余进入实验室、实习实训基地、科协、创新基地的学生明显增多。在浓

13、厚的科研氛围熏陶下，学生对教师的科研成果也表现出了浓厚的兴趣，学生较早地进入实验室参与科学研究训练，在富有实践经验的导师指导下，课内外实践教学效果良好，培养锻炼了学生较强的科学研究能力和工程实践能力，深受用人单位欢迎和好评，如广州军区、中国航天科工集团 801 厂、中国电信、比亚迪、诺基亚、华为、广州周立功、Haier 电器、TCL 电器、玉柴、广西柳工等国内知名企事业单位，对毕业生思想品德、敬业精神、工作态度、专业知识、工作能力、创新能力的综合评价较高。学生考取研究生后，所在学校如电子科技大学、西安电子科技大学、华中科技大学、华南理工大学、北京邮电大学、北京交通大学、中国科学院等普遍反映学生

14、理论基础扎实，工程实践能力和科学创新意识较强。五、总结与展望本文围绕科研服务于教学的教学设计理念，探讨了如何基于学科优势和科研特色，设计有效的培养方案和教学体系，培养具有自己特色的自动化专业人才。通过科研方向的凝练，使其指导培养方案设计；基于科研活动，让教学角色人员参与，深度发现可为教学使用的材料和案例，在教学活动和科研活动有效融合机制上进行积极实践，在培养创新性应用人才目标上取得了良好的效果。尽管以科研内容为导向的教学体系建设取得了一定成效，但鉴于科研活动和教学活动的独立性，例如教学活动要求是丰富多样的，强调基础性和宽泛性，而科研活动通常集中于一个较窄的领域，强调专业性和研究深度，两者的深入融合仍需进一步的积极探索，寻求有效地融合机制，使得不仅让科研活动服务于教学活动，同时让教学的核心成果，即培养的人才，能对科研活动产生反馈和推动作用。综上所述，教学体系建设是一项复杂的需要不断推进的工作，本文在研教融合、以研促教、以教促学方面进行了有意义的探索和实践。参考文献：1郭晓华，田作华.影响自动化专业教育教学的若干因素J.电气电子教学学报，2012，34（4）：4-6.2张德江，刘克平.自动化专业教学改革与团队建设J.中国大学教学，2011，（9）：78-80.3杨青，党选举，赵学军.“电力拖动自动控制系统”课程建设的改革与实践J.中国电力教育，2013，（2）：76-77.