1  引言

    当前，我校正在进行以“加强实践教育，培育创新人才”为主题的22次教育工作讨论会，这是学校教育教学工作的一件大事。结合讨论深刻认识自动化学科专业的特征和实践教育在自动化专业人才培养中的地位和作用；着重总结2000年开始的我校第21次教育研讨会以来自动化专业实践教育体系与模式的改革；通过本次研讨明确作为研究型大学的自动化专业进一步加强实践教育改革的方案和采取的措施。本文就以上三个方面问题进行讨论，敬请批评指正。

2 实践教育在自动化学科专业人才培养中的地位

    自动化学科专业是一门综合型很强的学科专业。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗卫生、金融、服务、政府管理部门乃至家庭等各方面，自动化发挥着越来越大的作用。自动化学科专业需要有很强的自然科学基础，同时自动化学科专业本质上是技术科学，具有很强的工程背景，因此，高等学校的自动化学科专业的教育属于高等工程教育范畴。

2.1从专业特征看实践教育的重要性[1] [2] [3]
    自动化学科专业的主要特征是它的实践性、时代性、系统性和交叉性。实践性是自动化学科专业的首要特征，自动化学科的重要发展里程总是和社会的重大需求紧密联系在一起。自动化学科总是把最先进的技术作为自动化技术的主要内容，并作为人类改造客观世界的重要知识和技术手段。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。自动化学科作为“系统”学科，离不开数学、物理基础科学，离不开计算机科学、通信技术、网络技术、电气技术及自动化对象的相关学科领域知识，自动化学科专业需要与更多学科交叉、融合。

    自动化学科专业的快速发展和它具有的主要特征，决定了自动化专业教育的特点。教学内容更新快，涉及的知识领域广、专业面宽，基础知识厚而扎实这是自动化学科专业教育的首要特点；其次自动化专业教育强调系统的方法论和系统的集成，从系统分析――系统设计――系统调试――系统运行――系统维护，在“系统”下包含多学科渗透、融合和集成；自动化学科专业教育的第三个特点是培养的学生必须有很强的实践能力，自动化专业必须要不断用新技术新设备改进实践教学环境，使学生了解、掌握最先进的技术手段和方法。

    自动化学科专业是工程技术专业，工程的本质是综合，是创造，是实践。正是由于自动化学科专业的本质特征决定了自动化学科专业极其强调实践教育。实践教学是理论教学的继续，是未来理论创新的源泉，实践教学是培养学生实践能力和创新精神的重要途径。

