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1  引言

    當(dāng)前，我校正在進(jìn)行以“加強(qiáng)實踐教育，培育創(chuàng)新人才”為主題的22次教育工作討論會，這是學(xué)校教育教學(xué)工作的一件大事。結(jié)合討論深刻認(rèn)識自動化學(xué)科專業(yè)的特征和實踐教育在自動化專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用；著重總結(jié)2000年開始的我校第21次教育研討會以來自動化專業(yè)實踐教育體系與模式的改革；通過本次研討明確作為研究型大學(xué)的自動化專業(yè)進(jìn)一步加強(qiáng)實踐教育改革的方案和采取的措施。本文就以上三個方面問題進(jìn)行討論，敬請批評指正。

2 實踐教育在自動化學(xué)科專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位

    自動化學(xué)科專業(yè)是一門綜合型很強(qiáng)的學(xué)科專業(yè)。自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、金融、服務(wù)、政府管理部門乃至家庭等各方面，自動化發(fā)揮著越來越大的作用。自動化學(xué)科專業(yè)需要有很強(qiáng)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，同時自動化學(xué)科專業(yè)本質(zhì)上是技術(shù)科學(xué)，具有很強(qiáng)的工程背景，因此，高等學(xué)校的自動化學(xué)科專業(yè)的教育屬于高等工程教育范疇。

2.1從專業(yè)特征看實踐教育的重要性[1] [2] [3]
    自動化學(xué)科專業(yè)的主要特征是它的實踐性、時代性、系統(tǒng)性和交叉性。實踐性是自動化學(xué)科專業(yè)的首要特征，自動化學(xué)科的重要發(fā)展里程總是和社會的重大需求緊密聯(lián)系在一起。自動化學(xué)科總是把最先進(jìn)的技術(shù)作為自動化技術(shù)的主要內(nèi)容，并作為人類改造客觀世界的重要知識和技術(shù)手段。自動化學(xué)科總是從“系統(tǒng)”的角度來分析、研究和實現(xiàn)各種目標(biāo)。自動化學(xué)科作為“系統(tǒng)”學(xué)科，離不開數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)科學(xué)，離不開計算機(jī)科學(xué)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電氣技術(shù)及自動化對象的相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域知識，自動化學(xué)科專業(yè)需要與更多學(xué)科交叉、融合。

    自動化學(xué)科專業(yè)的快速發(fā)展和它具有的主要特征，決定了自動化專業(yè)教育的特點。教學(xué)內(nèi)容更新快，涉及的知識領(lǐng)域廣、專業(yè)面寬，基礎(chǔ)知識厚而扎實這是自動化學(xué)科專業(yè)教育的首要特點；其次自動化專業(yè)教育強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的方法論和系統(tǒng)的集成，從系統(tǒng)分析――系統(tǒng)設(shè)計――系統(tǒng)調(diào)試――系統(tǒng)運行――系統(tǒng)維護(hù)，在“系統(tǒng)”下包含多學(xué)科滲透、融合和集成；自動化學(xué)科專業(yè)教育的第三個特點是培養(yǎng)的學(xué)生必須有很強(qiáng)的實踐能力，自動化專業(yè)必須要不斷用新技術(shù)新設(shè)備改進(jìn)實踐教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生了解、掌握最先進(jìn)的技術(shù)手段和方法。

    自動化學(xué)科專業(yè)是工程技術(shù)專業(yè)，工程的本質(zhì)是綜合，是創(chuàng)造，是實踐。正是由于自動化學(xué)科專業(yè)的本質(zhì)特征決定了自動化學(xué)科專業(yè)極其強(qiáng)調(diào)實踐教育。實踐教學(xué)是理論教學(xué)的繼續(xù)，是未來理論創(chuàng)新的源泉，實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要途徑。

