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摘 要：分析自动化专业实践教学中存在的问题，总结南华大学自动化专业对课程实验、课程设计、毕业设计、生产实习、课外科技活动等实践教学环节采取的新模式和新方法，有利于提高教学质量，培养高层次应用型人才。
关键词：自动化专业 实践教学 教学改革
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0197-02
Reform and Exploration of Practice Education for Automation Specialty
Li Junhong Hong Zhennan Liu Hua
（School of Electrical Engineering， University of South China， Hengyang Hu`nan， 421001，China）
Abstract：In this paper， the problems in practice teaching of automation specialty is analysed and the new methods and models is summed up about course experiment， course design， graduation design， production practice and extracurricular scientific activities of automation specialty in University of South China. This is conducive to improve the quality of teaching and to train high level applied personnel.
Key Words：Automation Specialty； Practice Education； Teaching Reform
实践教学是高校教学的重要环节，是人才培养过程中必不可少的部分，它对于培养学生的创新意识、动手能力、分析和解决复杂工程问题的能力有着不可替代的作用[1-2]。自动化专业实践教学环节包括课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计、课外科技活动等五部分组成，该文以南华大学自动化专业实践教学为例，从上面五个方面分析实践教学中存在的问题，总结和探索自动化专业实践教学的新模式和新方法。
1 采取企业跟班为主校内实习为辅的生产实习模式
生产实习普遍存在学生下班组难，因为企业考虑生产、安全等原因，工厂和班组不愿接受，即使分配到班组，由于企业自动化程度的提高，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越来越少，看到的基本是一排排控制柜，听工程技术人员讲课多，动手少。既花费了大量的实习经费，且实习效果较差。针对这一问题，我们采取了企业跟班为主校内实习为辅的生产实习模式。南华大学电气工程学院与大唐华银电力股份有限公司耒阳分公司、特变电工衡阳变压器有限公司、湖南衡阳钢管（集团）有限公司建立了长期稳定的产学研合作关系，形成了企业跟班为主的实习模式。为了进一步提高实习质量，我们着手打造了校内实习基地，充分利用现有的过程控制实验室、计算机控制实验室、工业生产现场总线实验室、自动化仪表实验室、PLC创新实验室等专业实验室，组织学生校内实习一周，要求每个学生独立设计、安装调试一个小系统，如恒压供水系统、电梯控制系统、电机正反转控制系统、自动化生产线控制系统等。在校内实习中学生经历系统的设计、安装到调试的全过程，能力得到较系统的训练，弥补了校外实习的不足，提高了实习的效果。
2 注重课程实验改革，培养创新能力
课程实验是培养学生的实际操作能力、分析解决问题能力的重要途径，专业课程实验肩负着综合运用所学基础知识和专业知识，培养学生创新能力的任务。目前高校课程实验大多是教学仪器开发公司设计好，学生基本是插接线，观察下结果，学生动手设计少。首先，我们在2017版人才培养方案修订中增加了综合性、设计性实验项目的比例，需要学生动手设计和调试实验，改变实验课就是简单插接线的现象，旨在培养学生综合运用自动化学科的知识，发现问题，解决问题，让学生系统把握自动化的专业知识。其次，针对理论性比较强的控制类课程，如“智能控制”、“模糊控制”、“现代控制理论”等课程，在实验教学中引入MATLAB/SIMULINK，让学生自己设计控制系统，编程实现控制算法，有助于降低理论的抽象性，提升学生学习的兴趣，培养学生的创新能力和综合分析的能力。例如模糊控制课程实验中要求学生利用MATLAB集成了模糊控制工具箱，设计直流电机模糊控制系统。
3 注重课程设计教学改革，培养综合能力
课程设计作为课程的外延，是培养学生动手能力、创新能力和综合应用能力的重要环节之一。传统的课程设计只隶属于各门课程，课程间衔接性较差，不利于综合能力的培养[3-4]；另外，课程设计较多是参照指导书，查阅手册，网上搜索模仿设计，往往容易流于形式。在2017版培养方案修订中，我们安排了电子技术、单片机原理及应用、过程控制仪表、自动化综合课程設计等四门课程设计。为了加强综合能力培养，把原来的计算机控制和自动控制系统两门课程设计整合成“自动化综合课程设计”，该课程设计综合了PLC、控制原理、运动控制系统、计算机控制、集散控制等知识。为了解决网上搜索，抄课程设计的现象，我们提高了课程设计的要求，严格考核和评定成绩，课程设计要求独立完成系统设计、实验和仿真，必须制作实物或设计出实际系统，需要有实验结果或仿真结果，改变了以前单纯看设计报告评定成绩的做法。由于采取了这些措施，学生的综合能力有明显的提高。
