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贵州大学自动化专业及控制理论与控制工程学科发展规划自动化专业及控制理论与控制工程学科”十二五”发展规划1 专业及学科现状1.1办学情况、 专业( 学位点) 建设情况自动化专业创立于1972年, 当时隶属于贵州工学院电机系。1972年招收首批大专学生( 工农兵学员) 。1977年开始招收四年制本科大学生( 1978年春季入学) 。1983年开始招收硕士研究生并经过湖南大学等重点高校授予硕士学位。1995年被国务院学位委员会批准为控制理论与控制工程工学硕士学位授予点。 控制理论与控制工程学科被定为省级重点学科。 自动化专业被定为省级示范性本科专业和校级特色专业, 获得控制工程工程硕士学位授予权。 被定为校级一类特色专业。 被推荐为国家级特色专业并已经过省内评审由教育厅报教育部备案审批。 历年来本专业共培养了1500多名学生。承担过从专科, 本科, 到研究生各个层次的学生培养任务。本专业毕业的硕士生有多人后来获得国内名校或国外博士学位。本专业学生获得过挑战杯科技制作大赛二等奖等全国性的科技和学习竞赛奖。学生获奖情况项目名称奖励名称奖励级别 时间大学生英语竞赛全国二等奖国家级 大学生英语竞赛全国二等奖国家级 大学生英语竞赛全国二等奖国家级 第九届挑战杯飞利浦全国大学生课外学术科技作品全国二等奖国家级 全国大学生数学模型大赛( 2人) 国家三等奖国家级 全国飞思卡尔智能小车大赛华南赛区优秀奖国家级 全国电子设计大赛( 3人) 省二等奖省级 全国大学生数学模型大赛 ( 3人) 省二等奖省级 全国大学生数学模型大赛 ( 2人) 省二等奖省级 移动机器人控制研究贵州大学 SRT计划项目优秀奖校级 12 1.2师资队伍建设现状( 年龄、 学历、 职称、 学源结构情况) 在师资方面, 自动化专业现有专职教师13名, 其中教授2名, 副教授2名; 博士学历人员2名, 在读博士2名, 具有硕士以上学位人员11人。40岁以下人员11人, 40-49岁人员2人。队伍年龄结构青年化, 但缺乏经验。部分人员惰性大、 缺乏进取精神。职称结构偏低, 领军性人物不足。本专业现任教研室主任、 学科带头人李泽滔教授为法国国家科研中心博士、 中国自动化学会理事、 贵州省自动化学会秘书长、 国家自然科学基金评审专家、 中国自动化学会技术过程的安全与故障诊断专业委员会委员。教研室副主任李捍东教授为西安交大硕士。吴钦木副教授为华中科技大学博士。费仙凤老师正在日本攻读博士学位, 杨靖老师正在江苏轻工大学攻读博士学位。教研室其余老师多为本校毕业研究生, 学源结构相对欠合理。1.3实验室建设现状具有运动控制与PLC实验室、 控制理论与单片机实验室、 过程控制实验室等专业实验室。共8个房间, 包括教师工作室、 研究生工作室和本科生实验室等。学校历年来累计向本专业投入的专业建设经费300多万元。生均实验仪器设备价值 1.5万元。相对稳定的校外实践教学基地有上海高校自控实习基地(上海应用技术学院)、 瓮福磷矿、 华诚楼宇、 重庆江北电器厂。1.4科研和教学改革情况本专业教师在科研方面, 曾经获得过PLC卷烟机改造、 用微机控制合成氨生产中氢氮比值、 力矩电机数字调速系统等省部级科技进步奖。