特色专业建设的探索与实践

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  摘要:特色是地方和行业院校专业建设的突破口,也是特色专业建设的活力所在。华北科技学院在自动化特色专业建设过程中,根据自身优势凸显特色,在教学团队、专业课程体系建设、教学模式、教学内容的改革以及实践教学等方面进行了一些探索与创新,形成了专业鲜明的特色。
  关键词:特色;专业建设;自动化;科研
  作者简介:潘玉民(1958-),男,蒙古族,内蒙古赤峰人,华北科技学院电子信息工程学院,副教授;张全柱(1965-),男,内蒙古乌兰察布人,华北科技学院电子信息工程学院副院长,教授。(北京 101601)
  基金项目:本文系河北省教育科学研究“十一五”规划重点课题(项目编号:06020601)的研究成果。
  中图分类号:G649.4 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0051-03
  特色专业建设是高等学校“质量工程”的重要内容,是国家为深化高校教学改革、优化专业结构、提高人才培养质量、办出专业水平和特色而出台的一项重要举措。特色专业建设既符合时代要求,又是体现自身价值、凝炼培育自身特色、更好地为区域经济和社会发展服务、增强高校核心竞争力的重要途径。
  特色专业建设是一个系统工程,需要从办学理念、培养方案、师资队伍、实验室建设等多方面进行统筹规划,凝练特色。目前,“特色”专业建设没有统一的标准,因校而异。高校根据自身优势、专业和学科背景、地理环境、科研实力、行业特点等确定特色专业的建设方向,采取“人无我有,人有我优,人优我新”的差异化策略,发现和培育专业可持续发展的生长点,提升专业、学科实力。“特色”是专业建设的生命力,是有别于同类专业独具匠心的同质竞争力,也是一所高校能否办出品牌专业的关键,因此必须在突出“特色”和“质量”上下功夫。
  华北科技学院自动化专业始建于1993年,2003年升格为本科专业,2008年成为校级重点建设专业,2009年被批准为教育部特色专业。尽管本专业办学历史不长,但由于学校十分重视和着力加强特色专业建设工作,经过几年的发展,自动化专业取得了长足的发展。
  一、树立工程教育理念,增强专业创新实力,适应时代和社会发展需要
  华北科技学院自动化专业以培养适应21世纪需要的具有扎实理论基础、具备工程实际应用能力的复合型高素质专业技术人才为目标,适应行业和产业发展的要求。着力提升专业师资队伍的创新能力,凸显特色,培育可持续发展的机制,培养创新型工程人才。树立服务行业、企业需求的意识,确立能力为重、全面发展的人才培养理念,构建结构优化、主动适应经济社会发展需要的特色专业,体现国家工程教育的发展方向。
  自动化技术的应用领域几乎渗透到国民经济的各个行业和社会生活的各个方面,是当代发展最迅速、应用广泛、最引人瞩目的高新技术之一,也是推动新技术和产业革命、迈向知识经济时代的关键技术。因此,自动化专业的培养目标是与自动化科学特点紧密联系的,自动化科学是控制理论与计算机、通信与网络、电子技术相结合的最典型的交叉学科。因此,华北科技学院自动化专业既通过服务于行业突出专业特色,但又不局限于行业,而是将自动化最新技术、信息科学及发展融入专业建设,以学科发展引领专业建设。
  二、依托行业和学校优势,以学科凝炼专业特色,发挥专业教师的主导作用
  根据行业特点建设特色专业犹如“近水楼台”。行业本身就是自然形成的特色,因此,专业特色建设与行业以及学校优势密切结合,将会事半功倍。华北科技学院是隶属于国家安全生产监督管理总局唯一直属的行业院校,以安全生产为第一服务方向,是一所以工为主、以安全科技为特色的多科性高校。因此,华北科技学院自动化专业以“安全科技”为特色是必由之路,通过依托学校的资源与环境优势,打造自动化专业品牌,使专业为行业和地方经济服务,切实解决安全生产技术问题。
