自動化專業(yè)教學研究論文

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1.自動化專業(yè)的教育培養(yǎng)現(xiàn)狀

首先，由于以課程為單位的獨立式教學，使得學生對所學習的課程知識的理解具有孤立性，這樣，在短時間內(nèi)可以較好的掌握課程知識，然而，該課程的后續(xù)課程，可能是在半年后，甚至一兩年后才學到，而且由不同的教師講授，那時候，學生對于已學習的理論基礎知識的記憶已經(jīng)很淡，難以有效的得到靈活應用。其次，在很多理論課的安排中，設置一些相應的實踐環(huán)節(jié)，這些實踐環(huán)節(jié)由獨立的實驗教師帶，這樣的安排不利于授課教師對學生所學知識掌握情況的了解，無法在授課過程有針對性的進行深入引導。而且，很多實踐內(nèi)容為驗證性實驗，學生們的任務就是嚴格按照要求機械性的完成實驗，獲得合理的數(shù)據(jù)，缺乏實際聯(lián)系理論的引導，導致學生看似動手能力很強，實際上只學會機械操作的技能。最后，學生對專業(yè)整體認識不夠難以發(fā)揮主觀能動性。專業(yè)導論是一門介紹專業(yè)整體概況的重要課程，這門課安排在大學一年級，混在龐大的公共基礎課中，曇花一現(xiàn)，學生還沒來得急理解，就匆匆忘記，在后面的學習中，又專注認真的學習每門課的知識點，缺乏綜合運用、思考和創(chuàng)新實踐，大部分學生處在知其然不知其所以然的狀態(tài)，因此，融合系統(tǒng)知識的講授以及實踐應該貫穿整個大學學習過程，充分訓練學生的思考能力，發(fā)揮學生創(chuàng)新能力。

2.自動化專業(yè)多課程融合教學

根據(jù)佛山科學技術(shù)學院2013版的人才培養(yǎng)要求，自動化專業(yè)學生主要學習電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、信息處理、過程控制、電氣工程、系統(tǒng)工程、自動檢測與儀表、計算機技術(shù)與應用和網(wǎng)絡技術(shù)等方面的基本理論和基本知識，希望學生在學習過程受到較好的工程實踐基本訓練，最終具有系統(tǒng)分析、設計、開發(fā)與研究的基本能力。本研究以CDIO理論為指導思想，以人才培養(yǎng)要求為目標，通過融合多課程的教學改革，使得學生能及時的活學活用，提高專業(yè)技能，提高綜合創(chuàng)新能力。首先，根據(jù)自動化專業(yè)的應用性特點，綜合專業(yè)整體師資力量，確定2-3個大項目，每個項目涵蓋部分專業(yè)課程，所有項目涵蓋幾乎所有專業(yè)課程。為了可以更詳細的描述多課程融合教學方式，本文以工業(yè)過程自動化方面的一項目，“某工業(yè)過程水箱水位控制系統(tǒng)”作為案例進行描述。該項目涵蓋了課程《信號與系統(tǒng)》、《自動控制原理》、《過程控制系統(tǒng)》、《自動檢測技術(shù)與自動化儀表》、《計算機控制技術(shù)》等，是一典型的綜合性項目。然后，以大項目為單位，涉及課程的教師組合成相應的教學討論組，針對項目的實施技術(shù)細節(jié)以及實施的時間安排進行討論，將大項目的綜合實施貫穿整個大學學習過程。大學一年級剛剛開始，很多學生對專業(yè)知識的十分渴求，在這個時機，單純的一門課堂學習《專業(yè)導論》無法滿足現(xiàn)實的需求，我們需要在專業(yè)導論中增加設置與大項目相關參觀學習以及觀看自動化應用的現(xiàn)場視頻環(huán)節(jié)，讓學生對自動化的典型應用、被控對象、設備、儀器儀表有了直觀感性的認識。

