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1  引言

    當前，我校正在進行以“加強實踐教育，培育創新人才”為主題的22次教育工作討論會，這是學校教育教學工作的一件大事。結合討論深刻認識自動化學科專業的特征和實踐教育在自動化專業人才培養中的地位和作用；著重總結2000年開始的我校第21次教育研討會以來自動化專業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的自動化專業進一步加強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行討論，敬請批評指正。

2 實踐教育在自動化學科專業人才培養中的地位

    自動化學科專業是一門綜合型很強的學科專業。自動化技術廣泛用于工業、農業、國防、科學研究、交通運輸、商業、醫療衛生、金融、服務、政府管理部門乃至家庭等各方面，自動化發揮著越來越大的作用。自動化學科專業需要有很強的自然科學基礎，同時自動化學科專業本質上是技術科學，具有很強的工程背景，因此，高等學校的自動化學科專業的教育屬于高等工程教育范疇。

2.1從專業特征看實踐教育的重要性[1] [2] [3]
    自動化學科專業的主要特征是它的實踐性、時代性、系統性和交叉性。實踐性是自動化學科專業的首要特征，自動化學科的重要發展里程總是和社會的重大需求緊密聯系在一起。自動化學科總是把最先進的技術作為自動化技術的主要內容，并作為人類改造客觀世界的重要知識和技術手段。自動化學科總是從“系統”的角度來分析、研究和實現各種目標。自動化學科作為“系統”學科，離不開數學、物理基礎科學，離不開計算機科學、通信技術、網絡技術、電氣技術及自動化對象的相關學科領域知識，自動化學科專業需要與更多學科交叉、融合。

    自動化學科專業的快速發展和它具有的主要特征，決定了自動化專業教育的特點。教學內容更新快，涉及的知識領域廣、專業面寬，基礎知識厚而扎實這是自動化學科專業教育的首要特點；其次自動化專業教育強調系統的方法論和系統的集成，從系統分析――系統設計――系統調試――系統運行――系統維護，在“系統”下包含多學科滲透、融合和集成；自動化學科專業教育的第三個特點是培養的學生必須有很強的實踐能力，自動化專業必須要不斷用新技術新設備改進實踐教學環境，使學生了解、掌握最先進的技術手段和方法。

    自動化學科專業是工程技術專業，工程的本質是綜合，是創造，是實踐。正是由于自動化學科專業的本質特征決定了自動化學科專業極其強調實踐教育。實踐教學是理論教學的繼續，是未來理論創新的源泉，實踐教學是培養學生實踐能力和創新精神的重要途徑。

2.2從專業的培養目標與教學任務看實踐教育的重要性[1] [2] [4]
    自動化專業要培養適應我國現代化建設需要的，德、智、體、美全面發展，素質、能力、知識協調統一的，具有“寬厚、復合、開放、創新”特征的自動化工程科學技術人才。自動化專業的本科生要能運用所掌握的理論知識和技能，從事國民經濟、國防和科研各部門的運動控制、過程控制、機器人智能控制、電力電子、現代集成制造系統、信息處理、模式識別與智能系統、人工智能及神經網絡、系統工程理論與實踐、新型傳感器、電子與自動檢測系統、復雜網絡與計算機應用系統等領域的科學研究、技術開發及管理工作。自動化工程科學技術人才既要有扎實的理論基礎，又要有獨立分析、解決工程實際問題的能力。因此，在自動化專業人才培養過程中必須把工程訓練放在和科學教育同等重要的位置。工程科學技術人才僅僅通過課堂理論教學是培養不出來得，必須將教學與科研、社會實踐（主要是生產實踐）結合起來。圍繞這個總體培養目標，自動化專業的教學任務主要有下列幾個方面：
    1）系統地傳授自動化學科文化知識  自動化專業教學的首要任務是向學生傳授專業所必要的基礎理論知識、專業基礎知識和專業知識。自動化專業人才的培養要體現知識、能力、素質協調發展的原則，知識的培養必須通過知識的傳授來實現。要設計適當的知識體系使自動化專業的學生具有扎實的基礎理論，寬廣的技術基礎和專業知識。
    2）培養學生的綜合能力，使學生掌握科學的方法論 在系統地傳授自動化學科文化知識的同時，培養學生的綜合能力是自動化專業的重要教學任務。隨著自動化學科技術的發展，自動化領域知識在不斷擴展和豐富，而學生在校時間總是有限的，所以，在學校里給學生的不僅僅是干糧更重要的是獵槍。要培養學生的綜合能力，主要體現為自學和知識獲取能力、文字和語言表達能力、組織管理能力、科學研究和科技開發中的創新能力、工作適應能力。同時要使學生掌握科學的方法論。
    3）幫助學生樹立科學的世界觀，不斷提高學生的思想道德素養 在系統地傳授自動化學科文化知識和培養綜合能力的過程中，幫助學生樹立科學的世界觀，不斷提高學生的思想道德素養也是自動化專業的一項重要教學任務。提高學生的思想道德素養就是要提高學生的政治素質、思想素質、道德素質、法制意識、誠信意識和團隊意識。政治素質主要解決立場、觀點、信仰問題。要求學生掌握社會發展及其規律的基礎知識，堅持四項基本原則，熱愛祖國,熱愛社會主義。思想素質解決思想認識和思想方法問題。要求學生初步掌握辯證唯物主義，善于從相互聯系、發展和對立統一中去觀察、分析和解決問題，樹立積極向上的世界觀、人生觀和價值觀。道德素質主要解決品德行為問題。要求學生要有社會主義的道德品質和文明的行為習慣。具有敬業精神和職業道德。法制意識要求學生做合法的社會公民。具有很強的法制意識和觀念。以法律為準繩，按法律辦事。誠信意識要求學生誠信做人、做事、做學問。團隊意識要求學生具有協調配合的團隊精神。