2.2从专业的培养目标与教学任务看实践教育的重要性[1] [2] [4]
    自动化专业要培养适应我国现代化建设需要的，德、智、体、美全面发展，素质、能力、知识协调统一的，具有“宽厚、复合、开放、创新”特征的自动化工程科学技术人才。自动化专业的本科生要能运用所掌握的理论知识和技能，从事国民经济、国防和科研各部门的运动控制、过程控制、机器人智能控制、电力电子、现代集成制造系统、信息处理、模式识别与智能系统、人工智能及神经网络、系统工程理论与实践、新型传感器、电子与自动检测系统、复杂网络与计算机应用系统等领域的科学研究、技术开发及管理工作。自动化工程科学技术人才既要有扎实的理论基础，又要有独立分析、解决工程实际问题的能力。因此，在自动化专业人才培养过程中必须把工程训练放在和科学教育同等重要的位置。工程科学技术人才仅仅通过课堂理论教学是培养不出来得，必须将教学与科研、社会实践（主要是生产实践）结合起来。围绕这个总体培养目标，自动化专业的教学任务主要有下列几个方面：
    1）系统地传授自动化学科文化知识  自动化专业教学的首要任务是向学生传授专业所必要的基础理论知识、专业基础知识和专业知识。自动化专业人才的培养要体现知识、能力、素质协调发展的原则，知识的培养必须通过知识的传授来实现。要设计适当的知识体系使自动化专业的学生具有扎实的基础理论，宽广的技术基础和专业知识。
    2）培养学生的综合能力，使学生掌握科学的方法论 在系统地传授自动化学科文化知识的同时，培养学生的综合能力是自动化专业的重要教学任务。随着自动化学科技术的发展，自动化领域知识在不断扩展和丰富，而学生在校时间总是有限的，所以，在学校里给学生的不仅仅是干粮更重要的是猎枪。要培养学生的综合能力，主要体现为自学和知识获取能力、文字和语言表达能力、组织管理能力、科学研究和科技开发中的创新能力、工作适应能力。同时要使学生掌握科学的方法论。
    3）帮助学生树立科学的世界观，不断提高学生的思想道德素养 在系统地传授自动化学科文化知识和培养综合能力的过程中，帮助学生树立科学的世界观，不断提高学生的思想道德素养也是自动化专业的一项重要教学任务。提高学生的思想道德素养就是要提高学生的政治素质、思想素质、道德素质、法制意识、诚信意识和团队意识。政治素质主要解决立场、观点、信仰问题。要求学生掌握社会发展及其规律的基础知识，坚持四项基本原则，热爱祖国,热爱社会主义。思想素质解决思想认识和思想方法问题。要求学生初步掌握辩证唯物主义，善于从相互联系、发展和对立统一中去观察、分析和解决问题，树立积极向上的世界观、人生观和价值观。道德素质主要解决品德行为问题。要求学生要有社会主义的道德品质和文明的行为习惯。具有敬业精神和职业道德。法制意识要求学生做合法的社会公民。具有很强的法制意识和观念。以法律为准绳，按法律办事。诚信意识要求学生诚信做人、做事、做学问。团队意识要求学生具有协调配合的团队精神。

    无论从知识的掌握以及能力、素质的培养都离不开实践教育。今天的实践教育决不能理解为仅仅是理论课中的实验或教学计划中安排的孤立的实践环节，而要使之成为完整的教育体系中的有机组成部分，是培养德、智、体、美全面发展，素质、能力、知识协调统一的，具有“宽厚、复合、开放、创新”特征的自动化工程科学技术人才的重要途径和手段。

    从自动化专业人才培养的角度看，实践教育对研究型大学培养创新拔尖人才尤为重要。我们的毕业生虽然有基础扎实、后劲足等优点，但在创新意识和创新能力方面还存在明显不足。强化实践教育是培养创新能力和提高全面素质的重要途径。要加强教学实践、社会实践、科学研究实践、生产实践，让自动化专业的学生“回归工程”加强与工程实际结合、与产业结合、与科研结合。

3  清华大学自动化专业实践教育体系

    正如顾秉林校长指出的：“实践教育”，尽管从字面上看不是一个新概念，但随着时代的发展，它有着许多值得我们深入探讨的新内涵。实践教育，是指围绕教育教学活动目的而开展的、学生亲身体验的实践活动。它既包括为认识、探索自然规律、掌握技术知识而开展的科学实验、生产实习等必要的验证性实验，也包括为解决实际的生产和社会问题，提高创新能力而开展的研究性、探索性、设计性、综合性实践，还包括以了解社会和国情、提高全面素质为宗旨的社会实践[5]。图1显示的是第21次教育研讨会以来不断完善的自动化专业实践教育体系结构框架。