學生可以直觀認識過程控制中的典型對象的實物：水箱、鍋爐、盤管等等，并認識典型的控制器、傳感器、調(diào)節(jié)閥等部件。有了感性的認識的基礎后，我們需要引導學生如何將觀察到的實物轉(zhuǎn)換成原理圖的形式展現(xiàn)各部件之間的信號的關系。學生雖然還沒有開始學習專業(yè)理論知識，這些正在運行的過程控制系統(tǒng)的實際部件、以及直觀的原理圖可以給他們一個直觀的認識，在學生們頭腦里形成了一些典型的應用場景，他們的頭腦了開始會有出現(xiàn)各式各樣的疑問，帶著疑問進入緊接著的專業(yè)知識的學習，可以帶動學習的主動性。將大項目設置為專業(yè)教學的一個重要環(huán)節(jié)，把獨立式開設的課程緊密連接在一起，它作為一種專業(yè)學習的引路方式，引導學生更好的完成課堂知識的學習與掌握。在每一個學期開學，針對每個大項目，由專門負責的導師利用2學時重新講述大項目的系統(tǒng)知識，演示大項目運行情況，以及大項目與本學期開設課程之間的聯(lián)系。①涉及《信號與系統(tǒng)》，②涉及《自動檢測技術(shù)與自動化儀表》、《自動控制原理》中控制算法設計方面的內(nèi)容、《計算機控制技術(shù)》部分內(nèi)容、實現(xiàn)控制器的硬件實現(xiàn)方面課程《單片機原理》、《可編程邏輯器件PLC》等，③涉及《過程控制系統(tǒng)》被控對象，④和⑤涉及《過程控制系統(tǒng)》中的執(zhí)行和測量元件、《自動檢測技術(shù)與自動化儀表》等。由于有了期初對學生的綜合性引導，學生在學期課程學習中對知識的理解將會更加深刻。期末課程結(jié)束，大項目負責教師引導學生如果根據(jù)所學的知識，講述如何利用本學期所學的知識實現(xiàn)大項目中的相應環(huán)節(jié)的改進辦法，引導學生學以致用。隨著專業(yè)課程的開展，學生對大項目每個細節(jié)的理解逐漸清晰，學生將開始產(chǎn)生自己的想法：我可以用別的硬件實現(xiàn)某功能模塊嗎？如何設計更先進的控制算法以提高系統(tǒng)的控制效果？等等。學生有意識的想要了解該方面控制的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)。因此，在整個大項目實施過程，我們可以將《專業(yè)英語》的部分內(nèi)容，根據(jù)課程開設情況，分批融合進大項目的教學過程，這樣為學生閱讀國外文獻及時的提供必要的工具，初步培養(yǎng)學生的研究方法，以達到更好的學習效果。當學生主動要求改變控制系統(tǒng)的軟件、硬件或算法，并付諸行動的時候，學生的創(chuàng)新能力正在形成，專業(yè)教學的目的順其自然的得到了很好的完成。多課程融合的教學方法指導學生帶著疑問進行課程學習，以系統(tǒng)的眼光進行獨立課程的學習，能激發(fā)學生學習的主動性，有利于提高學生的創(chuàng)新意識。不僅如此，多課程融合教學方法對任課教師也提出了更高的要求，需要教師不僅熟悉課程知識細節(jié)，更要對整個專業(yè)的角度引導學生進行局部知識的學習，最終做到教師教和學生學的有效融合。

3結(jié)語

本文分析了目前自動化專業(yè)教育現(xiàn)狀，闡述了以CDIO理念為導向的自動化專業(yè)多課程融合教學改革。首先，通過建設幾個涵蓋專業(yè)絕大部分重要知識的大項目集合，力求每學期的課程學習內(nèi)容與大項目緊密結(jié)合，從大學一年級的直觀認識延續(xù)至大學四年級的綜合改進設計全過程的引導，充分發(fā)揮學生的學習主觀能動性，最終使學生具有自主創(chuàng)新的意識，具有工程創(chuàng)新的能力，達到專業(yè)教學的目的。

作者：林梅金 郭靜 陳勇 單位：佛山科學技術(shù)學院機械與電氣工程學院