一、 多项措施并举,形成系列化的工程与科研训练
自动化工程实践教育中心以国家级教学团队“自动化专业教学研究与实践团队”为核心,围绕自动化及其相关技术(如信息物理融合系统、知识自动化等)发展与专业国际认证,持续开展自动化专业实验教学研究与实践探索,多项措施并举,形成系列化的工程与科研训练,有力提升了学生的创新能力。
系列化的工程与科研训练根据学生的认知过程特点和能力培养目标分为三个层次,贯穿整个大学四年,层层推进、分阶段实施:
①工程设计训练:贯穿于大学四年期间。包括大一的一般工程设计概念认识训练与工程设计导论课程,低年级开展的电子信息与计算机软硬件设计训练,二、三年级开展的控制系统设计与高级控制工程综合自动化设计训练,以及四年级经过生产实习、毕业设计等环节进行的自动化专业综合设计开发训练;
②科研创新训练:大学二~三年级学生。科研创新训练是由学生自己拟定科研课题(如SRTP),在教师审核指导下学生自主开展的训练。科研主导者由教师变成学生自己,教师仅配合学生的需要给予简要的指导。科研创新训练的目的是,全面提高学生的工程素质,培养创新思维和独立动手能力。
③竞赛实战训练:一般在大学三~四年级学生中开展。主要结合校级、省级、国家级的各类创新大赛,例如机械设计创新大赛、电子设计竞赛、各类机器人大赛、智能车竞赛、等进行。这部分训练面向的对象主要是有兴趣、学有余力的优秀学生,目的在于提高他们综合运用知识的能力,进一步加强学生的综合创新能力。
系列化的工程与科研训练,使学生的创新能力得到了很大提升。近3年,本专业学生创新能力在全国乃至全球的机器人竞赛、电子设计大赛等重要比赛中得到了很好的体现(见表1),并在2015年第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获得全国二等奖。近3年,本专业学生共发表论文十余篇(其中EI检索11篇)(见表2),申请国家发明专利5项,获2015年江苏省本科优秀毕业设计论文一等奖1项。本专业学生的实践能力与创新能力同时也受到了用人单位的高度评价。
二、专业分方向培养模式的研究与实践
目前,国内大部分高校均采用“宽口径、重基础、复合型”的人才培养模式,相应地大都没有采用分方向的教学模式。同时,一些高校由于自身的行业特色、应用特色,其自动化专业的方向又事实上不同于其他高校。但是,总体上,目前还少有彻底的、灵活的、系统化的自动化专业分方向培养模式。
由于近年来自动化学科的发展,涉及领域越开越广,随之自动化专业培养的学生在就业面上也越来越广。同时工程教育认证和社会、行业也对自动化专业的学生在工程能力、行业背景、专业素质等方面提出了越来越高的要求,因此传统的不分方向教学模式已经难以满足要求,自动化专业有分方向教学的需求。另外,国外自动化专业也有分方向教学的实例。例如,谢菲尔德大学的自动控制与系统工程系是英国系统和控制领域规模最大的系,对学生采用“重基础、多方向”的培养模式。其低年级课程强调学生“通才”能力的培养,高年级课程则侧重于专业方向实践能力的培养,即在前面宽口径培养的基础上,还要求学生专精一个特定方向的知识和实践动手能力。
综合以上考虑,东南大学自动化专业在制定2015级本科生培养方案时,结合本专业的具体情况,将原来单一的、不分方向的自动化专业学生培养模式划分为控制科学、控制工程、智能机器人、智能信息处理四个方向。采用此种划分的主要依据有:本学科近年来的重要发展方向(智能机器人);行业的重大需求以及学生的主要就业行业(智能机器人、智能信息处理、控制工程);本校此学科的传统优势(有控制理论与控制工程国家重点学科)。
目前,所制定的2015级本科生培养方案已经执行,中心已根据培养方案对实验课程的内容与安排进行了修改,并将结合具体的执行情况,紧跟学科发展趋势、社会需求对实验教学内容等做出适当调整,进行持续改进。