金晶 姜宇 沈毅
摘 要：面向国际一流学科建造，针对第四次工业革命对主动化类专业人才培育才能与本质的新要求，展开主动化类专业教育的超前供应侧结构性变革研讨。经过剖析国际一流大学主动化类相关专业的课程体系，结合我国主动化类专业的培育方针与特征优势，以学生为中心，以学生学习与开展成效为驱动，夯实数学与物理根底、加强文明本质教育、着重实践使用类立异培育，研讨和探究一套适合于主动化类专业立异人才培育的课程体系，以习惯新时代开展需求。
关键词：主动化类；供应侧；课程体系
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2018）08-0027-02
一、国际一流大学主动化类相关专业课程体系剖析
在当时新时代教育变革布景下，国际一流大学对学生培育提出了一系列新的理念，包含重塑本科教育方针，倡议和施行习惯性学习，从“依据学科”到“依据才能”的跨学科教育办法变革[1]，从课程学习走入现实生活，从“有限挑选”到“多元挑选”的改变，开环大学、自定节奏的教育等多种教育办法的改变，重视才能教育的轴回转，从先常识后才能变为先才能后常识，有任务的學习等[2]。在这样的新理念指引下，国际一流大学的主动化类相关专业形成了各具特征的课程体系，下面分别对麻省理工学院[3-5]、加州伯克利大学[6-8]和斯坦福大学[9-11]主动化类相关专业的课程体系建造进行剖析和研讨（国外一般没有独自树立主动化专业，本文剖析的规模首要会集在主动化类的电气工程专业）。
（一）麻省理工学院
麻省理工学院的电气工程专业课程体系首要包含三方面内容：数理学根底、专业根底及学科范畴，即在为学生们奠定了坚实的数学与专业根底后，又供应了广泛且自在的道路，让学生们能够自主挑选学科前沿范畴进行进修。数理学根底包含微分方程、微积分、物理、概率论，专业根底包含导论课、电路、电磁、电子、信号与体系等，学科范畴包含专业进阶课和专业前沿课，一起选取试验室并进行工程上的实践。
（二）加州伯克利大学
加州伯克利大学的电气工程专业将课程分为数理学根底课程和技能工程课，其间技能工程课包含专业规则的根底中心课以及必定学分约束的高档工程规划课。一起，学生能够挑选与工程相关的绝大多数专业课，而且鼓舞学生挑选本系之外的课程。在穿插学科范畴内设置了很多高档工程规划课，包含设备、数字电路、计算机结构、信号、机器人及操控、试验室及项目等近百门课程供学生挑选。
（三）斯坦福大学
斯坦福大学的电气工程专业培育计划首要分为数理学根底培育和工程主题培育。对数理学要求很高，内容上倾向理论的数学办法以及倾向使用的Matlab东西介绍等多种办法课程，一起要求必定数量的科技与社会等文明本质课程。重视工科才能培育，其课程还要求修够很多的工程主题学分，包含工程根底、中心课程、学科范畴和限选课，特别针对穿插学科开展供应了大体量穿插选修课程，包含生物电子与生物成像、动力与环境、信号处理与传感器等方向课程。
从国际一流大学主动化类相关专业的课程体系能够得出几个观念：才能培育重于常识教授；跨学科、跨专业乃至跨界教育未来更有必要；学习的意图性与方针性是促进积极性的重要手法；理论联系实际，带着问题学习，作用更好。
二、主动化类专业课程体系供应侧结构性变革思路
主动化专业课程体系供应侧结构性变革应坚持“以学生为中心，以学生学习与开展成效为驱动”的理念[12]，树立通识教育、专业教育、实践立异、特性教育有机结合的课程体系。详细变革思路规划如下。
（一）强化专业中心课程大学分体系建造
完善课程结构，更新课程内容。加强中心课程建造，精练根底中心课程、通识中心课程、专业中心课程，让先进的、具有启发性的、表现课程内在的内容进入课程，杰出中心课程的中心性和不行代替性。加强中心课程办理，开设体系性大学分课程，增强课程的融合度和实战性，对理论教育、课程规划、试验实践归纳考虑。