近年来主持的省级以上项目有: 国家自然科学基金项目基于参数区间的非线性动态系统故障隔离与辨识方法研究、 贵州省自然科学基金项目FCS现场总线系统应用基础研究、 嵌入式视觉研究、 基于CAN_LIN混合组网技术在汽车车窗控制中的应用研究, 国家外专局项目自动化控制中的非线性故障隔离参数区间法技术开发, 贵州省工业攻关项目煤炭瓦斯检测装置, 贵州省国际合作重点项目, 以及横向项目车用永磁发电机研制、 温湿度控制器研制、 旋切机研制、 烟叶复烤控制器、 谐波和过电压监测装置研制、 数字变电站研究等。与贵州巨光有限公司合作的激光瓦斯检测系统项目获得国家创新基金支持。近5年公开发表学术论文100多篇( 含研究生发表论文) , 其中在International Journal of System Science、 Applied Mathematical Modelling等国际重要学术期刊或重要国际学术会议上发表论文十多篇, 被EI和SCI收录多篇。教师科研项目情况序号项目、 课题名称项目来源项 目起讫时间科研经费( 万元) 负责人( 姓名、 专业技术职务) 1基于参数区间的非线性动态系统故障隔离与辨识方法的研究国家自然科学基金 .1- .1227李泽滔2基于参数区间的非线性动态系统故障隔离与辨识方法的研究贵州省国际合作重点项目 .9- .96李泽滔2激光瓦斯监控系统国家创新基金、 贵州省工业攻关课题 .12- .1280李捍东4嵌入式计算机视觉研究贵州省科学技术基金 - 3李捍东6嵌入式机器人控制器贵阳市工业攻关课题 - 6李捍东7基于CAN总线的汽车控制基础研究贵州省科学技术基金 - 3罗雪梅8网络化多轴协调运动控制系统关键技术研究贵州省科学技术基金 - 3吴钦木9信息化示范企业贵州工业攻关课题 - 25何志琴10汽车能量回收装置贵阳市工业攻关课题 - 15吴钦木11智能永磁发电机贵州希望之星有限公司 - 10李泽滔12烟叶烤房温湿度控制器贵州黄金叶自动化烘烤有限公司 - 5张发斌17基于CAN_LIN混合组网技术在汽车车窗控制中的应用研究贵州省基金项目 - 4罗雪梅近年来开展了多项教改项目, 包括: 省级精品课程自动控制理论、 校级重点课程计算机控制技术、 校级特色专业、 校级一类特色专业、 省级示范性本科专业等。主要教学改革项目项目名称经费项目来源起动时间自动化( 贵州省高等学校示范性本科专业) 9万省级 自动控制原理省级精品课程15万省级 自动化( 校级特色专业, 校级一类特色专业) 5万校级 、 自动化( 国家级特色专业) 国家级贵州省推荐, 国家待批计算机控制技术校级重点课程2.5万校级 自动化专业实验教学内容体系改革0.8万校级 基于网络环境的智能控制导论课程建设与改革0.5万校级 移动机器人控制研究SRT项目05万校级 近年来出版教材多部: 主要出版教材情况教材名称作者出版社出版年入选规划或获奖情况电机及电力拖动基础吴浩烈等重庆大学出版社 十一五规划教材微电脑可编程序控制器实用原理及程序设计黄明琪等贵州科技出版社 省高等教育教学成果奖可编程序控制器黄明琪等重庆大学出版社 微机原理及接口技术李捍东等重庆大学出版社 工厂供电黄明琪等重庆大学 2 专业、 学位点建设规划在第十二个五年计划中, 将自动化专业建设成为立足地方、 面向全国的国家级特色专业。作为省级重点学科, 为将控制理论与控制工程学科建设成为博士点进行努力。尽管建立博士点的目标将会受到多种因素的制约, 但这样的奋斗目标在精神上是本学科和专业建设的强大动力, 因此希望得到学校领导的支持。自动化专业是与现代新科学、 新技术和新方法的发展紧密相关的, 并在中国现代化建设过程中发挥了重要作用的专业, 能够说, 没有自动化技术就没有新的技术革命, 站在经济建设和技术革命前沿的自动化技术有着十分远大的前程。位于中国西南地区的贵州省是中国资源十分丰富的地区之一。