    从图1可以看出，自动化专业实践教育大体可以分为四类：人文社科实践、自然科学基础实践、工程技术基础实践和专业综合实践。

    人文社科实践贯穿于学生从入学到毕业的全过程中。其中入学教育、军事理论与军事训练、社会实践、政治理论课中要求的社会调查和小论文、公益劳动、毕业教育6个环节是多年来形成并一直坚持对培养学生道德素养和综合素质行之有效的教学环节。而信息科学技术概论课是自2001年以来开设的为学生宏观认识专业发展现状和前景并主要由信息学院内的两院院士以及著名的专家学者和系主任们开设的前沿性课程。新生研讨课则是自2003年以来新增的由知名教授面对大一新同学按小班开设的以自动化学科中一些前沿课题为中心的研究讨论课程。李衍达院士在新生研讨课中告诉学生：“还有很多问题没解决，需要大家去想。我坦白和学生说，你再问深了，我也答不上来。确实有很多未知的问题。过去我们总告诉学生这些问题都是已解决的，这可能不是正确的方式。” 通过学习，新生们由衷敬佩教授们的崇高风范和人格魅力，使他们能够尽快融入到研究型教学人才培养模式的氛围中来，初步培养了探索、研究和批判精神。人文讲座则分两个方面，一方面加强了自动化学科面对全校范围的人文讲座如：如何写英文论文、生命与信息科普讲座等，另一方面鼓励学生积极参加其它院系开出的人文选修课程或讲座，加强人文素养的培养。

    自然科学基础实践主要在低年级进行，除了单独设有物理实验课外，加强了数学、物理的习题课，并开展因材施教，引导学生进行专题研究和科技论文的写作。

    工程技术基础训练分为两部分：一部分是融合在工程技术基础课程内的实验，如电路原理实验、电子技术实验、自动控制理论实验、电力拖动与运动控制实验、过程控制实验、检测技术实验、信号与系统实验、计算机原理实验等；另一部分是在夏季小学期单独开设的实论教学内容的验证上，设计型、研究型、综合性的实践教学环节在数量上不足，在质量上需要进一步提高；往往重视的是实验结果而忽视了实验的过程；在实践过程中不够注重调动学生的主动性和积极性，不够注重培养学生的创新意识和实践能力。这就要求我们通过研讨提高对实践教育的认识。

    （2）在实践教育的管理上存在“弱化”和“软化”，已经安排好的实践环节有时被学校的临时活动所代替，对此，要引起高度重视。

    （3）教学实验设施建设跟不上，经费投入不足，设备更新慢，特别先进控制装置套数不足，严重影响高水平的实践环节开出。要积极争取“985”二期投入，加快实验室建设。

    （4）校外实习难度加大、成本高；学生分散性大，管理工作量加大；评分标准不易掌握。校外实践基地不足，要更新充实。

    （5）实践教学师资处于青黄不接阶段，高水平的实验师资队伍尚未建立，管理体制和实践教育的评价体系需要完善。

    针对以上问题提出如下进一步加强实践教育的改革方案：
    （1）把实践教育放到与理论教育并重的地位，进一步完善自动化专业的实践教育体系,把实践教育渗透到人才培养的整个过程，使之成为完整教育体系中的有机组成部分。

    在理论课中如何渗透实践教学的成分，如何推进研究型学习，这方面我系不少教授已经作了很多有意义的工作。例如：在理论课中，对当前实际工程中存在的挑战性问题以及各种探索思路进行了客观的概括，对科研组或教授本人的最新研究成果进行透彻的阐述，使学生领略创新的过程，树立创新的意识，体会到理论问题提出背后的实际工程背景，激发了学生研究的热情，并引导学生直接进入学科前沿。在理论课中增加案例分析和课程项目研究，让学生自己去找文献资料，引导学生自己研究、讨论问题，写出书面报告，给学生以解决实际的问题机会。并要求学生口头报告，提高表达和学术交流的能力。使学生成为教学的主体，培养了学生综合实践能力。通过22次教育工作讨论会的研讨，我系要大力加强这方面的工作，推广好的经验。

    在有条件的一些专业课中试点增加一些工程设计点的内容，要求学生完成规定的工程设计点并通过相应的考核才能取得学分。

    （2）从自动化专业人才培养的实际需要出发，进一步优化实验课程体系，除更新和精选原耦合在理论课中的实验外，要增加研究型、设计型和综合性的实验。除了目前单独开出的“控制类系列实验”（包括：控制理论、运动控制、过程控制）、“检测技术系列实验”、“机器人控制类系列实验”外，我系将单独开出“计算机控制类系列实验”、“计算机网络类系列实验”（包括底层网和上层网）以及“嵌入式系统硬软件设计类系列实验”，届时将进一步丰富实验课资源。将增加实验课的选修比例和选修学分，让学生更自由地选择感兴趣的课题，激发学生的主动性和创造性。