（二）完善专业选修课程立异实践体系建造
专业选修课坚持自始至终教育与着手试验紧密结合，MOOC与SPOC紧密结合，教师有必要供应满足的实践辅佐支撑手法（仿真或试验）。着重学与做结合、讲与练结合、教授与研讨结合、预习与答疑结合，让学生学会自学、在思中学、在做中学。着重理论实践相统一，以赛促学、习练相辅、科教结合，重视实践才能培育。
（三）重视特性化开展课程多样化体系建造
增设主动化专业前沿专题讲座课、文明本质教育课、立异训练课等特性化开展课程，供应多样化生长途径，重视学生特性化培育，进步学生学习的自主性和开放性。丰厚以进步德、智、体、美全面开展为方针的本质教育体系，构建培育具有立异精力、立异知道、立异创业才能的人才立异体系。
三、哈工大主动化类专业课程体系变革实践探究
考虑到主动化专业本科生与操控科学与工程学科研讨生培育的关联性，拟构建本科生、研讨生课程体系一体化建造。课程教育体系由通识教育、专业教育和学科范畴课程组成，细分为数理学根底课程、文理通识课程、专业根底课程、专业中心课程、学科选修课程及特性化开展课程。其间文理通识课程宗旨是为了进步学生的文明素质，特性化开展课程是在专业教育中，依据学生个人兴趣，在主动化专业前沿专题讲座、立异训练课、本专业选修课、外专业中心或选修课以及研讨生课程中选修，来拓宽学生的常识结构。
（一）主动操控理论中心课建造
主动操控理论中心课触及主动操控原理、现代操控理论、计算机操控、主动操控原理课程规划以及操控体系规划，以学生学习为中心树立主动操控理论体系，从操控体系数学描绘模型、操控体系的时域、频域呼应、状况空间描绘、能控性、能观性、稳定性以及操控体系规划理论及最优化办法多个视点对主动操控理论进行教育。一起结合试验与课程规划进行稳固与强化。
（二）主动操控实践中心课建造
主动操控实践中心课触及主动操控元件及线路、单片机、计算机操控、操控体系规划以及操控体系规划课程规划，从操控体系根本构成、操控体系的规划准则、被控目标建模、传感器、执行器以及操控器进行教育，让学生从体系到元件、从理论到实践有完好的了解与把握。
（三）主动操控专业选修课建造
依照学科开展特征及优势，拟定了六个选修模块，包含导航模块、检测模块、操控理论模块、体系工程模块、智能体系模块以及实践模块。
导航模块包含导航原理、飞翔力学、飞翔器操控与制导、航天器操控、无人机操控等。检测模块包含信号检测技能根底、数字信号处理、数字图像处理。操控理论模块包含体系辨识根底、最优操控根底、运动操控、进程操控、轿车动力学与操控。体系工程模块包含体系工程根底、博弈论根底、操控体系仿真、无人机体系工程使用。智能体系模块包含机器人学根底、智能操控根底、办法识别根底。实践模块包含DSP技能与工程使用、FPGA技能与工程使用、快速操控原型与硬件在环仿真技能、嵌入式软硬件规划与实践。
在培育进程中添加认知试验环节，为学生设置一个试验目标，从大一至大四依照所学课程，由学生逐步完善该试验目标，以加深学生对所学课程的了解，一起训练学生的着手才能，能够从体系视点知道所学内容。
主动化类专业课程体系结构性供应侧结构性变革势在必行，经过从头考虑主动化类专业本科教育的性质、意图、特征，清晰了主动化类专业学生应该学什么；经过本硕博课程一体化打通办法，完成了从依据学科到依据才能的逾越专业学习办法；经过大学分整合课程的办法和内容的更新，将中心课程学习走入现实生活，以生动的实例带动中心课程教育；经过将选修课向多元挑选浸透，拓宽了学生更多的学习自在。结合合理的教育办法和考试办法，能够将本专业学生的才能敏捷养成，习惯现代工程技能开展。
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