贵州省的五大支柱产业电力、 磷矿开采、 铝业、 烟草业、 煤矿开采, 及相关附属产品的生产对自动化技术具有广泛的需求, 自动化技术及其人才资源对贵州经济的发展具有十分重要的支撑作用。本着”立足地方、 面向全国、 国内一流”的建设宗旨, 自动化专业建设和控制理论与控制工程学科建设需要构建适合地方特色、 服务于地方经济又能够面向全国的人才培养方案和课程体系; 需要建立一支能够培养出服务于地方经济、 面向全国的一流学生, 能够为贵州经济建设提供自动化科技支撑服务, 能够在国内乃至国际自动化学术界某些领域取得领先地位的一流的教师队伍; 需要建设和完善适应于专业建设宗旨的学生实践性环境( 包括实验室建设、 实习基地建设和大学生课外科技活动等) ; 需要不断进行教学改革, 探索先进的教学理念、 教学方法和教学手段; 需要根据专业建设宗旨进行课程建设、 教材建设和网络教学资源建设。沿着这样的建设目标, 有领导的支持, 经过我们的努力, 一定能够将贵州大学自动化专业建设成为具有鲜明办学特色的国内一流强势专业。作为博士点建设目标的基础性工作, 还需要进行学科群的整合。在学院统筹安排下, 争取在近年将控制理论与控制工程硕士点与测控技术与仪器等硕士点整合建设成控制科学一级硕士点。3 师资队伍建设规划没有一流的师资队伍就没有一流的专业和一流的学科, 更不可能培养出一流的学生, 也不可能建设出一流的国家级特色专业。因此, 在”结构合理,梯队整齐,优质高效”原则的指导下, 以建设一流师资队伍为目标, 提高人才培养质量为目的, 使自动化专业的师资队伍构成不但能够满足教学工作的需要, 而且要经过培养, 使一批青年教师在科研方面走在全国同行的前列, 实现本专业教师队伍高素质、 教学高质量、 科研高水平的目标。立足于现有队伍, 采取引进、 培养现有教师并举的措施, 抓好师资队伍的梯队和团队建设, 建设一支专业理论功底扎实、 工程经验丰富、 专兼结合, 具有明确发展目标、 良好合作精神和梯队结构, 老中青搭配、 职称和知识结构合理的教学科研团队。根据建设特色专业的需要, 重视中青年教师的培养。制定出教师队伍建设的中长期计划, 抓住每一个教师培养机会, 鼓励教师外出接受培训和出国做访问学者, 有计划安排团队中青年教师参加国内外各种教学会议、 研讨班、 培训班和学术会议。力争在建设期内, 教师完成国内外进修5人次以上; 访问学者3人次以上; 参加国内国际学术会议10人次以上; 新增攻读博士学位老师2人以上。完善传统的传、 帮、 带机制, 经过建立教授指导帮助副教授, 副教授指导帮助讲师的机制, 加快教师队伍的建设步伐, 提高高级职称教师比例。经过科研培养教师, 加快教师成长。借助纵、 横向项目提高教师的工程和理论水平。争取到建设期末, 本专业教师队伍50以上的教师承担有省市级科研项目。加强与相关企业、 行业的联系与合作, 拓宽产学研的有效渠道。当前, 本专业经过政府的科技特派员计划已派出部分教师到企业服务, 经过这种方法能积累教师的工程经验, 提高解决工程实际问题的能力, 进而达到培养和锻炼师资队伍的目的。努力培养和造就一批在省内外有一定影响的学术带头人, 计划5年内使教授达到4名、 副教授6名、 博士6人。形成一个以教授、 博士为学科带头人的学术梯队。在师资队伍建设中, 需要引进一定数量的具有真才实学的博士。还将采取人才队伍整合的方式加强学科队伍。历年来在学科建设过程中, 在学科队伍的整合方面已做了一定的工作, 整合了学院外部分人才资源, 为学科加强了力量。最近, 计算机学院的龙飞教授也加入到了本学科硕士生导师队伍。