专业课程改革中提升学生创新能力的探讨

摘要：自动化专业的学生要求有较强的实践能力和创新能力。通过更新自动化的专业教学观念与导向、优化课程内容与方法、调整授课模式与评价体系，同时组织学生有针对性地开展创新和实践活动，加强学生专业素质和实践能力培养，提高学生创新意识，有利于把学生培养成为满足社会发展需求、具有创新意识和实践能力的高素质人才。

关键词：自动化专业；创新能力；实践活动

作者简介：孙宇贞（1975-），女，山东烟台人，上海电力学院自动化工程学院，副教授；黄伟（1966-），女，广东广州人，上海电力学院自动化工程学院，副教授。（上海 200090）

基金项目：本文系上海电力学院重点教改项目“完善和改进专业课教学，提升学生综合应用能力”（项目编号：20121303）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2014）14-0092-03

国家十二五规划纲要指出应深入实施科教兴国战略和人才强国战略，需要提高教育现代化水平，增强自主创新能力，壮大创新人才队伍。这就要求高校成为创新人才的摇篮，要求高校的教育注重对学生的创新能力、科研能力、研发能力的培养。因而大学课程不能只传授知识，而应注重引导学生主动获取知识、发现规律，促使他们成长为国家需要的创新人才。[1]上海电力学院的自动化专业目标是将学生培养为以工程应用为主，具有研究、开发和创新能力的自动控制工程技术人才。而其中三四年级的专业课程以及专业实践活动是提高学生专业素养，培养学生创新和科研能力的重要环节，如何进一步提高学生创新能力需要在专业课程的教学观念、教学内容、教学方法以及实践环节等全方位优化和完善，使专业课教学能适应现代教育的新要求和新形势，培养出适应社会需求的专业人才。

一、更新专业课教学的观念和方法

自动化专业的专业课程教学，侧重于运用检测技术、自动化仪表、计算机技术、控制技术来解决实际控制系统的设计、优化和实施等问题，其内容专业性强、实用性高，是学生今后从事自动化领域工作的主要专业基础。在提倡创新教育的今天，首先需要更新教学的观念和方法。

1.改变传统教学观念，贯穿“以学生为本”的理念

传统的教学方法以老师讲解理论，至多举例证明，学生作为聆听者和记录者，仅仅是被动接收知识，自主的项目少，这种教学方式难以调动学生学习的主动性和积极性。应确立学生在学习过程中的主体地位，教师在学生学习过程中应该作为引导者和指路人，把更多的主动权交到学生手里。教师在知识传授的同时还应加强学生的探索型学习，提高学生自我寻找问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新意识和能力。在教学过程中可以加大案例式、讨论式、引导式、对比式等教学方法使用，鼓励学生收集资料、展开辩论，激发学生自主学习的积极与热情。[2，3]

2.以社会需求为导向，合理配置教学内容

自动化是技术更新非常迅速的专业，随着现代高科技的发展，自动化的理念也在不断开拓、外延和创新，网络通信、智能控制使自动化专业的内涵不断丰富和更新。当今的自动化专业正朝着大规模、综合化、多学科的方向发展。如何顺应新技术发展的潮流，满足社会对学生的需求，就要求学校与时俱进改进教学方法、合理配置教学内容。在课程体系上，体现出“强弱电结合”，将仪表、计算机、网络等技术相融合等特点。增强新技术和新知识的传授，例如增加了“自动化新技术”课程，在该课程中不依赖于知识较为滞后的书本教材，要求学生大量利用期刊、网络、杂志等材料，学习目前最新的现场总线控制系统、信息管理系统等知识。又如在传统的“单片机设计与应用”课程之外，可以让学生选学以目前广泛使用的ARM9系列嵌入式芯片作为主要对象的“嵌入式计算机系统”课程，该课程顺应了嵌入式系统目前发展的潮流技术，对学生今后步入社会有极大帮助作用。

3.明确行业特色，有针对性培养工程技术人才

自动化专业能够面向包括工业生产过程自动控制在内的各行业、各部门的自动化，是一个宽口径专业，同时上海电力学院是具有电力特色的专业院校，学生的就业方向多为电力、能源等行业专业技术人员，因而上海电力学院（以下简称“我校”）自动化专业的人才培养目标应凸显出电力行业的背景。相关专业选修课程的配置以及专业课程授课内容的安排上应具有电力行业特色。例如专业中设置了电站自动化和核电自动化两个专业方向；同时在自动化专业的课程中也开设了“电厂控制系统”等行业特色课程；在自动控制原理、过程控制系统技术、检测技术、自动化仪表技术、计算测控技术等所有的专业基础课和专业课的授课内容中都应辅以电力生产相关案例或以其为分析研究对象。突出本校的行业特色符合学校“立足电力、立足应用、立足一线“的办学方针，也能更好为电力生产以及相关领域培养从事各类相关技术开发、管理、运行、维护的工程技术人才。

