1 自动化专业培养目标和人才素质要求.docx
《1 自动化专业培养目标和人才素质要求.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1 自动化专业培养目标和人才素质要求.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
1自动化专业培养目标和人才素质要求
1专业培养目标和人才素质要求
1.1自动化和自动化类专业
所谓自动化（Automation），是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。
广义地讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。
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、服务以及家庭等各方面。
采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创造新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
因此，自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。
与自动化密切相关的一个术语是自动控制（AutomaticControl），两者既有联系，但也有一定的区别。
自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理论和技术。
一般地说，自动化主要研究的是人造系统的控制问题，自动控制则除了上述研究外，还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。
例如生物控制、经济控制、社会控制及人口控制等，显然这些都不能归入自动化的研究领域。
不过人们提到自动控制，通常是指工程系统的控制，在这个意义上自动化和自动控制是相近的。
目前，在我国的高等院校中，有的设置的是自动化系，有的设置的是自动控制系，它们都是同样属性的系别。
为了强调信息（Informatron）在自动化或自动控制中的重要作用，有的高等院校将该类专业系名取为信息与控制工程系。
在系统总结自动控制中反馈等思想的基础上，1948年N.维纳（Wiener）提出了控制论（Cybernelics），将控制论定义为“研究动物和机器中控制和通信的科学”。
但随着电子计算机技术的高速发展和应用，控制论已经成为研究各类系统中共同的控制规律的科学。
由于自动化或自动控制具有明显的工程特点，一般又将本学科称为控制科学与工程（ControlScienceandTechnology），以此作为本类专业较有包容性的统称。
控制科学与工程的核心问题是信息，包括信息提取、信息传播、信息处理、信息存储和信息利用等。
控制科学与工程和一般的信息学科不同，控制科学与工程是在理论上用较抽象的方式来研究一切控制系统的信息传输和信息处理的特点和规律，研究不同的控制规律达到不同的控制目的。
一般的信息学科研究信息的测度（Measure），并在此基础上研究实际系统中信息的有效传输和有效处理等问题（如编码、译码、信道容量及传输速率等）。
控制和通信存在不可分割的关系，人控制机器，或者计算机控制机器，都是一种双向的信息流的过程。
作为我国一级学科的控制科学与工程，下设有控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、系统工程、模式识别与智能系统和飞行器导航、制导与控制等二级学科（专业），见图1．1。
和不同的学科相结合，它形成了许多相互联系又相互区别的研究领域，例如飞机控制、导弹控制、卫星控制、船舶控制、车辆控制、交通自动化、通信系统自动化、化工自动化、冶金自动化、电力系统自动化、机械制造自动化、农业自动化、图书馆自动化、办公自动化和家庭自动化等等，如图1．2所示。
简而言之，自动化类专业是一个口径宽、适应面广的专业，具有明显的跨学科特点。
对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化、对迅速提升我国综合国力具有重要和积极的作用。
1．2我国高等院校自动化类专业的培养目标
高等院校指大学、专门学院和高等专科学校，所开展的教育活动称为高等教育。
高等教育是在全面的普通文化知识教育基础上给学生以高级的专门教育。
高等院校里任何一个专业的培养目标，就是这个专门教育活动的基本出发点和归宿，也是高等院校所培养人才在毕业时预期的素质特征。
如果把高等院校比喻为“工厂”，那么学生就是加工、生产出来的“产品”。
不同的专业培养目标，就是对“产品”功能、性能的不同要求。
受教育者（大学生）在学习过程中要按照这个目标接受教育、进行学习，在思想、知识、技能、能力、体魄等各方面严格要求自己。