4 毕业设计与工程项目相结合，培养工程实践能力 毕业设计是集学习、实践、创新相结合的综合教学环节，学生可将所学知识直接用于实践，开展科学研究，培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环節，与课堂实验和课程设计相比，具有涉及学科多、时间长、工作量大、解决工程实际问题的特点。目前大多高校毕业设计命题质量不高，假题多，没有与教师科研和工程实践结合，很多学生都是网上抄抄完事[5]。就我校2016届自动化毕业生来看，总人数81人，来源教师纵向课题5个，横向课题8个，直接参加工程项目的5人，占总人数的22%，比例偏低。针对这种现状我们采取了如下措施：①指导教师需要不断提升自己的业务能力和科研水平，积极申报各级各类科研项目，引导学生参与自己的科研项目，同时外聘一些高水平的企业导师，让学生直接参与企业工程项目的研究，提高学生解决复杂工程问题的能力。②多渠道全方位开展产学研合作，我们先后与湖南核三力技术工程有限公司、中国核工业集团公司272厂、深圳市天鼎微波科技有限公司等厂矿企业签到联合培养本科生的合作协议，选派部分能力强的学生直接参与合作项目，组织学生到有关设计部门、设备生产厂家进行参观和调研，根据设计要求和调研结果，开展毕业设计，做到毕业设计真正与工程实际结合。
5 以智能汽车竞赛为载体，积极开展课外科技活动
为解决培养计划内实践教学环节存在综合性和创新性相对薄弱的问题，从培养学生综合分析与创新设计能力出发，提出了学生专业知识结构从小综合向大综合转变的新构想，以全国大学生“恩智浦杯”智能汽车竞赛活动为载体，积极开展特色宣明的课外科技活动。智能汽车竞赛要求学生选用设飞思卡尔半导体公司的8位、16位、32位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一部能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。该竞赛涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科知识，旨在培养大学生的综合能力、工程实践能力和创新意识。近年来，我院自动化专业参加智能小车竞赛活动的学生达45%以上，学生的创新意识和解决复杂工程问题的能力明显增强，学生初次就业率有明显的上升，效果较好。
6 结语
该文分析了自动化专业实践教学环节中存在的问题，结合南华大学自动化专业实践环节的教学实践，提出了解决问题的具体措施与方法，提高了教学质量，取得了良好的教学效果。
参考文献
[1] 于微波，刘克平.自动化专业实践教学模式的改革与实践[J].实验室研究与探索，2011（10）.
[2] 孙优贤.我国工业自动化的发展战略[M].第1版.北京：高等教育出版社，2007.
[3] 蔡林沁，岑明.自动化专业课程设计实践创新能力培养策略与方法[J].教学园地，2012（5）.
[4] 方健，刘君义.自动化专业综合课程设计模式的构建[J].吉林工程技术师范学院学报，2008（9）.
[5] 邓方，陈杰.自动化专业本科毕业设计现状分析与新模式探索[J].实验实践教学，2013（28）.
关键词：自动化专业 实践教学 教学改革
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0197-02
Reform and Exploration of Practice Education for Automation Specialty
Li Junhong Hong Zhennan Liu Hua
（School of Electrical Engineering， University of South China， Hengyang Hu`nan， 421001，China）
Abstract：In this paper， the problems in practice teaching of automation specialty is analysed and the new methods and models is summed up about course experiment， course design， graduation design， production practice and extracurricular scientific activities of automation specialty in University of South China. This is conducive to improve the quality of teaching and to train high level applied personnel.
Key Words：Automation Specialty； Practice Education； Teaching Reform
实践教学是高校教学的重要环节，是人才培养过程中必不可少的部分，它对于培养学生的创新意识、动手能力、分析和解决复杂工程问题的能力有着不可替代的作用[1-2]。自动化专业实践教学环节包括课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计、课外科技活动等五部分组成，该文以南华大学自动化专业实践教学为例，从上面五个方面分析实践教学中存在的问题，总结和探索自动化专业实践教学的新模式和新方法。
1 采取企业跟班为主校内实习为辅的生产实习模式