    無論從知識的掌握以及能力、素質的培養都離不開實踐教育。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計劃中安排的孤立的實踐環節，而要使之成為完整的教育體系中的有機組成部分，是培養德、智、體、美全面發展，素質、能力、知識協調統一的，具有“寬厚、復合、開放、創新”特征的自動化工程科學技術人才的重要途徑和手段。

    從自動化專業人才培養的角度看，實踐教育對研究型大學培養創新拔尖人才尤為重要。我們的畢業生雖然有基礎扎實、后勁足等優點，但在創新意識和創新能力方面還存在明顯不足。強化實踐教育是培養創新能力和提高全面素質的重要途徑。要加強教學實踐、社會實踐、科學研究實踐、生產實踐，讓自動化專業的學生“回歸工程”加強與工程實際結合、與產業結合、與科研結合。

3  清華大學自動化專業實踐教育體系

    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，但隨著時代的發展，它有著許多值得我們深入探討的新內涵。實踐教育，是指圍繞教育教學活動目的而開展的、學生親身體驗的實踐活動。它既包括為認識、探索自然規律、掌握技術知識而開展的科學實驗、生產實習等必要的驗證性實驗，也包括為解決實際的生產和社會問題，提高創新能力而開展的研究性、探索性、設計性、綜合性實踐，還包括以了解社會和國情、提高全面素質為宗旨的社會實踐[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實踐教育體系結構框架。

    從圖1可以看出，自動化專業實踐教育大體可以分為四類：人文社科實踐、自然科學基礎實踐、工程技術基礎實踐和專業綜合實踐。

    人文社科實踐貫穿于學生從入學到畢業的全過程中。其中入學教育、軍事理論與軍事訓練、社會實踐、政治理論課中要求的社會調查和小論文、公益勞動、畢業教育6個環節是多年來形成并一直堅持對培養學生道德素養和綜合素質行之有效的教學環節。而信息科學技術概論課是自2001年以來開設的為學生宏觀認識專業發展現狀和前景并主要由信息學院內的兩院院士以及著名的專家學者和系主任們開設的前沿性課程。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按小班開設的以自動化學科中一些前沿課題為中心的研究討論課程。李衍達院士在新生研討課中告訴學生：“還有很多問題沒解決，需要大家去想。我坦白和學生說，你再問深了，我也答不上來。確實有很多未知的問題。過去我們總告訴學生這些問題都是已解決的，這可能不是正確的方式?！?通過學習，新生們由衷敬佩教授們的崇高風范和人格魅力，使他們能夠盡快融入到研究型教學人才培養模式的氛圍中來，初步培養了探索、研究和批判精神。人文講座則分兩個方面，一方面加強了自動化學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，另一方面鼓勵學生積極參加其它院系開出的人文選修課程或講座，加強人文素養的培養。