需要强调的是, 针对本专业教师队伍高层次人才不足和编制也满员的现状, 一定要严格进人制度, 对硕士及以下水平人员必须采取只出不进的原则, 杜绝因关系进人。4 实验室建设和学生实践性环境建设规划实验室建设包括本科生实验教学实验室建设, 教师和研究生科研环境建设。本科生实验教学实验室建设属于本科生实践性环境建设的内容。作为省级重点学科, 同时作为博士点建设目标的硬件条件, 专业实验室应该为教师和研究生的科研活动提供强有力的支持条件。当前本专业的实验室条件离这样的要求还有相当差距。这主要体现在硬件条件、 实验室管理机制和社会定位等方面。在硬件方面, 现在已有部分设备, 但尚未形成系统性的开发环境。需要根据专业的主要研究方向和社会科技发展的步伐和社会需求, 进行开发环境的建设。比如: 各种嵌入式系统的开发环境( 包括ARM、 PIC、 DSP等) 、 运动控制系统的开发环境( 比如变频器等) 、 工业通信技术的开发环境( 包括各种现场总线、 无线通信、 电力载波技术等) 、 离散控制与智能电器开发环境( 比如可编程逻辑控制系统开发、 电磁兼容试验等) 、 过程控制开发环境( 比如IPC工控机、 智能仪表、 NI国家仪器软硬件、 集散系统、 组态软件等) 。根据学院领导的安排, 实验室建设的一个重要思路是在学院的框架内申报省级重点实验室。此项工作将作为近期重点工作来抓。学生的实践性环境包括实验室、 实习基地和大学生课外科技活动等。建设和完善适应于专业建设宗旨的学生实践性环境: 实践教学这一环节主要是为了培养学生联系实际和自主创新能力, 使学生从实践中取得经验。如果不培养学生联系实际解决问题的习惯和能力, 知识再多, 文章再多, 也没有价值, 出不了创造性成果, 也难于成为服务于地方经济的合格人才。因此, 必须打造先进的专业实验教学平台, 建设能充分利用贵州产业优势、 具有贵州产业特色的实践实习基地, 加强和完善学生实践性环境。具体目标为: 1) 建立完善的实践性教学体系。根据专业的建设目标, 结合实际应用中的要求和基础、 专业课程相关知识点, 制订”实践教学体系”纲目, 并编制科学合理的实践教学指导书; 2) 充分利用现有实验设备资源, 积极争取学校、 国家和企业投入完善和增加实验室装备, 力争生均实验设备价值逐步达到国内同类学校先进水平; 3) 加强和完善校内和校外实习基地的建设; 4) 学生课外科技活动在原有的基础上有新的提高。拟在原有的基础上采用以下措施实现建设目标: 1) 在实践性教学的建设过程中, 要加强实践教学与工程训练的整体观念, 构建由各个环节优化组合的实践教学体系, 将实践教学贯穿于人才培养和人格培养的全过程: 一年级进基础性实验室, 结合计算机基础和大学物理等课程的学习, 经过公共基础实验平台开展实验技能训练。参观科研实验室, 让学生感受科研, 了解前沿科技, 激发学生的求知欲。二年级进专业基础实验室, 在专业基础实验平台上开展专业基础技能训练, 参加实验技能竞赛, 提高学生的实验和实践技能。参观企业自动化生产, 培养学生的工程意识。三年级进学科专业实验室和研究性实验室, 在学科专业实验平台上开展专业技能训练, 提高实践能力。参加教师科研工作或进行自主创新性的实验, 参加各类科技竞赛, 培养学生的创新精神。四年级进入研究性实验室、 到校外实习基地进行生产实习和实践, 毕业设计选题与教师的科研项目和生产实际相结合, 提高工程实践能力。2) 完善先进的公共基础实验平台、 先进的学科专业实验平台。