[教育教学精品论文]面向21世纪的自动化专业建设和教学改革及实践.doc

面向21世纪的自动化专业建设和教学改革及实践 安徽工业大学自动化专业根据国家教育部2001年4号5号文件的精神进一步深化教学改革，以加强素质和能力培养为主线，加强了工程实际能力和创新能力的培养，提高了学生思想素质。解放思想，跟踪现代化的教学理念，设计了新的培养方案，更新了教学计划，加强了课程建设，采用了现代化的教学手段，提高了自动化本科学生的教学质量。经过重点深化建设，安工大自动化专业在2004年评为省示范专业。现将所做的工作总结如下：一研究和确定了自动化专业教改思路和培养目标我校自动化专业在计划经济时代主要面向冶金行业，具有较强的行业特色，毕业生分配主要在冶金系统就业。面对新世纪的挑战和现代高科技的发展，自动化的理念在不断的开拓、外延和创新，网络通信智能控制使自动化的内涵在不断丰富和更新，必须克服过去专业划分过细、行业色彩过浓，专业口径过狹的问题。为适应现代自动化向大规模、综合化、多学科发展的趋势，我们确定了我校自动化教改的基本思路是：从研究21世纪自动化事业发展对人才需求的目标入手，以课程体系、教学内容和教学方法的改革为中心，按照加强基础、拓宽专业口径、增强适应性和创新能力为改革的主导方向。突出强调素质教育和工程实际能力培养，贯彻知识能力和素质的协调发展，改革课程体系、构筑模块化的知识结构，促进个性发展，充分发挥学生的学习积极性和主动性；早期介入工程实验，培养工程意识和创新精神；加强实践性教学环节，全面提高人才培养质量。同时确定我校自动化专业的培养目标是：以控制科学和计算机科学为基础、强弱电兼顾、软硬件相结合，以运动控制和生产过程控制两个方向为特色，使学生掌握较深厚、扎实的电工电子基础理论和自动控制理论，掌握多样性的自动化和计算机应用技术，具有开拓创新能力，能从事自动化装置和系统分析、运动、设计和科技开发的高级工程应用型人才，并通过主辅修、双学位、本硕连读等制度，培养高级复合型人才。二自动化专业的培养计划和课程改革根据21世纪人才应该是思想活跃、进取心强、有创新精神和优良文化道德品质的“四有”新人的要求。在重视科学技术教育的同时，更要重视人文素质和能力的培养。注意学生个性的协调发展，综合考虑知识、能力和素质三者的关系，并且突出综合素质的教育，形成具有一定柔性的模块化培养计划，使自动化专业的教学能更好地适应人才流动加速、市场需求多变、适应自动化技术更新和当前信息科学迅速发展的形势。整个培养计划的课程分为四大模块：公共基础课模块、学科基础课模块、专业方向课模块和选修课模块，各模块由相关的课程系列组成。其中公共基础课模块由数理基础、社会科学、 外语和军事体育课组成，占培养计划总学时的45。自动化专业的学科基础课归纳为“三电一控”。“三电”是电路电工课程系列，包括电路理论、模拟电子学和数字电子学等三门课；电子计算机系列课程，包括了计算机基础、计算机语言、微机原理和接口、软件基础等课程；电机和检测课程系列，包括了电机学。电力拖动、仪表检测等课程。“一控”是指自动控制理论（包括经典和现代控制理论）。“三电一控”课程系列构成了自动化专业较厚实的理论基础，使自动化学生将来有适应自动化技术新发展的能力。该模块占总学时的44。外语基础英语14级科技英语专业英语毕业设计英文资料翻译双语课计算机计算机文化基础微机原理与接口技术c语言软件基础计算机网络计算机控制毕业设计中计算机应用专业方向课模块从拓宽专业面，增强学生就业适应性的目的出发，形成了电气运动控制和工业生产过程控制的二个主要方向。前者由工厂供电、电力电子变流技术、电力拖动自动控制系统等课程组成，后者包括生产过程控制，集散系统等课程。