    自然科學基礎實踐主要在低年級進行，除了單獨設有物理實驗課外，加強了數學、物理的習題課，并開展因材施教，引導學生進行專題研究和科技論文的寫作。

    工程技術基礎訓練分為兩部分：一部分是融合在工程技術基礎課程內的實驗，如電路原理實驗、電子技術實驗、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、檢測技術實驗、信號與系統實驗、計算機原理實驗等；另一部分是在夏季小學期單獨開設的實論教學內容的驗證上，設計型、研究型、綜合性的實踐教學環節在數量上不足，在質量上需要進一步提高；往往重視的是實驗結果而忽視了實驗的過程；在實踐過程中不夠注重調動學生的主動性和積極性，不夠注重培養學生的創新意識和實踐能力。這就要求我們通過研討提高對實踐教育的認識。

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

    （3）教學實驗設施建設跟不上，經費投入不足，設備更新慢，特別先進控制裝置套數不足，嚴重影響高水平的實踐環節開出。要積極爭取“985”二期投入，加快實驗室建設。

    （4）校外實習難度加大、成本高；學生分散性大，管理工作量加大；評分標準不易掌握。校外實踐基地不足，要更新充實。

    （5）實踐教學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一步加強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，進一步完善自動化專業的實踐教育體系,把實踐教育滲透到人才培養的整個過程，使之成為完整教育體系中的有機組成部分。

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

    在有條件的一些專業課中試點增加一些工程設計點的內容，要求學生完成規定的工程設計點并通過相應的考核才能取得學分。

    （2）從自動化專業人才培養的實際需要出發，進一步優化實驗課程體系，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）、“檢測技術系列實驗”、“機器人控制類系列實驗”外，我系將單獨開出“計算機控制類系列實驗”、“計算機網絡類系列實驗”（包括底層網和上層網）以及“嵌入式系統硬軟件設計類系列實驗”，屆時將進一步豐富實驗課資源。將增加實驗課的選修比例和選修學分，讓學生更自由地選擇感興趣的課題，激發學生的主動性和創造性。

    （3）進一步豐富第二課堂，除繼續加強行之有效的“SRT”、“挑戰杯科技活動”、“電子設計大賽”和各類“機器人大賽”外，我系將主辦“控制類設計大賽”，普遍提高自動化專業學生的實踐能力和創新意識。

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

    （5）進一步建立校外實踐基地，包括生產實習基地和社會實踐基地。自動化專業人才形成過程，“是一個從理論走向實踐、從校內走向校外、從專業走向工程應用的過程”，自動化專業人才的培養離不開工程實踐環境[5]。除了在國有大中企業建立實踐基地外，我系將有選擇地在民營、合資、獨資的研究機構和企業建立相對穩定的實踐基地，同時也要在軍工口院所或企業建立實踐基地。全系將建好5－6個以接納本科生為主的校外實踐基地。

    （6）加強實踐教學師資隊伍建設，學校為了加強實驗室建設，加強實踐教學，提高實踐教學師資隊伍的整體水平，特設置了實驗重點崗位。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驗很豐富的副教授應聘了這兩個崗位。但這是很不夠的，我系將要適當增加重點崗位的設置。我系要積極引進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水平和整體素質。

    （7）加強實踐教育的管理。一方面，要增加實踐環節的類型，豐富各類實踐活動的內容，增加實踐教學計劃安排上的柔性，使學生有充分選擇余地，激發學生的積極性和創造性。另一方面，在管理上要“強化”和“硬化”，要有明確的要求。自動化系的本科生在畢業前必須達到規定的所有必修的實踐環節的要求，并取得相應的學分；必須完成規定的選修實驗系列的學分要求；自動化系的學生在畢業前應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；自動化系學生的專業實踐（生產實習）必須完成兩個書面文件，一個是技術（業務）總結報告，一個是思想總結，實習隊長要認真聽取每個學生的總結交流發言，以此作為重要的評分參考依據。
通過本次實踐教育的研討，我系將進一步探索在理論課中滲透實踐學習的成分，推進研究性教育；進一步堅持高效的“金工實習”，堅持走向社會與企業相結合的“生產實習”，堅持真刀真槍的“綜合論文訓練”(畢業設計)；努力建立一個高水平的“自動化學科人才綜合培養基地”和一個高水平的“控制科學與工程學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提高到新的水平。

[參考文獻]

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[3]王雄，曹玉金，周杰. 強化基礎、拓寬專業、優化自動化專業的課程設置，南京：電氣電子教學學報，2003，23（6）
[4]萬百五主編.自動化（專業）概論，武漢：武漢理工大學出版社，2002.6
[5]顧秉林.加強實踐教育，培養創新人才，在清華大學第22次教育工作討論會開幕式上的講話，2004.11
[6]張光斗，王冀成主編.中國高等工程教育，北京：清華大學出版社，1995.9