4.重视实践环节，提高实践教学质量

传统的教学模式重理论、轻实践，但事实表明只有加强实践类教学才能更好巩固学生的理论知识，培养学生的应用能力和科技创新能力。首先可以加大实践类教学的比重，进一步激发学生的学习兴趣和热情。另外，提高综合性、设计性实验的比例，减少演示性和验证性实验的比重，尤其是在专业课程中的实验。在实验过程中要求学生能够综合掌握多门学科知识，并将其应用于实际中。增加开放性实验和实践活动，将如PLC、过程控制、DCS、现场总线等专业实验室配置为开放性实验室，学生可以自主安排实验时间和实验内容，让学生专业课的实验和实践内容除了规定实验外还可以有自选或自行设计的实验和实践。这样从内容、比重到质量上全方位提升实践环节，能够提高教学质量、培养学生创新精神、提高学生创新能力。

二、优化课程内容和评价体系

1.整合专业课程内容，构建核心课程群

在我校自动化专业的专业课程建设中，确定自动控制原理、过程控制系统设计、计算机测控系统三门专业核心课程，并且以这三门课为中心，科学地将内容相关的课程组织成课程群，根据群中课程的特点及衔接关系，重点实现课程间逻辑关系的优化，进一步完善专业课程的内容，加大对专业深度的拓展。[4]整合核心课程群内各相关课程的教学大纲和教学侧重点，协调核心课程群之间的分工和关联，避免教学内容的简单重复。设计富有针对性的、旨在提升学生综合应用能力的教学内容。采用逐步深入的方法配合典型工程案例，使学生牢固掌握各门专业课的知识，并能应用于实际工程中。

同时在课程内容安排和教学大纲设置中还需体现学科前沿技术，使理论与工程内容相结合。鼓励教师在课堂的教学内容中，以实际科研项目为例，并把科研成果带入课堂讲解。引入学科前沿技术成果，可以激发学生的科研兴趣，培养学生的工程实践能力。[5]

2.将理论教学和工程实际紧密结合，提高教学质量

在理论教学中应与工程实际紧密结合，可以采用案例教学的形式，将自动化专业的基本原理与实际应用对象联系起来，强化学生的工程意识和系统意识。[6]通过理论与工程实际的案例结合可以提高学生学习积极性和主动性，激发学生学习兴趣，提高教学质量，培养学生技术应用能力，增强解决生产一线问题的能力，更好培育有良好科研创新能力的技术人才。[7]

3.加强实验和实践教学环节，提高学生应用能力

应当在实验和实践教学中完善教学内容，改进教学方法，增加考核权重，以促进高校创新型人才培养。实验和实践教学是高等教育的重要组成部分，对于培养学生创新能力和技术应用能力上具有无可替代的作用。因而应加大专业课程中实验和实践环节的课时数，突出实验和实践对于培养现代创新型科技应用人才的重要性。其次，应完善实验和实践环节的考核方式，加大实验环节在整门课程中的考核权重。实验考核不仅依据实验报告，还应贯穿于整个实验教学过程，包括学生的实验准备、设计、实验表现、操作能力、实验过程中问题的处理和数据统计方法等都应作为实验和实践环节考核的依据。这种考核方式以能力评价为主，能够更好发挥学生的主动性和创造性。通过增加实验环节的考核要求并加大实验环节在课程学习中的考核权重，可让学生更加重视实验，也更容易在实验中获取实用技能。

此外还需改革实验内容。减少验证性和演示性实验，增加设计性和综合性实验，让学生通过实验融会贯通所学专业知识，并且自主设计实验方案和研究实验方法，从实验准备、设备选型到数据收集和整理以及最终的实验分析均由学生自主完成。

开放专业实验室，利用网络等现代化手段，使学生随时可以了解实验室信息，远程进行诸如实验方案设计、实验设备选型、实验准备等工作，提高实验教学效果。

4.改革理论课程考核评价方式

一般大学教学中理论课程采取单一卷面考核形式。为了应付考试，很多学生并不是真正理解和掌握教学知识，而采用机械枯燥的记忆方法进行知识累积。这样的考试方式难以准确评价学生的实际学习状况和水平，也难以引导学生将知识点应用于实际。可以运用多样化的考核方式评价课程学业状况，进而激励学生学习热情，提高学习效率。

多样化的课程考核形式包括加强平时的考核、学习过程中的评价，加大最终考核成绩中的平时表现、实验技能、论文报告所占权重。其中平时成绩注重考查学生全学期的学习状况，包括课堂提问、分组讨论、汇报发言、作业完成等情况。实验技能主要包括实验预习、操作、报告总结，以及在实验过程中解决实际问题的能力。论文报告要求学生在课程学习过程中自己独立或以小组形式撰写小报告或论文。通过撰写论文报告，学生能够加强资料文献查找能力，掌握最新知识技能，并拥有自我知识更新能力。