工作单位也是根据这个目标评价和选择每一个毕业生；学生自己则要按照这个目标进行自我评价，选择适合自己发展的工作岗位。
我国高等院校自动化类专业的培养目标是：
培养适合社会主义现
代化建设需要，德智体全面发展，在控制理论、控制系统、生产过程自动化、人工智能与机器人控制等领域具有宽广理论基础和相关专门知识，具有创新和开拓精神的高级工程技术人才。
毕业生能在国民经济及国防各部门和行业从事信息及控制系统的研究、设计、集成、开发、制造和应用等工作。
大学生在校期间所接受的教育还是基本理论、基本技能和基本素
质的训练。
若要想成为一名适合社会需要的人才，还需要经过一定的
实践锻炼。
这就表明，学生在校学习期间，还需要发挥自己的主观能动性。
除了学好本专业规定的必修课和限定选修课外，要重视教学实践环节，还应该学习一些其他科学知识，以适应未来社会对专门人才不断变化的更高要求。
如果想成为成功的科技专家、科学家，还需要有意识地培养自己分析问题、解决问题的能力，不断提高自己的科学思维素质，形成积极向上的人生观。
热爱生活、关心集体、尊敬师长、关爱家人和朋友也是现代大学生应该具备的优良品质。
我国许多高等院校还培养自动化类专业硕士研究生、博士研究生，部分科研条件较好、师资力量较强的高等院校还设有控制科学与工程学科博士后流动站、国家重点实验室。
这对于那些想尽快成长的优秀
大学生，提供了进一步学习和提高的机会。
显而易见，只有那些达到本专业培养目标的优秀大学生，才有资格进入硕士研究生、博士研究生阶段的学习。
1.3一些术语
作为刚踏人大学校门的学生，会遇到越来越多的新名词、新概念。
为了便于他们更好、更快地了解本学科，也为了他们更深入地理解本专业的培养目标，以下本节简要地介绍一些重要的术语。
（1）科学
科学（Science）是指对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演
绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并对各种定量规律予以验证和公式化的知识体系。
科学的任务是揭示事物发展的客观规律，探求真理，作为人们改造世界的指南。
按传统观点，科学分为自然科学和社会科学两大类。
自然科学又可分为基础科学（BasicScience）和技术科学（TechnologicalScience）两类。
基础科学包括数学、物理、化学、天文学、生物学等，技术科学包括电子学、电工学、固体力学、流体力学、机械学等。
在科学属性上，本学科属于技术科学。
专门从事科学研究的专家称为科学家（Scientist）。
（2）技术
技术（Technology）是指人类根据生产实践经验和自然科学原理改
变或控制其环境的手段和活动，是人类活动的一个专门领域。
技术的
任务是利用和改造自然，以其生产的产品为人类服务。
其中，工程技术有机械、电气、能源、动力、化工、土木、计算机等；农业技术有种植、畜牧、造林、园艺等；医疗技术有中医、西医、临床等。
在技术属性上，本学科属于工程技术。
专门从事技术工作的专家称为技术家（Technologist），如工程师、农艺师、医师等。
（3）工程
工程（Engineering）是指应用科学知识使自然资源最好地为人类
服务的专门技术。
但工程不等同于技术，它还受到政治、经济、法律、美学等非技术内容的影响。
技术存在于工程之中。
工程有时也指具体的科研或建设项目（如三峡工程、都江堰工程等）。
专门从事工程活动的专家称为工程师（Engineer），当然是一种技术家。
工程师（包括其他技术家）和科学家的职责不同。
科学家的任务是
如何认识，因而他可以选择自己感兴趣的研究课题；工程师的任务是如何实现，所以他必须解决面临的实际问题。
工程问题受到多方面因素的制约，工程师必须在多种可能方案中作出选择，谋求最可靠、最经济的解决方法。
许多工程问题有深远的社会影响。
（4）系统
系统（System）是指由相互关联、相互制约、相互影响的一些部分
组成的具有某种功能的有机整体。
如果构成系统的组成部分本身也是
系统，则称为原系统的子系统。
原系统也可以是更大系统的子系统。
对于一个具体的系统，系统以外的部分称为系统环境，系统与系统环境的分界称为系统边界。
系统环境对系统的作用称为系统输入，系统对系统环境的作用称为系统输出。
系统是本学科乃至整个现代科学技术一个非常重要的概念。
随着科学技术的发展，出现了越来越多的大型，复杂的系统，推动、产生了一门新的工程技术学科——系统工程（SystemsEngineering）。
正如以上提到的，在学科分类上，系统工程是控制科学与工程一级学科下的二级学科。
（5）信息
信息（1nformation）是指符号、信号或消息所包含的内容，用来消
除对客观事物认识的不确定性。
信息普遍存在于自然界、人类社会敢
人的思维之中。
早在1948年，信息论的创始人C香农（Shannon）把信
息定义为信源的不定度。