计算机控制系统和plc及应用是二个专业方向的公共必修课。专业课占计划课内总学时的10左右。专业课按宽、新、实的原则组织教学，选修课模块主要介绍自动化领域的新理论、新技术和相关的交叉学科知识，其要求是起点高、内容新、学时少（一般每课程在30学时以内）。该模块包括网络与通信、智能控制、现代电力电子、多媒体等。新的教学计划课内总学时减少到2360学时，较大幅度地减轻了学生的负担，增加学生个性发展、能力培养和参加社会实践的余地。另外，在培养计划中，坚持了外语和计算机不断线。三加强课程建设执行新的教学计划，提高教学质量，加强课程建设是关键。电路课是电类专业的核心基础课程，课程改革在基本教学要求的基础上精选内容、改进教学方法和手段，在提高学时信息量上狠下功夫，突出重点、难点，加强基本内容的教学，并通过cai和电化教学手段，使电路教学达到了新的水平，使电路课程率先进入了校级优秀课程行列。在新的教学计划中除外语和计算机类课程在学时上有加强外，其他课程的学时都有不同程度的减少，但课程的要求提高了。在减少学时方面我们采取的措施是压缩和删除陈旧的教学内容，加强课程间的整合力度。如电机拖动中的交、直流电动机起动和调速的多种方法，随电力电子技术的发展已以调压和变频为主。因此加强了调压和变频时电机性能的研究，对其他起动和调速方法只作简要的介绍，可以起到更好的效果。在工厂电气技术中以plc为主，其他电器控制为辅。在控制理论课程的改革中，较大幅度地改革了课程的结构体系，将经典控制理论和现代控制理论有机结合起来，用统一的观点讲解这两部分内容，尽可能地实现“经典”和“现代”控制理论的完美结合，教学时数比过去减少了20课时。其它如微机原理和接口、电力电子变流技术、拖动自动控制系统等课程在教学内容上都作了较大的更新，使其具有更强的应用性并反映新技术的发展。四加强自动化专业的实践教学 实践性教学环节是学生能力培养中的重要环节。工科学生除要掌握一定的工程技术知识外，还要有较强的实际动手能力。实践性教学环节过去一向是学生培养中的薄弱环节，重理论轻实践是过去学生培养中的弊端，加强学生实践能力的培养要通过改革实践性环节入手，形成新的实践教学体系。1、 改革实验课教学，更新和充实了实验设备实验课是学生实践的主要环节，过去实验内容主要是验证性的，自选和创新性的实验很少，为了加强实验教学，培养学生的创新能力，我们逐步将主要的实验从课程中剥离出来，开设独立的实验课。在实验物理和电路电子实验单独设课的基础上，又进一步增加了微机原理、电机和传动控制系统、仪表及过程控制系统实验课，形成了实验课系列，并开发了大型综合性实验，变验证性实验为设计型实验，使学生在完成指定性实验之后，能独立设计实验方案，选择仪器设备，利用实验室条件进行制作和调试，提高了学生对实验的兴趣，取得良好效果。近年来学校加大了对实验室的投入，陈旧的设备已基本更新，为提高实验的质量和水平发挥了很大的作用。2、 加强校内实习基地的建设，促进学生能力培养实习是学生接触生产实际，增加实际工作经验的重要途径。但是随着工厂自动化程度的提高，生产管理的规范和严格，学生在实习中能看到和触摸到的东西却越来越少。我校和宝钢、马钢建立了长期稳定的合作关系，但自动化专业的实习效果总难使人满意，学生听工程技术人员讲课多，自动化设备看到的只是一排排控制柜难于深入。为进一步提高实习质量，着手建设校内实习基地。我校的电工实习基地由电子实验室、plc实验室和工业局域网三部分组成。电子实习室已有四十个工位，在一周的实习中，要求每个学生独立安装并调试一件小电子产品，如万用表、小型直流电源、收音机等。