构建包括基础型实验、 综合设计型实验和研究创新型实验等三层次实验教学模式, 形成包括实习、 实验、 课程设计、 毕业设计、 课内外科技创新活动等主要教学环节, 贯穿于本科教育人才培养全过程的综合工程实践教育的新体系。积极开设独立授予学分的专业基础实验和专业实验课程, 本科实验室实行开放式管理, 从而有效地保证学生进行实验的自主性; 加大综合性、 设计性实验的难度和比例;3) 经过本专业实验室设备的优化组合、 学院公共课实验设备以及相近专业实验设备的组合利用, 提高实验设备的利用率; 4) 科学合理地利用学校的实验室建设经费、 ”省部共建经费”进行实验设备的扩充和升级改造; 力争与生产企业、 知名自动化设备厂商( 如西门子、 德州仪器公司等等) 合作, 利用外部资金建立校企联合实验室, 增加学生接触现代先进控制技术的机会; 更新和增加自动控制原理及单片机实验设备, 升级改造PLC及电力电子实验室( PLC实验设备向西门子方向改建) 、 计算机控制技术实验室、 过程控制与DCS实验室, 建设数字化电机调速系统实验室、 基于CAN总线和PROFIBUS总线的网络化控制实验室; 5) 有效利用现有的贵州大学省级电子工程实训中心; 结合并依托贵州知名企业合作共建产学研基地和校外实习实践基地。在充分利用现有的与贵州省瓮福磷矿、 华诚楼宇、 贵航集团等企业已经合作建立的校外实习实践基地的基础上, 争取再建立2-3个校外实习基地, 以满足不同类型实习的需要, 建立学生到校外实践教学基地开展实践教学的有效机制,提高学生的工程能力和就业竞争力; 6) 在培养方案中, 增加课外科技活动等环节, 并有学分( 2-4学分) 要求, 同时设立学生科技活动奖励办法, 以此培养学生的动手能力和创新能力。本专业学生在教师的指导下参加了各种级别的课外科技活动, 曾经获得过包括全国竞赛二等奖的多项好成绩, 在此期间指导教师积累了丰富的经验。今后依然需要加大力度, 积极组织大学生参加课外科技活动, 使本专业大学生课外科技活动达到新的水平; 7) 毕业设计题目要从教师科研项目、 工程实际中提炼获得; 5 课程建设规划构建适合地方特色、 服务于地方经济又能够面向全国的人才培养方案和课程体系。贵州经济的特点是以电力、 磷矿开采、 铝业、 烟草业、 煤矿开采为支柱产业, 同时具有011基地( 贵州航空集团) 、 061基地( 中国航天集团) 和083基地( 振华电子工业集团) 三大工业基地, 这些产业和基地构成了贵州经济发展的主动脉。要构建适合地方特色、 服务于地方经济的培养方案和课程体系, 需要利用科研项目合作的机会以及主动上门调查等方式与这些产业和企业的管理部门、 技术部门和人事部门保持接触和沟通, 切实了解她们对人才知识结构的需求, 听取她们对人才培养方案改革的建议, 对培养方案和课程体系进行改革和优化。在我们以前的工作中已经多次与贵州电网首席专家、 盘江煤电集团总工、 瓮福磷矿技术中心主任、 061基地技术中心主任、 贵航集团汽车零部件股份有限公司华阳电器公司工程部部长、 水城钢铁公司教育中心主任等进行讨论, 了解她们对学生知识结构的要求和课程体系的建议, 得到了很多有益的信息, 对我们建立课程体系改革的初步思路提供了建设性的帮助, 例如: 在与贵州电网进行科研项目数字化变电站研究、 谐波与过电压故障监测装置合作以及与贵州电网首席专家的交流过程中了解到现场总线技术、 嵌入式技术和故障诊断技术在电力系统正扮演着越来越重要的作用; 贵航集团汽车零部件股份有限公司华阳电器公司是全国第二大汽车开关零部件生产厂商, 在与该公司进行LIN总线技术研究的科研项目合作中了解到现场总线技术、 嵌入式技术和故障诊断技术在汽车产业中的重要性; 在为瓮福磷矿技术人员进行西门子DCS( PCS7) 培训和对水城钢铁公司技术人员进行西门子PLC及变频器技术培训的过程中, 经过与厂方上层及学员交流深深感受到西门子技术在规模化系统中扮演着越来越大的份额。