  在特色专业建设的诸多因素中,师资队伍是实现特色可持续发展的关键,也是一个专业形成特色的基石,“教授即大学”的提法体现了高校发展的基本点。近年来,华北科技学院通过各种途径引进高层次、高学历的学科带头人,由教授、博士后、博士为核心形成了较强的学历和科研优势,使自动化专业师资队伍实力不断增强;其次,重视学科建设规划,凝炼学科方向,使之进入特色学科行列,以学科建设作为专业“特色”的重要支撑。
  本专业现有教师16人,其中教授3人、副教授4人、博士后1人、博士3人、硕士10人。华北科技学院自动化专业以“电力电子技术”和“控制理论与控制工程”学科为基础,以“信息与控制技术研究所”为科研平台,提升教师的科研能力,推动课程教学的改革与发展。充分发挥专业教师的主导作用,特别是专业教师在电力电子学科方向积累了多年的产品研发经验,与多家企业建立了长期稳定的合作关系,对凸显和凝炼专业特色起到了积极的作用。
  三、以质量工程项目建设丰富的专业特色内涵
  华北科技学院自动化专业的发展依托三个平台:自动化专业教学团队和科研团队、省级实验教学示范中心、信息与控制技术研究所。
  自动化专业教学团队是华北科技学院首批成立的教学团队之一,团队负责人由校级教学名师担任,教学团队成员同时也是科研团队的主体。本专业的科研团队由学科带头人、教授、博士后、博士及专业技术人员等组成。自动化专业依托华北科技学院河北省电工电子实验教学示范中心和信息与控制技术研究所,目前本专业已建成“自动控制原理”省级精品课程。
  省级电工电子实验教学示范中心为本专业的工程实践教学提供了有力的支撑,示范中心在满足本科基本教学基础上成为学生综合应用基础理论与专业知识、实现创新设计与研究的实践基地,为提高学生就业竞争力提供了优良的软硬件平台。目前电工电子实验中心有三个实验、实训平台:基础实验教学平台、综合实训实验教学平台、创新实验教学平台。其中“安全监控实训基地”为突出专业安全科技特色建设提供了良好的实验条件。中心所属“创新实验室”为自动化专业大学生实践动手能力培养搭建了平台,学生在各类创新大赛中取得了良好的成绩。   四、以科研促进教学,科教研转化为教学内容,提高学生的实践能力,提升学术和学科建设水平
  科研是教学质量的推进器,以科研促进教学改革和教育创新,形成科研、教学的良性互动,是提高教学质量的重要途径。华北科技学院自动化专业有一支实力较强的科研团队,建立了科技创新基地——信息与控制技术研究所,以此为科研平台提高教师的工程实践能力和科研能力。
  信息与控制技术研究所是由自动化专业教师组成的校级科研单位,目前拥有多项前沿核心技术,如DSP控制技术、现场总线技术、变频技术、电力电子技术等,具有为企业研发项目和产品的实力。2007年与华北电网北京新鸿信科技有限公司联合开发项目:MW级风力发电机组DC/AC变流器主电路的研制;2008年与同煤集团联合开发研制采煤机牵引变频器及电控系统维护检修平台;2009年为中国海洋海油田服务股份有限公司研制海洋油田FET-1机械节功能模拟测试验台;2010年为中海油田服务股份有限公司研制海洋油田FET-1型井下交流电机控制系统,已走出国门,销往利比里亚、缅甸等国家。2010年为中海油田服务股份有限公司研制测井马达电机供电电源,已出口到东南亚、中东、非洲等地区;2010年与外企(日本)松下电工有限公司合作,研发NCT8000功能测试系统,并为国际化“卓越工程师”培养和技术交流积累了一定的经验等。科研项目的进展为申报“卓越工程师”培养项目奠定了坚实的基础和后盾,并通过双赢策略实现校企合作的可持续发展。