2.2從專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)看實踐教育的重要性[1] [2] [4]
    自動化專業(yè)要培養(yǎng)適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)需要的，德、智、體、美全面發(fā)展，素質(zhì)、能力、知識協(xié)調(diào)統(tǒng)一的，具有“寬厚、復(fù)合、開放、創(chuàng)新”特征的自動化工程科學(xué)技術(shù)人才。自動化專業(yè)的本科生要能運用所掌握的理論知識和技能，從事國民經(jīng)濟(jì)、國防和科研各部門的運動控制、過程控制、機(jī)器人智能控制、電力電子、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、信息處理、模式識別與智能系統(tǒng)、人工智能及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)工程理論與實踐、新型傳感器、電子與自動檢測系統(tǒng)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)及管理工作。自動化工程科學(xué)技術(shù)人才既要有扎實的理論基礎(chǔ)，又要有獨立分析、解決工程實際問題的能力。因此，在自動化專業(yè)人才培養(yǎng)過程中必須把工程訓(xùn)練放在和科學(xué)教育同等重要的位置。工程科學(xué)技術(shù)人才僅僅通過課堂理論教學(xué)是培養(yǎng)不出來得，必須將教學(xué)與科研、社會實踐（主要是生產(chǎn)實踐）結(jié)合起來。圍繞這個總體培養(yǎng)目標(biāo)，自動化專業(yè)的教學(xué)任務(wù)主要有下列幾個方面：
    1）系統(tǒng)地傳授自動化學(xué)科文化知識  自動化專業(yè)教學(xué)的首要任務(wù)是向?qū)W生傳授專業(yè)所必要的基礎(chǔ)理論知識、專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識。自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)要體現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則，知識的培養(yǎng)必須通過知識的傳授來實現(xiàn)。要設(shè)計適當(dāng)?shù)闹R體系使自動化專業(yè)的學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)理論，寬廣的技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識。
    2）培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生掌握科學(xué)的方法論 在系統(tǒng)地傳授自動化學(xué)科文化知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力是自動化專業(yè)的重要教學(xué)任務(wù)。隨著自動化學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，自動化領(lǐng)域知識在不斷擴(kuò)展和豐富，而學(xué)生在校時間總是有限的，所以，在學(xué)校里給學(xué)生的不僅僅是干糧更重要的是獵槍。要培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，主要體現(xiàn)為自學(xué)和知識獲取能力、文字和語言表達(dá)能力、組織管理能力、科學(xué)研究和科技開發(fā)中的創(chuàng)新能力、工作適應(yīng)能力。同時要使學(xué)生掌握科學(xué)的方法論。
    3）幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，不斷提高學(xué)生的思想道德素養(yǎng) 在系統(tǒng)地傳授自動化學(xué)科文化知識和培養(yǎng)綜合能力的過程中，幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，不斷提高學(xué)生的思想道德素養(yǎng)也是自動化專業(yè)的一項重要教學(xué)任務(wù)。提高學(xué)生的思想道德素養(yǎng)就是要提高學(xué)生的政治素質(zhì)、思想素質(zhì)、道德素質(zhì)、法制意識、誠信意識和團(tuán)隊意識。政治素質(zhì)主要解決立場、觀點、信仰問題。要求學(xué)生掌握社會發(fā)展及其規(guī)律的基礎(chǔ)知識，堅持四項基本原則，熱愛祖國,熱愛社會主義。思想素質(zhì)解決思想認(rèn)識和思想方法問題。要求學(xué)生初步掌握辯證唯物主義，善于從相互聯(lián)系、發(fā)展和對立統(tǒng)一中去觀察、分析和解決問題，樹立積極向上的世界觀、人生觀和價值觀。道德素質(zhì)主要解決品德行為問題。要求學(xué)生要有社會主義的道德品質(zhì)和文明的行為習(xí)慣。具有敬業(yè)精神和職業(yè)道德。法制意識要求學(xué)生做合法的社會公民。具有很強(qiáng)的法制意識和觀念。以法律為準(zhǔn)繩，按法律辦事。誠信意識要求學(xué)生誠信做人、做事、做學(xué)問。團(tuán)隊意識要求學(xué)生具有協(xié)調(diào)配合的團(tuán)隊精神。

    無論從知識的掌握以及能力、素質(zhì)的培養(yǎng)都離不開實踐教育。今天的實踐教育決不能理解為僅僅是理論課中的實驗或教學(xué)計劃中安排的孤立的實踐環(huán)節(jié)，而要使之成為完整的教育體系中的有機(jī)組成部分，是培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，素質(zhì)、能力、知識協(xié)調(diào)統(tǒng)一的，具有“寬厚、復(fù)合、開放、創(chuàng)新”特征的自動化工程科學(xué)技術(shù)人才的重要途徑和手段。

