面向自动化类专业的职业本科课程体系构建与课程开发研究
职业本科教育作为衔接高等教育与产业需求的关键载体,其课程体系构建与课程开发质量直接决定人才培养的适配性。自动化类专业作为支撑智能制造、工业自动化等领域的核心专业,当前面临技术迭代快、岗位需求精的双重挑战,现有课程体系常存在理论与实践脱节、内容更新滞后等问题。本文以职业本科自动化类专业为研究对象,聚焦课程体系的系统性构建与特色课程的开发路径,通过梳理行业岗位能力要求、剖析现有课程痛点,探索兼具职业性与学术性的课程建设方案,为同类专业课程改革提供可借鉴的实践范式。
1. 职业本科专业理论课程开发逻辑
(1)专业基础理论课程开发逻辑
专业基础理论知识课程是同普通本科教育基础理论课程一样的学科课程,有着悠久的历史和完善的知识体系,课程内容是通过长时间的摸索和累积而成的一种经典知识,是专门领域中的智慧浓缩,对整个专业理论课程和专业课程的学习起到很大的支撑作用,是学习该专业的学生必备的基础知识。尽管职业本科教育在教育类型上属于职业教育,但是职业本科要先满足本科院校的基本办学水准,必须要在理论深度上有所精深,其中最重要的就是专业基础理论知识课程知识的提升。比如现代测控工程技术和电气工程及自动化两个职业本科专业决定开设高等数学、工程数学和大学物理等课程,但是这些课程的讲授或教材开发绝不能照搬普通本科,而是需要具有专业背景的专业课教师与基础课教师一起研讨确定专业所需的知识点。比如高等数学和工程数学中的数学建模思维方法和专业课程中的应用背景等相融合,形成数学课程相关内容,其开发难度较大。
(2)专业技术理论课程开发逻辑
专业技术理论课程属于专业知识类课程,内容包括专门领域中的技术原理[6]111。其作用在于对技术上的工作进行理论上的说明和程序上的引导。专业理论课程是高职院校的一大特点,其设置既可以很好地提高学生处理复杂实际问题的能力,又可以在传统的专业理论课程和以能力为导向的专业课程之间架起一座桥梁,让专业基础理论课程的知识能够在工程实践中得到有效运用。在职业本科的课程体系中,此类课程同样存在着建设困难的问题,其发展需要建立在专业基础理论知识的构建之上,但目前该领域的知识产出仍处在零星产出的初级阶段。比如自动控制原理、测试信号处理等课程,这类课程的开发要坚持理论分析与案例应用相结合,在理论知识的后面紧接着要有仿真案例的运行代码实现或相关硬件实现以及实际工程问题的应用分析等,开发难度较大,在当前也属于空白。
2. 职业本科专业实践课程开发逻辑
专业实践课程属于岗位能力类课程,是针对专业岗位的职业需求而开设的实践类课程,将工作结构融合在课程实践中,将专业岗位的职业需求能力添加在课程内容中。岗位能力类课程是职业本科教育课程体系的主体和最大特色,主要包括专业课程实训、综合实训、创新实践和毕业设计等实践课程,形成由课程实训、综合实训课程、创新实践和毕业设计构成的递进式本科实践体系,应占专业课总课时数一半左右。
(1)专业课程实训
专业课程实训是对应于相关专业课的实训,只针对单一具体技能的掌握。这类课程实训项目在职业院校中已经比较成熟。但是面对职业本科的高层次属性要求,如何在原有专科课程实训基础上进行进一步的优化提升从而满足职业本科生的实训需求,是后续建设的重点。职业本科的生源不同,导致基础不同。笔者认为要建立“必选+可选”的项目实训内容架构进行专业课程实训开发,可选是针对学有余力的学生的进一步拓展和提升,也可以作为所有学生必选实训完成之后课余的提升项目,这样更能满足不同学生的多样化需求。如自动化类专业的单片机实训课程职业本科开发逻辑如图4所示。
