2021-4-9 | 矿业研究论文
本文作者：陶慧 郑征 乔美英 单位：河南理工大学电气学院 河南理工大学电气学院副院长
完善人才培养方案，优化课程体系，加强课程建设
结合河南理工大学的实际情况，在部分毕业生的反馈信息和用人单位的需求信息基础上，新的培养方案是以“突出特色、适应行业需求”为原则修订的。为使河南理工大学培养的自动化学生既能满足煤矿行业的需求，同时又能服务其他行业，在2011年的专业培养方案中进行了较大改革：分方向培养。[2]分方向培养是指前五个学期开展通识教育、公共基础和专业基础课程教育，从三年级的后半学期开始分成矿山自动化、电气传动自动化、过程自动化三个方向培养。学生可以选择其中的一个或两个方向，这样毕业生有了更大的选择空间。如果已完全确定就业方向，可集中精力专攻一个方向。如果不能确定就业方向，可选择两个方向，扩大就业范围。比如选择矿山自动化和过程自动化，学生就业既可以去矿业单位，也可以到相关工业过程自动化的企事业单位。因此毕业生既可服务于煤炭行业，也可辐射其他行业。
课程体系以数理课程为知识基础，以三电课程（电路、电子和电机）为专业支柱，以控制理论和信号与系统课程为桥梁，以专业方向课程群为应用基础，建立起本专业的核心知识构架，并在此基础上广泛开设反映自动化前沿技术的专业选修课程，尽可能地拓宽知识面，从而建立合理、科学的知识结构体系。由于首次采用分方向培养，专业方向课程群的建设是课程体系建设的重中之重。这三个方向相互联系又相互区别，课程的设置有所侧重。矿山自动化方向设置煤矿固定设备控制、数字化矿山技术、采煤概论和运动控制系统等课程。电气传动自动化设置有DSP原理及应用、运动控制系统、现代交流调速和电气设备的故障诊断技术等课程。过程自动化方向有信号检测、现场总线与工业网、过程控制工程等课程。课程群的建设在整体优化的高度上明确了各课程的分工，组成了一个完整的有机实体。河南理工大学有“自动控制系统”、“供电技术”两门国家级精品课程和多门省校级精品课程。精品课程的建设思路、过程与要求及其引发的人才培养模式变革为其他课程的建设注入了新的活力，提供了示范作用。[3]在精品课程的带动下，自动化专业主干课程“电力电子技术”、“自动控制原理”和“微型计算机控制技术”等都建设成为精品课程，提升了教师整体素质，更新了教育理念，从而促进教学研究和科学研究、提高教学管理水平。
具备矿山自动化专业知识的高水平师资队伍建设
按照“培养、提高、稳定、引进”的原则，科学合理地配置教师资源，建立健全师资培训制度，加大中青年学术带头人和骨干教师的培养力度。经过建设，目前本专业专职教师70人，其中专业课任课教师具有博士学位者达60％以上；具有国内外大学进修学习经历者达到50％以上；形成了“三电”、“供电系统自动化”、“自动控制原理与系统”教学团队等多个专业教学团队。其中“三电”基础课程教学团队为国家级教学团队。并聘请了10位煤矿企业和研究院所的具有较强工程和科研经验的高级技术人员担任兼职教师，指导学生的课程设计和其他工程实践。定期组织教师到大型煤矿进行调研，使教师及时了解和掌握煤矿现场的生产情况，让教师与生产现场实现零距离对接。鼓励教学任务不太繁重的教师到现场工作一年或半年时间，根据煤矿自动化的现场要求积极开展科学和技术研究，解决煤矿的实际问题。三年来已形成了教师定期下基层的制度，共组织教师下煤矿调研10余次，有5名教师在煤矿实习半年以上，有10余名教师长期在煤矿开展科学研究。目前自动化专业教师都非常熟悉矿山自动化的生产技术现状，具备深厚的矿山自动化专业知识。以工程型和创新型人才培养模式的改革作为自动化专业建设的客观背景，组织教师进行教育思想大讨论，更新教育思想和教学观念，引导自动化专业改革和教学实践。通过教研活动提升教师的业务能力和教学研究能力；加强对教学内容和方法手段的研究，形成人人参与教学研究的氛围。
改革实践教学，培养学生工程和创新能力
构建功能完善的实验教学平台，加大实验室建设投入，全面改善实验室条件，为实践教学提供有利条件。改革实践教学体系，增加综合设计性试验比例，增设综合性课程设计和创新实践环节，切实提高学生工程和实验能力。实验平台包括硬件实验平台和虚拟实验平台。将虚拟实验与实物实验有机结合起来，实践与理论并重，提高了实践效率。硬件实验平台。近5年来学校投入1000多万元对实验室进行了大规模扩建。目前，实验中心建设成为国家级实验教学示范中心。自动化专业的实验教学平台分三个层次（基础实验教学平台、检测与信号处理实验教学平台和自动化实验教学平台），可实现自动化系统的基本理论实验、系统设计、过程实施的全过程工程素质训练，具备培养具有创新意识和工程能力人才的必要条件。虚拟实验平台。目前专业课程基本都建立了虚拟实验平台。虚拟实验可辅助理论教学，帮助学生理解抽象的理论知识；将实验扩展到实验室之外，突出了以学生为中心的开放摸式，使每个学生都能动手分析和设计电路，并与理论结果进行对照，及时验证设计的正确性。在这样的实验环境中，学生快速加深了对理论知识的理解，提高了实验质量和效率，从而增加了学习兴趣，激发了创新意识。因此，虚拟实验平台为综合设计性、工程创新性实验提供了一条捷径，为学生的课外科技活动提供了一个良好的实验环境。
改革实验类型，降低验证性实验所占比例，增加大量优秀的综合设计性实验项目。由于综合设计性试验需要学生自己设计实验方案，可以培养其创新意识。学生在实验过程中会遇到一些障碍，有利于锻炼学生发现问题、思考问题和独立解决问题的能力。目前电路等基础课程的实验验证性占60%，综合设计性占40%。自动控制原理等专业基础课程的实验验证性占40%、综合设计性占60%，专业课程实验验证性占25%综合设计性占75%。加强课程设计环节。原来培养计划中对多门课程都开设有课程设计环节，但大多都是针对一门课程的，且不要求做出实物。新的培养计划增设了综合课程设计，[5]在有条件的情况下要求做出实物，并进行答辩。如原“自动控制原理”课程要求学生根据给定的系统传函下设计调节器以满足其性能指标，现在将其与“运动控制系统”课程结合起来，开设为期两周的综合课程设计内容，要求设计一个完整的双闭环直流调速系统。其内容不仅涉及到“自动控制原理”和“运动控制系统”课程知识，还包含电力拖动、电子技术、电力电子技术方面的知识，涉及的知识面广，能训练学生综合运用多门课程知识分析和解决问题的能力。增设选修创新模块，鼓励学生参加各类科技竞赛。培养计划在第七学期增加了供学生选修的创新模块，主要包括创新实验、科研训练、论文发表、科技发明和科技竞赛等。其中每个环节为两个学分，要求学生至少取得4个学分。积极培养引导学生参加电子设计竞赛、科研训练计划、“飞思卡尔”智能汽车大赛和“挑战杯”等全国赛事。近5年自动化学生共参与相关课题研究50多项；5人获电子设计大赛国家二等奖，42人获河南赛区一、二、三等奖；4人获“飞思卡尔”大赛全国总决赛二、三等奖，16人获西北赛区二、三等奖；13人获“挑战杯”课外作品竞赛一等奖。