基于以上情况, 经过教研室多次认真讨论, 制定了加强现场总线技术、 嵌入式技术教学内容, 增设故障诊断技术课程, PLC教学向西门子技术倾斜的课程体系改革方案。积极进行课程建设、 教材建设和网络教学资源建设: 课程建设和教材建设作为专业团队或教师个体的教学实践、 教改实践和学术研究成果转化为教学资源和教学优势的手段和载体, 具有非常重要的作用。专业建设将把课程建设和教材建设作为一项重要工作来抓。深入研究社会对自动化人才知识、 能力、 素质结构的要求, 以及行业、 学科发展的需要, 积极开发新课程。及时把学科最新发展成果以及教改研究成果引入教学, 不断增加课程教学内容的新颖性和信息量。在今后的建设工作中, 拟采取如下措施: 1) 特色课程建设在课程体系中, 为了突出特色专业的目的和实际应用中的需要, 开设行业选修课程, 同时将行业内容加入到主干课程的教学大纲中, 以拓展学生知识面, 增加就业范围。2) 重点及精品课程建设当前团队成员主持的课程建设项目有自动控制理论省级精品课程、 计算机控制技术校级重点课程。建设期内将力争建成2门省级精品课程和1门国家级精品课程。3) 网络资源库建设根据专业特点, 建设网络资源库; 全部主干课程登陆学校网上教学平台, 并经常更新, 共享教学内容与学习成果, 在教学中发挥积极的作用。4) 教材建设建立严格的教材选用规章制度,为本专业培养高水平人才提供保障。鼓励本专业教师编写教材, 力争在建设期末编写有全国性影响教材一本以上。近年来, 团队成员主编并出版了多部具有特色的教材或讲义。如电机及拖动基础、 可编程序控制器、 微机原理及接口技术等。5) 进一步加强多媒体课件建设; 6 科研发展规划积极搞好科研工作, 争取在建设期内承担多项省部级和国家级的科研项目。与企业合作开展具有影响的横向项目。当前, 本学科承担国家自然科学基金项目一项, 经过合作企业联合承担国家创新基金项目一项, 贵州省省级纵向项目多项。本学科在故障诊断理论研究方面具有一定优势, 得到了国家自然科学基金项目等支持。拟在该领域进行进一步的研究, 做出更大成果。在激光瓦斯监控方面, 本学科做了许多工作, 得到多项纵向项目的支持, 并与盘江煤电集团等企业具有良好的合作关系, 该技术的研究依然是本学科下一步的工作。在总线技术方面, 当前已经与贵航集团华阳汽车零部件厂进行合作, 开发汽车车身控制装置。在智能低压电器方面, 当前正在与航天部302所合作。在电机控制方面, 也与有关企业在进行合作。本学科拟经过这些项目加强与企业的合作, 并逐步将项目做大, 形成优势。具体目标为: 在研国家级科研项目3项左右; 在研省部级科研项目5项左右; 在研横向科研项目5项以上。在国家一级学报、 核心期刊发表论文2O篇, SCI、 El、 ISTP收录论文10篇, 在国外重要学术期刊发表高水平的论文2篇; 发表教改论文10篇, 其中核心期刊2篇。7 结束语在新的五年中, 竞争强烈, 任务艰巨, 同时由于社会环境的发展机遇也很多。只要我们很抓队伍建设, 抓住机遇, 努力工作, 明天会更美好。当前突出的问题是队伍问题, 一定要改变队伍”部分人员惰性大、 缺乏进取精神, 职称结构偏低, 领军性人物不足”的现状。队伍的问题不解决, 其它都无从谈起。此问题的解决靠教研室是不行的, 需要上级领导。