(2)专业综合实训
根据自动化类职业本科课程体系中课程之间的逻辑关系可以得知,复杂和高端岗位任务胜任能力的培养需要以综合实训项目、创新实践和毕业设计等课程为载体来实现。而综合实训需要结合理论与实践,综合各个课程的知识点,要求学生有较强的分析能力以及信息检索、运用复杂技术解决问题、实现技术创新、组织协调、团队合作等综合性的能力。同时,综合化实训项目的课程开发要坚持校企合作共同商定,精准对接复杂岗位,根据提炼的复杂岗位任务进行,同时要将复杂岗位对应的新技术、新标准、新工艺引入课程内容。综合实训项目可以嫁接多门模块课程,同时在项目的设计和实现中融入复杂理论技术知识,在项目内容上强调复杂理论知识的应用,实现学生系统性思维、交叉复合型能力和创新思维的培养。通过综合性项目的锻炼,学生既能巩固专业基础,又可增长解决实际复杂问题的本领,从而为能够顺利完成职业本科毕业设计奠定基础。综合实训项目与毕业设计共同服务能够胜任复杂和高端岗位人才的培养,设计此类项目的基本逻辑关系如图5所示,具体案例如图6所示。
(3)专业创新实践
在创新实践类项目的开发过程中,项目应是来自企业实际生产、教师技术研发的“真实项目”,可以通过将企业真实项目内容进行二次加工或教师科研项目进行抽取,从而转变成学生训练的创新实践项目。创新实践项目的实施要以学生为中心,以团队为核心,时间要贯穿整个学期,项目的解决需要复杂理论技术等显性知识点,也需要引入分工协作机制、团队沟通协调、职业标准等隐性知识,培养学生工匠精神、团队合作能力、实践能力,激发学生对于创新实践项目的学习兴趣,为未来学生创新创业打下基础。整个方案的课程内容开发逻辑如图7所示。
图8为仪器仪表电路创新实践项目的具体设计案例。为实现化工锅炉内部温度的智能化检测,提高检测质量和灵敏度,课程可设计“智能温度检测仪表”这一创新实践类项目。完成项目需要包括检测电路原理图设计、仿真分析、PCB板设计、电路加工、焊接、成品测试、软件编程以及最后的联合调试和组装等过程。整个过程可串接多门专业基础课程(包括模拟电子技术、数字电子技术、电子线路CAD设计、电子工艺、嵌入式控制和软件编程等),同时也可增强学生在团队协作、科技写作、工匠精神、职业道德等方面的能力。
(4)专业毕业设计毕业设计是工科类专业教学过程中的重要实践性教学环节,是对学生在校期间所学知识的综合考察,是培养学生综合运用所学解决本专业范围内复杂生产问题和操作技术问题的能力、掌握解决问题的基本手段方法的重要载体,是职业本科生学位授予的重要依据,是学生走向工作岗位前打好坚实基础的最后一个重要环节。而职业本科毕业设计要体现职业性特色,选题要与生产和社会实际相联系,难度和工作量要适当,能反映出专业全面培养的需要。毕业设计内容应该以实验、实习、工程实践和社会调查为主。同时,学校要建立与行业企业专家联合开展毕业设计指导的机制,来保障以上工作的开展。
综上,职业本科自动化类专业课程体系构建及课程开发是一项融合产业需求、学情特点与专业特色的系统性工程。本文通过明确岗位能力导向的课程目标、搭建模块化的课程体系、设计理实一体化的课程内容,为自动化类专业课程改革提供了具体路径。未来研究可进一步结合区域产业差异深化课程内容调整,或引入数字化技术优化课程实施模式。期待本研究成果能为职业本科院校自动化类专业的课程建设提供参考,助力培养更多符合产业发展需求的高素质技术技能人才,推动职业本科教育与产业发展的深度融合。
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