新工科背景下自動化專業工程實踐教學體系的建設與思考
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摘 要：新經濟發展驅動下新工科建設的提出，對工科人才培養的理念和模式提出新的挑戰。自動化新工科專業的實踐教學作為人才培養過程的重要環節，亟待在新形勢下，更新和發展新的工程實踐教學體系，持續改進，優化并重構自動化新工科實踐教學體系，從而助力新工科專業人才培養模式的發展。
關鍵詞：新工科;實踐教學體系;自動化專業;人才培養
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）12-0062-03
Abstract： The new engineering construction driven by the new economic development puts forward new challenges to the concept and mode of technical personnel training. As an important part of the personnel training process， the practice teaching of automation new engineering majors urgently needs to update and develop the new engineering practice teaching system under the new situation， continuously improve， optimize and reconstruct the practice teaching system of automation emerging education， and thus help the development of the training model of emerging education.
Keywords： Emerging education; practical teaching system; automation; personnel training
一、概述
近年來，我國不斷發展并實施的創新驅動發展、中國制造2025、互聯網+等重大戰略，使得工業化和信息化相互交織、深度融合，新一代的工業革命時期已經到來[1]。以“新技術、新產業、新模式、新業態”為特征的新經濟背景下，對工科人才的培養提出了更高、更新的要求[2]。如何建設與發展新工科專業，培養科學基礎厚、工程能力強、綜合素質高的新型工程技術人才，對于推動社會經濟發展，滿足新工業進步需求，具有十分重要的現實和戰略意義。
新工科專業建設，不僅僅是要適應新經濟發展需求而創設一部分新型或新興的工科專業，更重要是對現有工科專業的改造、升級與轉型，推進建設成為真正的新工科專業[3，4]。自動化專業作為新工科專業之一，在專業建設過程中必須立足相關產業及經濟發展的需求。
本文以江南大學物聯網工程學院的自動化專業為對象，基于無錫區域制造業基地、物聯網產業聚集高地，以及智慧城市等經濟發展特色，充分利用產教研的優勢，以培養自動化專業新工科人才為目標，對自動化專業現有的工程實踐教學體系進行優化和再設計，全面提高自動化新工科專業人才的工程知識融合、工程實踐創新能力以及綜合素養，并逐步構建面向新工科的自動化專業實踐教學質量監控體系。
二、實踐教學體系現狀與問題
歐美發達國家工科院校的工程實踐教育歷史悠久，相對比較完善，上個世紀的80年代曾提出“回歸工程”，在教育理念上也非常重視工程實踐教育，實踐教學環節在課程設置中的占比高，與工業界緊密聯系等。對照以“知識、能力、素質”為主線的新工科人才培養要求，結合本專業的工程實踐教學體系現狀，其改革亟需解決的主要問題如下：
1. 打破實踐教學環節的隔離性。實踐教學內容需要進行層次化、模塊化提升，優化實踐教學環節設置，滿足新工科人才工程實踐過程中不同學科資源整合、不同專業知識融合的要求;
2. 打破實踐教學平臺的封閉性。打破專業學科限制，建立多元化、開放性的貫通實踐基地與平臺，能夠適應新工科人才的工程實踐能力、工程素養、創新創業能力的綜合提升需求;
3. 改變師資知識技能的專一性。針對部分專業教師知識結構單一、工程能力薄弱的問題，組建學科專業交叉的多樣化師資隊伍，適應新工科教師“知識更新、團隊合作、工程實踐”的可持續發展要求;
4. 改變實踐教學目標評價的單向性。以學生為中心，產出為導向，反饋實施與改進多學科交叉融合的實踐教學環節的目標達成度評價，進一步提升評價方法的科學性和有效性。
三、實踐教學體系改革的方法與路徑探索
自動化新工科專業人才的培養，作為教學體系重要組成部分的實踐教學，更要結合新經濟背景與發展需求，進行體系結構的優化與重構。
1. 以“分層次、模塊化、多融合”為特征，優化并重構自動化新工科的工程實踐教學體系。