在实习中学生经历了设计、安装到整机调试的全过程，得到了较完整的训练和提高。plc实验室设置了十八个工位，配备了plc和编程器、plc实验箱，可以做限位控制，电机正反转等实验。工业局域网实验室配置了西门子hi工业控制局域网和电动机、电磁阀、冶金对象模拟屏、变频器以及单回路调节器等。学生可以在网上编制程序，实现电机的起停控制和调速，模拟高炉上料、加热炉的温度控制等过程。通过校内实习基地弥补了校外实习的不足，解决了实习与生产现场之间的矛盾，提高了实习的效果。五改革生产实习方式，开展多种模式的实习，以拓宽学生的视野，培养学生的专业技能。多年来，电类专业学生的实习都是到厂矿蹲点实习，现在由于工厂里车间的生产任务等都跟效益挂钩，再加上高校近几年连续扩招，学生人数多，对于学生下厂，厂矿难以承受；对于我们教学单位，既花费了大量的实习经费，且实习效果甚微，流于形式。如何在有效的实习期内，提高实习效率，达到培养学生实践能力的目的，为此，我们对传统的实习模式进行改革，购置并制作了有关仿真实习软件、冶金生产工艺录象片及有关生产实习教学课件等取得了较好的效果，具体做法有：1、 先改革传统的到厂矿“蹲点”式实习模式。将“走出去”与“请进来”相结合，将实地实习与看生产工艺录象片相结合。我们首先请工厂的工程技术人员请到学里，进行生产工艺流程、控制设备配置及控制方案等进行较为详细的介绍，然后观看生产工艺、生产设备的录像片，使学生对现场有一个基本概念，然后再进行实地实习。2、随着电气设备对控制要求的提高和计算机通信、网络技术的发展，由以前的单一控制设备发展到现在由相互之间可以通信的智能设备组成的各种局域网，并通过局域网之间的互联形成更大规模的控制网络。为了使学生在校期间就能接触新的设备和先进的控制方案，在实习中我们利用实验室中现有的西门子h1工业控制局域网，编写了实习指导书，分期分批向学生介绍工业控制局域网的组成、控制方式、组态软件，并进行演示。这样解决了到现场只能站在工厂的中控室外面看设备的不足，使学生在校期间可以直接接触先进的控制方案，拓宽了视野。3、目前，在自动化领域，以工业pc为单位，可以组成从简单到复杂的各种控制系统。利用pc进行监控的组态软件在工控界已大量使用，为了使自动化专业学生在校期间能接触工控组态软件，了解其主要功能和组态方法，同时也进一步提高高年级学生的计算机应用能力，为此，我们充分利实验室的pc机资源。编写了生实习指导书，在生产实习中加入了力控之星的组态软件使用，虽然学时较少，但学生初步掌握了在工控界较为前沿的组态软件使用及组态方法，为他们今后所从事的工作也奠定了基础。3、 购置了仿真实习软件，并编写了仿真实习指导书，用仿真的手段解决了只能看不能动的矛盾，收到了较好的效果。六加强课程设计环节训练，培养学生的综合设计、调试能力为尽快地培养创新意识和创新能力，加强动手能力、实际操作能力和计算机应用能力的培养，在培养方案中安排了三个课程设计。即基础课的电子课程设计、基础课和专业基础课综合的微机应用课程设计、专业课的综合课程设计。具体做法有：1、 电子课程设计中，加入了最新的eda（电子设计自动化）的内容。随着电子技术的发展，硬件描述语言和可编程器件问世，eda技术的日益普及正在迅速地改变了以往的电子电路的设计方式和方法，eda技术已成为当今从事电子技术的工程技术人员的重要设计工具和手段，掌握eda技术，势在必行。为了使我们的学生能尽快地适应电子器件日新月异发展的态势，我们学院组建了eda实验室，电子课程设计的结果经过教师质疑，并用eda技术进行仿真，极大地调动了学生的学习积极性；2、 在微机课程设计中