教育部高等学校自动化学科专业教学指导分委员会在吴澄院士的领导下,于成立之初就设立了自动化学科专业发展战略研究课题组,本文是集体研究的一个初步汇报。
一、自动化专业教育改革与发展面临的形势
近年来,我国高等教育有了很大的发展,同时也面临着严峻的挑战。这是高校自动化专业的教育教学改革与发展研究必须考虑的环境问题,主要有以下几个方面:
1.世界上最大的发展中国家到21世纪中叶达到中等发达国家的水平,一个国家自动化水平的高低就是国家现代化进程的标志,而国家的自动化水平的高低很大程度上取决于高等教育对自动化人才的培养。
2.我国的高等教育已由精英教育向大众化教育过渡,到2010年以前入学率将达到23%左右,这给高等教育也给自动化专业人才的培养提出了新的要求。
3.从世界范围看,知识经济已见端倪。英国牛津大学校长鲁卡斯在北京大学校庆100周年召开的大学校长论坛中说,“大学在改进与获取新技能方面,必须站在社会的中心。作为新知识的提供者和新技能的传授者,大学必须推动社会进程”。各层次学校自动化学科专业要为知识经济的到来作好充分思想准备。
4.我国加入WTO后,国内经济、科技、文化、人才面临剧烈的国际竞争,自动化学科属于高新技术的信息学科,其竞争更为突出。
5.现有的“教育组织”需创建新型的“学习组织”,以适应 21世纪终身学习的要求,自动化学科专业的人才培养模式如何构建,人才如何定位等,尚需认真考虑。
党的十六大给教育战线提出的战略任务之一是要构建中国特色社会主义现代化教育体系,形成全民学习、终身学习的学习化社会。其中,高等教育体系应当包括两大系列、三个层次,即研究生教育、本科生教育和高等职业教育的三个层次和全日制教育、继续教育两大系列。这样,我国的高等教育形成了一个金字塔型的四大类:一是研究型大学;二是教学研究型大学;三是教学主导型大学;四是高等职业学院。每所高等学校都要根据在国家高等教育体系中的位置,根据定位确定发展目标和思路。
在当前由精英教育过渡到大众化教育过程中,质量与规模、质量与资源的矛盾日渐突出,为了实现大众化、高水平和跨越式发展,对各类学校应实施不同的发展战略:
1.研究型大学——稳定本科生规模,适度发展研究生规模;
2.教学研究型大学——适度发展本科生和研究生规模;
3.教学主导型大学、高等职业学院——适度发展本、专科生规!?
二、自动化学科发展的主要特征
自动化学科发展依赖于自动化科学技术的发展。众多著名专家与学者对自动化学科内涵、特征等问题发表了独特的见解,形成了一些共识,可简单归纳如下:
自动化科学或控制科学是一门技术科学,也是一门应用基础科学,其基本任务是为控制工程(包括非工程)和自动化技术及其他工程技术提供科学理论基础。它具有严密的理论、鲜明的改造对象、系统的复杂性、普遍适用等特性。
自动化技术或控制技术是实现自动化科学与自动化工程(包括非工程)之间的桥梁。
因此,自动化学科的内涵:
从科学层面来说是以控制理论、系统理论、复杂系统科学作为理论基础;
从哲学层面来说是方法论;
从技术层面来说是信息技术与工艺、其他技术的融合或桥梁。
当今世界,科学技术发展日新月异,自动化学科发展的主要特征是:
1.实践性——自动化学科的发展,总是和社会的重大需求紧密联系在一起的。
2.时代性——作为人类改造客观世界的重要知识和技术手段,人们总是把最先进的技术用作自动化技术的主要内容。
自动化已由单纯的控制发展到控制与管理的结合;当今社会,通过数字化、网络化、集成化、自动化、智能化等信息化实现自动化;电力电子技术作为信息流与物质/能量流之间的接口正在迅速发展;复杂系统理论的研究与应用方兴未艾。
3.系统性——自动化学科总是从“系统”的角度来分析、研究和实现各种目标。
4.交叉性——自动化学科作为“系统”学科,离不开信息技术、电气技术、数学及自动化对象的相关领域知识,需要与更多学科交叉、融合。
上述自动化学科发展的主要特征,决定了自动化教育改革的方向。
三、构建自动化专业分层次、多模式、多规格人才培养体系