根據“知識的獲取、知識的應用、知識的創造”三個層次構建分層遞進的實踐課程體系。本專業的實踐教學環節包括課內實驗、獨立授課實驗、課程綜合設計、生產實習、畢業設計以及創新創業類的競賽或項目等。根據培養目標的不同，將其分為三個層次。其中，基礎層的實踐環節側重基礎知識的獲取及應用，主要鍛煉學生的工程設計能力，制造能力，計算機的語言編程以及工程制圖等能力;提高層側重于自動化專業知識的應用，要求學生既要掌握專業技術，還要培養解決復雜工程問題的能力，并在提高的過程中注重工程倫理、團隊協作等能力的培養;以各類創新創業大賽或大創項目構成的創新層，側重于知識的創造，致力于推動學生工程實踐能力、創新創業能力、工程管理能力等的全面提升。
將課程實踐環節模塊化，優化實踐學時和實踐內容，提高學生的知識整合、工程設計與實踐創新能力。新的課程體系中，一方面，增加一些需要知識綜合的設計性實驗，使學生的創新潛能得到發揮;另一方面，將實踐課程模塊化，實施以部分相關性高的課程模塊為單位的綜合性的實驗，強化學生的工程設計能力以及對課程知識的整合能力。 以“科教融合、產教融合、雙創融合”為渠道，構建多融合的實踐教學體系?？平倘诤?，通過“本碩博”論壇，優秀的本科生進入科研團隊等，在參與科研項目的過程中，進行工程實踐能力的培養，提高溝通能力、寫作能力和創新性思維。在專業卓工計劃的實施過程中，推進并實現校企深度、雙贏合作，達到產教融合。雙創融合，以大學生創業訓練計劃項目、創業類競賽以及創客空間為平臺，鼓勵學生以團隊形式從創新走向創業，提高自身的創新創業能力、工程管理能力、團隊領導能力以及工程倫理意識。
2. 以“多元化、高適應度、開放性”為主導，豐富并打造校內共享、校企協同、國際聯合的工程實踐平臺。
依托專業目前的國家級、省級實驗教學平臺，校/院級大學生創新實踐基地、國際聯合實驗室等，推進校內實驗平臺資料的共享，深化學校與企業的合作，協同共建新型實踐基地，并推動國際聯合實踐平臺建設，從校內共享、校企協同、國際聯合三個維度，實現現有的實踐基地的優化與提升，構建多元化的工程實踐平臺。
進一步豐富實踐教學平臺內涵，針對復雜環境下難以開展的實驗項目，利用虛擬現實、物聯網、數據庫、網絡通訊等技術，構建虛實結合的實驗環境和實驗對象，構建“虛實結合、互相補充”的高適應度的工程實踐平臺。同時，改善和優化實驗室的運行和管理制度，根據實踐項目需要，定期、定時以及定制化，構建全開放性，高靈活度的工程實踐平臺。
3. 以“強實踐、重交叉、國際化”為目標，提升并建立多學科、多專業動態交叉，按需融合的工程實踐教學團隊。
通過主動學習、實踐，以及產學研合作，如產學研項目、企業橫向委托項目等的主持參與，科技副總、科技鎮長團等方式的鍛煉，提升專業教師的工程實踐能力。同時，吸納企業優秀的工程師作為兼職教師，既可以在課外，也可以在課內參與實踐教學環節，全面構建強實踐的教學團隊，以推動工程實踐教學的開展。
以新工科人才培養需求為導向，結合教師學科背景的交叉性、知識結構的互補性、年齡結構的合理性、教育背景的國際性等因素，打造按需交叉、動態融合的實踐教學團隊。通過“走出去、引進來”的常態化國際交流，一方面，支持教師進行短期的國際教學研討與交流;另一方面，依托國際聯合實驗室開展國際合作大學生科學創新項目研究與競賽指導，推行國內-國外教學資源協同育人的國際化新模式。
4. 以“學生中心、產出導向、持續改進”為理念，研究并實踐一套衡量學生工程實踐能力的評價方法，進行工程實踐教學質量的動態反饋與改進。
以學生中心、以成果為導向，建立自動化專業新工科建設實踐教學質量的評價方法。根據新工科人才培養要求，修訂自動化專業實踐教學的培養目標，針對各個實踐教學環節，從“學生、教師、企業”多個維度研究制定學生能力的評價方法，從而監控實踐教學過程與質量。
以各實踐教學環節的培養目標為指標，根據周期性的評價結果，建立持續改進的實踐教學質量監控體系。根據學生產出導向的評價結果和教學目標的達成度分析，找出實踐教學的薄弱環節，從教學體系、教學平臺、教學方法等多方面進行持續改進，不斷完善自動化專業新工科建設的實踐教學體系。
四、結束語
基于新經濟和社會發展的迫切需求，新工科專業建設勢在必行，人才的工程實踐能力培養是實現新工科內涵建設和發展的重要支撐。本專業結合無錫地域和產業優勢，依托輕工特色，進行各種實踐教學環節的集成、融合、交叉和滲透，打造多元、高適應、開放和虛實結合的實踐平臺，通過工程實踐教育教學，使得學生的創新實踐能力、知識融合能力、工程設計能力等得到全面提升，最終全面提高工科人才培養的質量。
參考文獻：
[1]吳愛華，侯永峰，楊秋波，等.加快發展和建設新工科 主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育，2017（1）：1-8.
[2]教育部高等教育司.教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知[Z].[2017]6號.
[3]陸國棟，李拓寧.新工科建設與發展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.
[4]周邵萍.新工科愿景下工程教育的改革之路——過程裝備與控制工程專業的發展歷程與改革設想[J].化工高等教育，2017（4）：27-33.
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