    從自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的角度看，實踐教育對研究型大學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新拔尖人才尤為重要。我們的畢業(yè)生雖然有基礎(chǔ)扎實、后勁足等優(yōu)點，但在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力方面還存在明顯不足。強(qiáng)化實踐教育是培養(yǎng)創(chuàng)新能力和提高全面素質(zhì)的重要途徑。要加強(qiáng)教學(xué)實踐、社會實踐、科學(xué)研究實踐、生產(chǎn)實踐，讓自動化專業(yè)的學(xué)生“回歸工程”加強(qiáng)與工程實際結(jié)合、與產(chǎn)業(yè)結(jié)合、與科研結(jié)合。

3  清華大學(xué)自動化專業(yè)實踐教育體系

    正如顧秉林校長指出的：“實踐教育”，盡管從字面上看不是一個新概念，但隨著時代的發(fā)展，它有著許多值得我們深入探討的新內(nèi)涵。實踐教育，是指圍繞教育教學(xué)活動目的而開展的、學(xué)生親身體驗的實踐活動。它既包括為認(rèn)識、探索自然規(guī)律、掌握技術(shù)知識而開展的科學(xué)實驗、生產(chǎn)實習(xí)等必要的驗證性實驗，也包括為解決實際的生產(chǎn)和社會問題，提高創(chuàng)新能力而開展的研究性、探索性、設(shè)計性、綜合性實踐，還包括以了解社會和國情、提高全面素質(zhì)為宗旨的社會實踐[5]。圖1顯示的是第21次教育研討會以來不斷完善的自動化專業(yè)實踐教育體系結(jié)構(gòu)框架。

    從圖1可以看出，自動化專業(yè)實踐教育大體可以分為四類：人文社科實踐、自然科學(xué)基礎(chǔ)實踐、工程技術(shù)基礎(chǔ)實踐和專業(yè)綜合實踐。

    人文社科實踐貫穿于學(xué)生從入學(xué)到畢業(yè)的全過程中。其中入學(xué)教育、軍事理論與軍事訓(xùn)練、社會實踐、政治理論課中要求的社會調(diào)查和小論文、公益勞動、畢業(yè)教育6個環(huán)節(jié)是多年來形成并一直堅持對培養(yǎng)學(xué)生道德素養(yǎng)和綜合素質(zhì)行之有效的教學(xué)環(huán)節(jié)。而信息科學(xué)技術(shù)概論課是自2001年以來開設(shè)的為學(xué)生宏觀認(rèn)識專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和前景并主要由信息學(xué)院內(nèi)的兩院院士以及著名的專家學(xué)者和系主任們開設(shè)的前沿性課程。新生研討課則是自2003年以來新增的由知名教授面對大一新同學(xué)按小班開設(shè)的以自動化學(xué)科中一些前沿課題為中心的研究討論課程。李衍達(dá)院士在新生研討課中告訴學(xué)生：“還有很多問題沒解決，需要大家去想。我坦白和學(xué)生說，你再問深了，我也答不上來。確實有很多未知的問題。過去我們總告訴學(xué)生這些問題都是已解決的，這可能不是正確的方式。” 通過學(xué)習(xí)，新生們由衷敬佩教授們的崇高風(fēng)范和人格魅力，使他們能夠盡快融入到研究型教學(xué)人才培養(yǎng)模式的氛圍中來，初步培養(yǎng)了探索、研究和批判精神。人文講座則分兩個方面，一方面加強(qiáng)了自動化學(xué)科面對全校范圍的人文講座如：如何寫英文論文、生命與信息科普講座等，另一方面鼓勵學(xué)生積極參加其它院系開出的人文選修課程或講座，加強(qiáng)人文素養(yǎng)的培養(yǎng)。

    自然科學(xué)基礎(chǔ)實踐主要在低年級進(jìn)行，除了單獨設(shè)有物理實驗課外，加強(qiáng)了數(shù)學(xué)、物理的習(xí)題課，并開展因材施教，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行專題研究和科技論文的寫作。