  目前自动化专业致力于开展具有行业特色的科研项目和产品研发工作,面向安全生产第一线,为煤矿电气技术装备的改造与升级、安全生产信息监测与管理、节能降耗、提高劳动生产效率等应用领域解决技术问题。如工矿轨道机车牵引传动及其控制、矿井高压电机提升变流器及其控制、井下防爆蓄电池智能充电设备、矿用高压电机参数辨识及无速度传感器矢量控制、矿井瓦斯涌出量检测与智能预警系统等项研究,以彰显自动化专业安全科技特色。
  现代工程教育的实施,建立与企业稳固的合作关系是必要的。[4]企业需求的核心技术是与企业融合的桥梁与纽带,而且高校教师具有理论性强的优势,可以为企业进行技术培训与成果转让,因此,这种合作是牢固和持久的。其意义在于:自动化专业理论教学的落脚点在企业的控制设备或系统,通过科研实现教学的彻底改革;共享企业设备资源,弥补高校现场设备的不足;为课程教学提供现场实例;建立在企业的实践基地,为学生面向企业实现就业创造条件;快速提高创新能力,促进产、学、研一体化进程等。
  研究所以科研课题为依托,与行业内多家知名企业建立了密切合作关系,将科研成果服务于企业,取得一系列有自主知识产权的科研成果。遵从市场发展原则,通过研发出拥有自主知识产权的高新技术产品,依托特色行业,通过产品的销售及核心技术成果的转让积累资金持续创新,形成了滚动发展的态势。
  本专业教师开展科研的最终目的在于促进专业教学、提高创新能力和服务社会。通过科研促进学科建设,获得教学改革的主动权,将科研实践渗透到教学过程,为专业课程教学注入活力,而不拘泥于教材,使教师真正拥有“一桶活水”,从而可以创造性地开展教学工作。
  研究所在研发过程中,每个项目都吸收本科生积极参与,并以小课题形式制作了各种装置,如:小功率交流电机变频调速器的研制、多路开关电源的研制、异步电机输出变量观测器的研制、矿用铅酸蓄电池组状态检测及管理系统的研制等。本科生对科研兴趣浓厚,通过参与科研开阔视野,实践动手能力大幅度提高,强化了工程创新能力,激发了学生的求知欲和兴趣,感触到实际工程技术,加深了对课堂理论知识的深层理解。既支持了科研工作又使学生获得了将理论联系实际极好的锻炼机会。实践证明,学生参与科研项目的过程中科研能力、适应市场、熟悉企业、团队协作等综合素质得到全面提高,并在各类创新竞赛中取得良好的成绩。通过与企业的技术合作,一些企业通过研究所招聘毕业生,也为学生就业开辟了新途径。
  五、教学改革
  本专业教学改革体现在以下几个方面:优化专业课程体系结构,适应人才培养目标要求;改革课程教学方法;培育产学研一体化机制等。
  自动化技术的新发展表明传统的课程设置已经不能适应时代要求,需要网络、通信技术、信息技术等多学科并举。近年来,学校在专业课程教学体系和教学内容的安排上进行了多次改革与实践,优化课程体系结构。如突出现场总线控制技术、嵌入式系统、PLC、系统仿真技术等课程,强化学生的工程意识和实践能力的培养。学生通过课程教学真正掌握控制系统的基本概念、系统分析、设计的基本方法,了解自动化发展前沿,学会运用MATLAB、Protel等软件进行控制系统辅助分析设计方法,为专业课的学习和进一步深造打下必要的理论基础和基本技能。
  1.教学方法的改革侧重多媒体教学改革为主
  多媒体教学手段与传统的教学方式有机结合,优势互补。信息时代的高等教育,教师已不再被认为是知识的唯一拥有者和传授者。网络通信和多媒体技术形成海量信息资源的全球环境,使学生获取新知识的渠道更加广泛、迅速,可以与教师同步接受新知识,教学时空观已发生变化,这就从客观上要求教师转变教育观念,更新教育思想,掌握各种信息技术,与时俱进。但不应以现代教育技术、信息技术的发展而摒弃传统的教学模式,传统教学方法是现代教学法发展的基石和根本,二者有机结合才会使当代教育升华。