生产实习普遍存在学生下班组难，因为企业考虑生产、安全等原因，工厂和班组不愿接受，即使分配到班组，由于企业自动化程度的提高，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越来越少，看到的基本是一排排控制柜，听工程技术人员讲课多，动手少。既花费了大量的实习经费，且实习效果较差。针对这一问题，我们采取了企业跟班为主校内实习为辅的生产实习模式。南华大学电气工程学院与大唐华银电力股份有限公司耒阳分公司、特变电工衡阳变压器有限公司、湖南衡阳钢管（集团）有限公司建立了长期稳定的产学研合作关系，形成了企业跟班为主的实习模式。为了进一步提高实习质量，我们着手打造了校内实习基地，充分利用现有的过程控制实验室、计算机控制实验室、工业生产现场总线实验室、自动化仪表实验室、PLC创新实验室等专业实验室，组织学生校内实习一周，要求每个学生独立设计、安装调试一个小系统，如恒压供水系统、电梯控制系统、电机正反转控制系统、自动化生产线控制系统等。在校内实习中学生经历系统的设计、安装到调试的全过程，能力得到较系统的训练，弥补了校外实习的不足，提高了实习的效果。
2 注重课程实验改革，培养创新能力
课程实验是培养学生的实际操作能力、分析解决问题能力的重要途径，专业课程实验肩负着综合运用所学基础知识和专业知识，培养学生创新能力的任务。目前高校课程实验大多是教学仪器开发公司设计好，学生基本是插接线，观察下结果，学生动手设计少。首先，我们在2017版人才培养方案修订中增加了综合性、设计性实验项目的比例，需要学生动手设计和调试实验，改变实验课就是简单插接线的现象，旨在培养学生综合运用自动化学科的知识，发现问题，解决问题，让学生系统把握自动化的专业知识。其次，针对理论性比较强的控制类课程，如“智能控制”、“模糊控制”、“现代控制理论”等课程，在实验教学中引入MATLAB/SIMULINK，让学生自己设计控制系统，编程实现控制算法，有助于降低理论的抽象性，提升学生学习的兴趣，培养学生的创新能力和综合分析的能力。例如模糊控制课程实验中要求学生利用MATLAB集成了模糊控制工具箱，设计直流电机模糊控制系统。
3 注重课程设计教学改革，培养综合能力
课程设计作为课程的外延，是培养学生动手能力、创新能力和综合应用能力的重要环节之一。传统的课程设计只隶属于各门课程，课程间衔接性较差，不利于综合能力的培养[3-4]；另外，课程设计较多是参照指导书，查阅手册，网上搜索模仿设计，往往容易流于形式。在2017版培养方案修订中，我们安排了电子技术、单片机原理及应用、过程控制仪表、自动化综合课程設计等四门课程设计。为了加强综合能力培养，把原来的计算机控制和自动控制系统两门课程设计整合成“自动化综合课程设计”，该课程设计综合了PLC、控制原理、运动控制系统、计算机控制、集散控制等知识。为了解决网上搜索，抄课程设计的现象，我们提高了课程设计的要求，严格考核和评定成绩，课程设计要求独立完成系统设计、实验和仿真，必须制作实物或设计出实际系统，需要有实验结果或仿真结果，改变了以前单纯看设计报告评定成绩的做法。由于采取了这些措施，学生的综合能力有明显的提高。
4 毕业设计与工程项目相结合，培养工程实践能力 毕业设计是集学习、实践、创新相结合的综合教学环节，学生可将所学知识直接用于实践，开展科学研究，培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环節，与课堂实验和课程设计相比，具有涉及学科多、时间长、工作量大、解决工程实际问题的特点。目前大多高校毕业设计命题质量不高，假题多，没有与教师科研和工程实践结合，很多学生都是网上抄抄完事[5]。就我校2016届自动化毕业生来看，总人数81人，来源教师纵向课题5个，横向课题8个，直接参加工程项目的5人，占总人数的22%，比例偏低。针对这种现状我们采取了如下措施：①指导教师需要不断提升自己的业务能力和科研水平，积极申报各级各类科研项目，引导学生参与自己的科研项目，同时外聘一些高水平的企业导师，让学生直接参与企业工程项目的研究，提高学生解决复杂工程问题的能力。②多渠道全方位开展产学研合作，我们先后与湖南核三力技术工程有限公司、中国核工业集团公司272厂、深圳市天鼎微波科技有限公司等厂矿企业签到联合培养本科生的合作协议，选派部分能力强的学生直接参与合作项目，组织学生到有关设计部门、设备生产厂家进行参观和调研，根据设计要求和调研结果，开展毕业设计，做到毕业设计真正与工程实际结合。
5 以智能汽车竞赛为载体，积极开展课外科技活动
为解决培养计划内实践教学环节存在综合性和创新性相对薄弱的问题，从培养学生综合分析与创新设计能力出发，提出了学生专业知识结构从小综合向大综合转变的新构想，以全国大学生“恩智浦杯”智能汽车竞赛活动为载体，积极开展特色宣明的课外科技活动。智能汽车竞赛要求学生选用设飞思卡尔半导体公司的8位、16位、32位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一部能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。该竞赛涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科知识，旨在培养大学生的综合能力、工程实践能力和创新意识。近年来，我院自动化专业参加智能小车竞赛活动的学生达45%以上，学生的创新意识和解决复杂工程问题的能力明显增强，学生初次就业率有明显的上升，效果较好。
6 结语
该文分析了自动化专业实践教学环节中存在的问题，结合南华大学自动化专业实践环节的教学实践，提出了解决问题的具体措施与方法，提高了教学质量，取得了良好的教学效果。
参考文献
[1] 于微波，刘克平.自动化专业实践教学模式的改革与实践[J].实验室研究与探索，2011（10）.
[2] 孙优贤.我国工业自动化的发展战略[M].第1版.北京：高等教育出版社，2007.
[3] 蔡林沁，岑明.自动化专业课程设计实践创新能力培养策略与方法[J].教学园地，2012（5）.
[4] 方健，刘君义.自动化专业综合课程设计模式的构建[J].吉林工程技术师范学院学报，2008（9）.
[5] 邓方，陈杰.自动化专业本科毕业设计现状分析与新模式探索[J].实验实践教学，2013（28）.