    工程技術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練分為兩部分：一部分是融合在工程技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)的實驗，如電路原理實驗、電子技術(shù)實驗、自動控制理論實驗、電力拖動與運動控制實驗、過程控制實驗、檢測技術(shù)實驗、信號與系統(tǒng)實驗、計算機(jī)原理實驗等；另一部分是在夏季小學(xué)期單獨開設(shè)的實論教學(xué)內(nèi)容的驗證上，設(shè)計型、研究型、綜合性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在數(shù)量上不足，在質(zhì)量上需要進(jìn)一步提高；往往重視的是實驗結(jié)果而忽視了實驗的過程；在實踐過程中不夠注重調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，不夠注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。這就要求我們通過研討提高對實踐教育的認(rèn)識。

    （2）在實踐教育的管理上存在“弱化”和“軟化”，已經(jīng)安排好的實踐環(huán)節(jié)有時被學(xué)校的臨時活動所代替，對此，要引起高度重視。

    （3）教學(xué)實驗設(shè)施建設(shè)跟不上，經(jīng)費投入不足，設(shè)備更新慢，特別先進(jìn)控制裝置套數(shù)不足，嚴(yán)重影響高水平的實踐環(huán)節(jié)開出。要積極爭取“985”二期投入，加快實驗室建設(shè)。

    （4）校外實習(xí)難度加大、成本高；學(xué)生分散性大，管理工作量加大；評分標(biāo)準(zhǔn)不易掌握。校外實踐基地不足，要更新充實。

    （5）實踐教學(xué)師資處于青黃不接階段，高水平的實驗師資隊伍尚未建立，管理體制和實踐教育的評價體系需要完善。

    針對以上問題提出如下進(jìn)一步加強(qiáng)實踐教育的改革方案：
    （1）把實踐教育放到與理論教育并重的地位，進(jìn)一步完善自動化專業(yè)的實踐教育體系,把實踐教育滲透到人才培養(yǎng)的整個過程，使之成為完整教育體系中的有機(jī)組成部分。

    在理論課中如何滲透實踐教學(xué)的成分，如何推進(jìn)研究型學(xué)習(xí)，這方面我系不少教授已經(jīng)作了很多有意義的工作。例如：在理論課中，對當(dāng)前實際工程中存在的挑戰(zhàn)性問題以及各種探索思路進(jìn)行了客觀的概括，對科研組或教授本人的最新研究成果進(jìn)行透徹的闡述，使學(xué)生領(lǐng)略創(chuàng)新的過程，樹立創(chuàng)新的意識，體會到理論問題提出背后的實際工程背景，激發(fā)了學(xué)生研究的熱情，并引導(dǎo)學(xué)生直接進(jìn)入學(xué)科前沿。在理論課中增加案例分析和課程項目研究，讓學(xué)生自己去找文獻(xiàn)資料，引導(dǎo)學(xué)生自己研究、討論問題，寫出書面報告，給學(xué)生以解決實際的問題機(jī)會。并要求學(xué)生口頭報告，提高表達(dá)和學(xué)術(shù)交流的能力。使學(xué)生成為教學(xué)的主體，培養(yǎng)了學(xué)生綜合實踐能力。通過22次教育工作討論會的研討，我系要大力加強(qiáng)這方面的工作，推廣好的經(jīng)驗。

    在有條件的一些專業(yè)課中試點增加一些工程設(shè)計點的內(nèi)容，要求學(xué)生完成規(guī)定的工程設(shè)計點并通過相應(yīng)的考核才能取得學(xué)分。

    （2）從自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的實際需要出發(fā)，進(jìn)一步優(yōu)化實驗課程體系，除更新和精選原耦合在理論課中的實驗外，要增加研究型、設(shè)計型和綜合性的實驗。除了目前單獨開出的“控制類系列實驗”（包括：控制理論、運動控制、過程控制）、“檢測技術(shù)系列實驗”、“機(jī)器人控制類系列實驗”外，我系將單獨開出“計算機(jī)控制類系列實驗”、“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類系列實驗”（包括底層網(wǎng)和上層網(wǎng)）以及“嵌入式系統(tǒng)硬軟件設(shè)計類系列實驗”，屆時將進(jìn)一步豐富實驗課資源。將增加實驗課的選修比例和選修學(xué)分，讓學(xué)生更自由地選擇感興趣的課題，激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。