1.分层次、多模式、多规格的含义
(1)分层次
根据我国教育部1998年颁布的高校本科专业目录及国务院学位办颁布的研究生专业目录,涉及自动化专业的在专科(高职)、本科(学士)、研究生(硕士、博士)、博士后各个培养层次的分布如下:
分层次<br>
专科(高职)
本科(学士)
研究生(硕士、博士)
博士后<br>
主流专<br>
业名称<br>
各类与自动<br>
化专业有关<br>
的职业专业<br>
自动化<br>
电气工程与自动化
信息工程
控制科学与工程<br>
控制工程领域
其他专<br>
业学科<br>
非主流<br>
专业名称
自动化类专业
其他专业
机械电子工程
机械制造及其自动化
电力系统及其自动化<br>
农业电气化与自动化等
(2)多模式
目前,在我国高校中主要有:
① 学制多模式。例如,本-博8年、本-硕6年、本科4年、专科2~3年等。
② 培养多模式。例如,双学士学位、学历博士、硕士;同等学力博士、硕士;工学博士(或硕士);理学博士(或硕士)等。
(3)多规格
多规格系指学术型、应用性、职业型、复合型。
(4)各类大学培养目标的合理分工
为了满足我国国民经济对不同层次人才培养的需求,根据我国高等教育体系对各类大学的定位,结合我国是一个最大的发展中国家的实际情况,进行合理的分工。
① 研究型大学——以培养自动化学术型、学术复合型人才为主,并培养学术与应用复合型、高层次人才;本科是以通识为主的专业教育。
② 教学研究型大学——以培养自动化学术与应用及其复合型人才为主,本科是以通识为主或通识与专业并重的教育。
③ 教学主导型大学(一般普通高校)——以培养自动化应用型、复合型人才为主,本科是通识与专业并重的教育。
④ 高等职业学院——以培养自动化类职业应用型、职业应用复合型人才为主,专科是完全职业专业教育。
2.制订培养体系的顶层设计
(1)指导原则
① 按照培养专科生职业应用的能力,培养本科生自我创新意识及获取知识的能力,培养硕士生从事科学/技术研究能力,培养博士生知识/技术创新能力四个层次制定一体化人才培养教育计划。
② 根据不同类型高等学校的定位,制定相应培养目标的培养计划。
③ 教育计划进一步要以人为本,引入弹性学制。
(2)课程体系
自动化专业课程体系可根据不同类型学校的不同定位进行设置:
① 以理科为主的综合性大学,以研究控制科学为主,应以自动控制理论、方法、系统建模与设计、先进控制技术为主设计课程体系。
② 以工科为主的研究型与教学研究型大学,突出信息的控制。以信息的获取、处理、控制、系统设计、先进控制技术为主设计课程体系。
可以是一类为无特定背景的自动化专业,也可以是以特定背景为知识载体的自动化专业。
③ 以工科为主的教学主导型大学,应以鲜明的行业为背景,应用控制理论、方法和系统设计为主设计课程体系。
自动化类专业应以行业背景为主,自动化理论、方法、系统设计、先进技术为辅。
④ 高等职业学校以地方经济或行业服务为宗旨,围绕基本和先进的职业应用技术理论、方法与实践为核心,构建课程体系。
四、自动化学科专业发展战略研究值得思考的若干问题
1. 培养目标的定位问题
培养目标定位很重要,涉及到自动化学科的发展和人才培养适应市场需求的问题。尽管我国的高等教育已由精英教育迈入大众化教育阶段,但是不同类型学校应根据所肩负国家的责任不同,分别实施精英教育与大众化教育。
本科教育培养通才还是专才,是以普通教育为中心还是以职业教育或专业教育为中心,历来是高等教育激烈争辩的问题。美国本科通才教育是建立在完善的继续教育基础上,我国还有较大的差距。一方面一些大型企业公司已有完善的教育培训体制和充足的教育经费,而另一方面大量的中小企业仍然需要行业背景强的毕业生,因而高校应进一步适应市场的需求,根据不同的培养目标,调整通识教育与专业教育的比例,拓宽专业口径,灵活专业方向,建立和健全第二学位、主副修制度等。