三、采用校企结合的方法，整体提升师生素质

1.提高教师素质，培养理论与工程兼顾的高水平教师

教师作为学校教育的主要实施者，自身的能力和素质直接影响着教学工作的质量和培养的学生能力。因而提高教师的理论、科研、工程能力，让教师成为在教学上既能够独当一面，又有工程能力和经验的“双师型”人才，是完成创新型大学教育培养目标的重要基石。

上海电力学院为了提升教师的学术、技术和实践能力，并考虑到学校的电力方向行业特色，要求新进教师必须进行电力基础知识培训、电力仿真实验培训、继教中心各类专项培训，并制订为期一年的的产学研践习计划，进入电力相关企业单位进行脱产或半脱产的产学研践习。通过“双师型”培养方案，培养一批教学水平高、科研能力强，同时又具备突出的实践能力、动手能力和“产学研”合作能力的“双师型”人才。同时自动化专业还与国际相关知名企业联合建立先进技术实验室（如Emerson、Schneider Electric、Phoenix Contact等）让教师获得最直接、最前沿的技术支持，从而有效地培养师资队伍。先进的实验室也为学生提供了一个接触、学习新技术的环境。

2.聘请企业专家为学生授课，提高学生学习兴趣

我校自动化专业在如“过程控制系统设计”、“自动化新技术”等专业课程中，聘请有丰富经验的企业专家走入课堂，为大学生授课，使学生了解了专业课程在实际中应用的领域和场合，提高了学生对课程学习的兴趣和热情。同时专家提供的一个个生动直观的真实工程案例，也让学生进一步掌握了理论联系实际的技巧，提高了实际工程应用能力。

四、将创新和学科竞赛实践活动融入专业课程体系中

我校鼓励学生主持创新创业项目和参与学科竞赛，并将其纳入第二课堂体系。同时，一些具体的项目还能够将专业课程、创新项目、学科竞赛、毕业设计等打通，在创新项目中将所学专业课程应用其中，获得进展和成绩后应用于学科竞赛中，再利用毕业设计平台进一步深入探索和研究。通过项目的一体化运作，可以让学生对于专业知识有深入的理解和应用，培养了学生的探索精神和科研能力。

通过鼓励学生参加各级各类的创新学科竞赛活动，可以进一步激发学生探索精神、创新精神和创业意识，锻炼并增强学生科技创新能力、应用专业知识解决实际问题的能力和科研能力，提高学生的综合素质。我校的自动化专业，在全国大学生“飞思卡尔”智能车模大赛、中国机器人大赛、西门子工业自动化挑战赛、电子设计大赛等多项赛事中均获得一、二等奖。同时笔者还建有“飞思卡尔智能车模”创新应用实践基地，组建多支学生创新团队，探索出一套学生自主管理、以老带新的学生创新实践培养模式，对大学生激发学习兴趣、将所学知识应用于实际、提高创新能力大有帮助。

五、结语

培养具有应用能力的创新型人才是我国现在高等教育的目标。笔者认为，我校自动化专业在教学与实践中应贯穿以学生为本的理念，以社会需求为导向，结合本校的电力行业特色不断更新教学观念和方法。通过核心课程群的构建，整合专业课内容，坚持理论与工程实际紧密结合的方法，提高实验和实践环节的课时和权重，采用全学期全方位的考核评价体系。并通过聘请有经验的企业专家进入课堂授课，鼓励教师参加科研和工程项目，将其带入教学中，激励学生参与创新创业项目和学科竞赛，提升学生的学习兴趣和创新能力，让学生能直接将所学知识应用于实际，更好地培养出有实际应用能力的现代化创新型人才。

参考文献：

[1]吴树森,万里,安萍.工科专业课程中的案例教学研究[J].中国电力教育,2012,(35):41-42.

[2]陈兆岭,刘国海,杨年法.“自动控制原理”课程全方位教学改革及实践[J].中国电力教育,2013,(5):86-87.

[3]陆必应,张汉华.工程创新型人才培养模式研究[J].中国电力教育,2013,(13):19-20.

[4]黄伟,王志萍,彭道刚.应用型高校自动化专业课程建设的研究与实践[J].中国电力教育,2013,(11):44-45.

[5]李慧,刘克平,尤文.自动化专业精品课建设的研究与实践[J].实验室研究与探索,2011,30(10):306-308.

[6]汪木兰,朱晓春,刘坤,等.案例教学培养自动化专业学生大工程意识[J].中国现代教育装备,2008,(12):165-167.

[7]孙宇贞,黄福珍,钱虹.自动化专业本科教学中的案例设计与实践[J].中国电力教育,2011,(9):144-145.

（责任编辑：王意琴）

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