    （3）進(jìn)一步豐富第二課堂，除繼續(xù)加強(qiáng)行之有效的“SRT”、“挑戰(zhàn)杯科技活動”、“電子設(shè)計大賽”和各類“機(jī)器人大賽”外，我系將主辦“控制類設(shè)計大賽”，普遍提高自動化專業(yè)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

    （4）在原有的實驗室的基礎(chǔ)上建立一個高水平的“自動化學(xué)科人才綜合培養(yǎng)基地”和一個高水平的“控制科學(xué)與工程學(xué)科研究生實驗研究平臺”。這是自動化學(xué)科人才培養(yǎng)的需要，是自動化學(xué)科教學(xué)改革、課程建設(shè)的需要，是全校學(xué)科交叉發(fā)展的需要，更是自動化學(xué)科加強(qiáng)實踐教育的需要。

    （5）進(jìn)一步建立校外實踐基地，包括生產(chǎn)實習(xí)基地和社會實踐基地。自動化專業(yè)人才形成過程，“是一個從理論走向?qū)嵺`、從校內(nèi)走向校外、從專業(yè)走向工程應(yīng)用的過程”，自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)離不開工程實踐環(huán)境[5]。除了在國有大中企業(yè)建立實踐基地外，我系將有選擇地在民營、合資、獨資的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)建立相對穩(wěn)定的實踐基地，同時也要在軍工口院所或企業(yè)建立實踐基地。全系將建好5－6個以接納本科生為主的校外實踐基地。

    （6）加強(qiáng)實踐教學(xué)師資隊伍建設(shè)，學(xué)校為了加強(qiáng)實驗室建設(shè)，加強(qiáng)實踐教學(xué)，提高實踐教學(xué)師資隊伍的整體水平，特設(shè)置了實驗重點崗位。目前，我系有2個實驗重點崗位，有一名博士后和長期從事實驗室工作經(jīng)驗很豐富的副教授應(yīng)聘了這兩個崗位。但這是很不夠的，我系將要適當(dāng)增加重點崗位的設(shè)置。我系要積極引進(jìn)和吸引原有的教師充實到實驗室教師隊伍中來，以改變實驗室隊伍目前青黃不接的局面，提高實驗室隊伍的技術(shù)水平和整體素質(zhì)。

    （7）加強(qiáng)實踐教育的管理。一方面，要增加實踐環(huán)節(jié)的類型，豐富各類實踐活動的內(nèi)容，增加實踐教學(xué)計劃安排上的柔性，使學(xué)生有充分選擇余地，激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。另一方面，在管理上要“強(qiáng)化”和“硬化”，要有明確的要求。自動化系的本科生在畢業(yè)前必須達(dá)到規(guī)定的所有必修的實踐環(huán)節(jié)的要求，并取得相應(yīng)的學(xué)分；必須完成規(guī)定的選修實驗系列的學(xué)分要求；自動化系的學(xué)生在畢業(yè)前應(yīng)該參與至少一項課外科技活動（包括參與“SRT”活動或參與教師的科研課題）或科技競賽；自動化系學(xué)生的專業(yè)實踐（生產(chǎn)實習(xí)）必須完成兩個書面文件，一個是技術(shù)（業(yè)務(wù)）總結(jié)報告，一個是思想總結(jié)，實習(xí)隊長要認(rèn)真聽取每個學(xué)生的總結(jié)交流發(fā)言，以此作為重要的評分參考依據(jù)。
通過本次實踐教育的研討，我系將進(jìn)一步探索在理論課中滲透實踐學(xué)習(xí)的成分，推進(jìn)研究性教育；進(jìn)一步堅持高效的“金工實習(xí)”，堅持走向社會與企業(yè)相結(jié)合的“生產(chǎn)實習(xí)”，堅持真刀真槍的“綜合論文訓(xùn)練”(畢業(yè)設(shè)計)；努力建立一個高水平的“自動化學(xué)科人才綜合培養(yǎng)基地”和一個高水平的“控制科學(xué)與工程學(xué)科研究生實驗研究平臺”，努力建立好4－5個校外“實踐基地”。使我系的實踐教育和人才培養(yǎng)提高到新的水平。

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