为了尽快缩短与先进西方国家现代化之间的差距,应该克服专业设置内涵中目前普遍存在的重系统、轻元部件,重设计、轻工艺,重学术、轻应用的倾向。同时,随着经济和科技的发展,高等职业教育学历层次必将相应高延,以改善我国缺乏工艺、器件制造等高端科技人员的状况。
2.培养方案问题
首先是要进一步重视创新、创业意识与综合素质培养,尤其是人文素质的培养,这是我们能否培养一个合格大学生的重要问题。为此,除了要开设对学生终身受益的人文课程(这方面在以工科为主的多科性大学中还较薄弱)外,主要应通过学校浓厚的研究和人文氛围及导师的人格魅力在潜移默化的过程中培养。目前,一些研究型大学在培养方案中要求学生早期介入科研,开展大学生科研训练计划,2~3年级配导师,对培养学生团队精神起了很好的作用。同时,必须要把学生思想工作纳入人才培养体系,以进一步落实党的教育方针,培养德、智、体、美全面发展的人才。不要以为西方发达国家的大学不重视学生思想工作,实际上他们从事学生思想工作的师资队伍学历水平高,人数比我们还多,主要重点解决心理健康问题及非智力因素培养问题。
其次是实践教学仍然很薄弱,这是影响自动化学科专业教育质量的一个重要问题。一方面,由于投入不足,实验设备的水平大大落后于企业的水平,影响了学生适应现代生产力发展的质量及就业;或者台套数不足使很多学生没有动手的机会,使四年级学生工程实践的能力仍然低下。另一方面,即使在实验设备良好的一些大学,由于一些学生对实验不重视,加之管理松懈,质量也不容乐观。
最后是本科与研究生教育培养体系的衔接。这既是自动化学科专业发展战略研究必须考虑的问题,也是当前在扩招形势下,缓解“质量与规模”、“资源与规模”矛盾,优化培养体系,提高培养质量的一个值得探讨的问题。在我国一些研究型大学中,根据各研究生专业不同的特点及学生的兴趣志向,建立多种类型不同专业、不同培养目标的5~6年本-硕一体化的培养体制。实际上,临床医学专业早已根据专业特点办了七年硕士毕业、八年博士毕业的培养体制;综合性、理工类个别名校,像清华大学,也已执行了若干年,现在仅仅是在本科生源优秀的研究型大学推广而已。这类学校目前均已稳定本科生招生规模,有的学校甚至研究生的招收规模要超过本科生,因而,具有一定的可操作性。建立这种本-硕一体化培养机制的好处是显然的,主要是:
①可以科学、合理、灵活地构建本-硕一体化的培养体系。以工科为例,该体系总体以培养工程师为目标,可统筹考虑本-硕基础核心课程;统筹考虑培养工程创新意识和能力的实践体系和以研究为导向的研究生课程;可实行完全的学分制,对不适宜本-硕连读的学生,在三年级通过全面考核后,必须实行因材施教分流,建立对学生不同培养目标的弹性学制机制,比例可根据不同的学校、不同的专业建议在5%~50%左右;其余学生的学制一般为6年,其中累计理论教学与实践教学时间4.5年,将本科毕业设计与硕士论文时间合并,即论文累计时间为1.5年。该方案不但从时间上节约了教学资源,而且由于统筹了本-硕理论课程与实验,系统性强,论文时间又没有减少,就有可能提高培养质量,一定会受到指导教师的欢迎。
②在研究型大学中,绝大多数本科生由于不参加硕士研究生入学考试,学生可以集中精力学习,克服了原来本科专业方向课程质量严重下滑的情况。
③如果今后将该体制推广到一些在研究生培养中以硕士为主的高校中去,会大大减少全国硕士研究生入学考试的规模,将有利于工程硕士GCT考试模式推广到非专业学位硕士研究生入学考试中去。同时,实行本-硕一体化体制的研究型大学仍然有面向社会招收部分硕士研究生的名额,凡是做硕士学位论文的学制为2~2.5年。
3. 终身教育问题
根据十六大提出的形成全民学习、终身学习的学习化社会的要求,高等学校必须研究终身教育观念对高等教育的全方位的影响,探索在终身教育这一大系统中自己的位置。当前,对于具有自动化学科专业的有关高校建议可按照企业的实际教学需求,在远程教育网上或到企事业单位.
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