  2.多媒体教学使信息技术向学科课程渗透
  建立立体化教学模式,使抽象的理论平面化、立体化。针对自动化专业课程教学,以Eda、MATLAB、Protel等更贴近学科课程的软件作为多媒体教学的一个组成部分。把信息技术融入到学科课程,从教学内容到教学手段实现与学科课程的广义“整合”,对当代大学的发展具有现实意义。
  对自动化学科课程来说,信息技术与学科课程“整合”可以将现代教育技术向前推进一步,即与具体的课程内容相融合。如“自动控制原理”、“电力电子技术”、“过程控制系统”等课程的教学可以充分利用MATLAB或工业组态软件的友好界面使控制原理的根轨迹、频率特性、过程控制系统的状态可以具体测试,采集波形及参数,有助于透过现象把握事物的本质,提高学科课程内容的传授力度和透明度。   3.实践教学改革
  利用已完成的《信号与系统EDA仿真研究》项目研究成果,进行了自动化专业的教学改革,编写了《电子设计自动化技术实用教程》规划教材,使学生掌握从计算机仿真、电子电路板制作到控制系统设计的全过程,切实提高学生的实践动手能力。在理论教学与实际系统开发之间以仿真技术作为桥梁,实现无缝过渡。
  利用河北省“十一五”教研重点课题“应用型本科强化工程训练提高学生创新能力培养的研究与实践”成果,通过建立新的课程体系以及新的实践平台突出应用型本科学生的工程训练。该项目通过建立新的课程体系以及新的实践平台,突出应用型本科学生的工程训练。整合现有的实验内容,独立开设为专业方向服务的工程训练项目。如单片机控制系设计工程训练、PLC工程实训项目等。以模块化的设计制作为主要方式,配有专门指导教师,从而保证工程训练的效果。通过该项目的训练,学生扎实掌握本专业控制系统设计方法,加强实践动手能力,培养工程意识和创新能力。
  2010年专业教师根据产品研发经验编写了《煤矿安全检测技术与监控系统》规划教材,在校内作为安全、电子、自动化、通信等专业“安全监控系统”课程教材使用。
  六、进行技术培训,加强学术交流
  建在华北科技学院的中国煤矿安全技术培训中心具有煤矿和安全生产两个国家一级培训资质。“培训中心”为自动化专业参与企业技术培训起到了桥梁的作用。本专业教师通过在厦门、大同等地进行企业技术培训,同时引进了多项科研项目,建立了校企合作关系,既服务于行业又与企业资源共享,依托企业的设备资源、实验室环境进行试验调试,扩大了专业和学校的社会知名度,提高了为社会服务的能力。
  大学的生命力在于学术。本专业把学术研究与交流作为工作重点,推出了“自动化专业学术论坛”,为学术交流搭建了一个平台。教师可以介绍自己的最新研究进展,开展学术报告和讲座,促进科教研成果及时转化为教学内容,并加强对外合作与交流。
  七、结论
  特色专业建设是一个复杂的系统工程,涵盖了人才培养的各个方面,需要通过长期的积淀和不断探索、创新。但是,发现和培育自身优势、亮点和闪光点,并以此作为特色发展的契机加以发扬,从系统的观点进行科学规划可以大大缩短特色专业建设周期,提高特色专业建设效率。
  参考文献:
  [1]隋秀英.国家级特色专业建设和发展研究[J].辽宁师范大学学报(社会科学版),2011,34(3):66-68.
  [2]刘岚,论特色专业的“特色”及其建设[J].理工高教研究,2009,
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  [4]刘伟,贺晓蓉,贺娟.电气工程及其自动化专业卓越工程师培养模式探讨[J].中国电力教育,2012,(6):58-60.
  (责任编辑:王祝萍)
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