    （3）进一步丰富第二课堂，除继续加强行之有效的“SRT”、“挑战杯科技活动”、“电子设计大赛”和各类“机器人大赛”外，我系将主办“控制类设计大赛”，普遍提高自动化专业学生的实践能力和创新意识。

    （4）在原有的实验室的基础上建立一个高水平的“自动化学科人才综合培养基地”和一个高水平的“控制科学与工程学科研究生实验研究平台”。这是自动化学科人才培养的需要，是自动化学科教学改革、课程建设的需要，是全校学科交叉发展的需要，更是自动化学科加强实践教育的需要。

    （5）进一步建立校外实践基地，包括生产实习基地和社会实践基地。自动化专业人才形成过程，“是一个从理论走向实践、从校内走向校外、从专业走向工程应用的过程”，自动化专业人才的培养离不开工程实践环境[5]。除了在国有大中企业建立实践基地外，我系将有选择地在民营、合资、独资的研究机构和企业建立相对稳定的实践基地，同时也要在军工口院所或企业建立实践基地。全系将建好5－6个以接纳本科生为主的校外实践基地。

    （6）加强实践教学师资队伍建设，学校为了加强实验室建设，加强实践教学，提高实践教学师资队伍的整体水平，特设置了实验重点岗位。目前，我系有2个实验重点岗位，有一名博士后和长期从事实验室工作经验很丰富的副教授应聘了这两个岗位。但这是很不够的，我系将要适当增加重点岗位的设置。我系要积极引进和吸引原有的教师充实到实验室教师队伍中来，以改变实验室队伍目前青黄不接的局面，提高实验室队伍的技术水平和整体素质。

    （7）加强实践教育的管理。一方面，要增加实践环节的类型，丰富各类实践活动的内容，增加实践教学计划安排上的柔性，使学生有充分选择余地，激发学生的积极性和创造性。另一方面，在管理上要“强化”和“硬化”，要有明确的要求。自动化系的本科生在毕业前必须达到规定的所有必修的实践环节的要求，并取得相应的学分；必须完成规定的选修实验系列的学分要求；自动化系的学生在毕业前应该参与至少一项课外科技活动（包括参与“SRT”活动或参与教师的科研课题）或科技竞赛；自动化系学生的专业实践（生产实习）必须完成两个书面文件，一个是技术（业务）总结报告，一个是思想总结，实习队长要认真听取每个学生的总结交流发言，以此作为重要的评分参考依据。
通过本次实践教育的研讨，我系将进一步探索在理论课中渗透实践学习的成分，推进研究性教育；进一步坚持高效的“金工实习”，坚持走向社会与企业相结合的“生产实习”，坚持真刀真枪的“综合论文训练”(毕业设计)；努力建立一个高水平的“自动化学科人才综合培养基地”和一个高水平的“控制科学与工程学科研究生实验研究平台”，努力建立好4－5个校外“实践基地”。使我系的实践教育和人才培养提高到新的水平。

[参考文献]

[1]高等学校自动化专业教学指导分委员会《自动化学科专业发展战略研究》课题组编写（申功璋执笔），自动化学科专业发展战略研究报告，北京，2004.11
[2]高等学校自动化专业教学指导分委员会《自动化专业规范制定小组》编写（田作华执笔），普通高等学校自动化专业规范，上海，2004.11
[3]王雄，曹玉金，周杰. 强化基础、拓宽专业、优化自动化专业的课程设置，南京：电气电子教学学报，2003，23（6）
[4]万百五主编.自动化（专业）概论，武汉：武汉理工大学出版社，2002.6
[5]顾秉林.加强实践教育，培养创新人才，在清华大学第22次教育工作讨论会开幕式上的讲话，2004.11
[6]张光斗，王冀成主编.中国高等工程教育，北京：清华大学出版社，1995.9