即对信宿（接受信息的系统）而言，未收到消
息前不知道信源（产生信息的系统）发出的是什么信息，只有收到消启
后才能消除信源的不定度。
这里，消息是信息的载体。
1950年，控制论的创始人N．维纳认为，信息是人们在与客观世界相互作用过程中与客观世界进行交换的内容的名称。
这里交换的还是消息或信号。
（6）控制
控制（Control）是指为了改善系统的性能或达到特定的目的，通过
信息的采集和加工而施加到系统的作用。
可以把所有的系统分为不可
控系统和可控系统两类，前者是指无法进行人工控制、干预的系统，后者是指可以进行人工控制、干预的系统。
可控系统由控制部分和被控
对象组成，两者往往形成双向的信息流联系。
控制部分一般由传感器
（Sensor）、控制器（Controller）和执行器（Actuator）组成。
传感器用来
采集信息，并把它变换到合适的形式，传送到控制器。
控制器用来加工信息、产生控制信号，这是控制系统的核心。
执行器则将控制器产生的控制信号进行放大和变换，以此产生控制作用，最终施加到被控对象上。
通常把进入可控系统的信息加工成控制信息的规则，称为控制算法（Algorithm）。
设计和实现控制算法是控制理论中最重要的研究课题。
在可控系统中实现控制算法的部件称为控制器，设计和研制各种控制器则是控制工程最重要的任务。
（7）反馈
反馈（Feedback）是指将系统的实际输出和期望输出进行比较，形
成误差，从而为确定下一步的控制行为提供依据。
实际上，反馈是一切自然系统、生物系统、社会系统的普遍属性，反馈的过程是信息传递的过程。
反馈控制是一种最基本的控制方式。
如果反馈信息（系统实际输出）是使系统输出的误差逐渐减少，则称为负反馈；反之，称为正反馈。
反馈控制又称为闭环控制，与此完全不同的控制方式是开环控制，或称程序控制，它按事先规定的顺序或逻辑控制系统。
这两种控制方式在实际中都有广泛的应用。
（8）调节
调节（ReguLation）是指通过系统的反馈信息自动校正系统的误
差，使诸如温度、速度、压力或位置等参量保持恒定或在给定范围之内的过程。
调节须以反馈为基础，而控制则包括以反馈为基础的闭环控制和无反馈的开环控制。
早期，经典控制理论称为自动调节原理。
（9）管理
管理（Management）是指为了标而对社会或其组成部分施加的
充分利用各种资源来达到一定的目—种控制。
管理是一专门的学问，但借助计算机、计算机网络、数据库以及控制中的原理和方法实现管理自动化、办公自动化是自动化学科近年研究、开发的领域之一。
（10）决策
决策（DecisionMaking）是指为最优地达到目标，对若干准备行动
的方案进行选择。
如何科学地进行决策是各项工作顺利开展的重要保
证。
这也是本学科近年研究和发展的新领域之一。
1.4当前自动化类专业对所培养人才的素质要求
随着科学技术的飞速发展，人类已经进入了崭新的2l世纪。
在新的世纪里，经济全球化、全球信息化正在极大地改变人们的生产、生活方式。
人类在新材料、新工艺、新能源、生命科学、信息科学、系统科学、航天飞行等高科技领域的新成就，也将给人类生活带来深远的影响。
在这个信息化的时代里，不断进步的计算机技术延伸和扩展了人类大脑的功能，而互联网缩小了人与人之间的距离，使人们的信息交换、交流变得无比的简单、快捷。
可以想像，人们进行产品开发、系统设计和所有科研活动在工具、方式、形式和内容等都将和以前大不相同。
国家和社会对专业人才的素质将会提出更高更新的要求。
因此，我国教育部门提出了面向2l世纪素质教育这一宏大的课题。
什么是人的素质呢?
按照教育学的观点，是指“人在先天生理基础上受后天环境、教育影响，通过个体自身的认识和社会实践，养成的比较稳定的身心发展的基本品质”。
普遍认为21世纪的工程师至少要做好回答以下问题的准备：
（1）会不会去做是否在科学技术上掌握了必需的知识和技能能解决工程中遇到的难题。
（2）可不可以做是否掌握了足够的法律知识和良好的道德观，
能在政策法规和社会公德允许的条件下开展工作。
（3）值不值得做是否具备了科学的判断和决策能力，能在人
物和时空约束下经济合理地完成任务。
（4）应不应该做是否拥有了优良的前瞻和预测未来的能力，能
自觉地考虑生态可行性和工程持续性等。
以此为出发点，有志成为自动化领域专门人才的青年学生索今天应该追求的个人素质和品质。
简单地讲，它们应该包括：
（1）认知和技能方面
①掌握数理等基础理论的原理和方法；
②了解机械、力学、电器、化工等相关学科的一般原理和方法；
③掌握计算机、通信、电子等关联学科的基本原理、方法以及相应的实验仪器和设备的使用技能；
④掌握控制系统分析和综合（设计）等专业知识和方法；
⑤掌握系统仿真、科学计算、软硬件开发等科学实验方法和技术；
⑥具有哲学、方法论、经济学、历史、法律、伦理、社会学、文学、艺术等人文社会科学方面以及军事方面的基本知识；
⑦具有良好的资料收集、文献检索以及口头表达和书面写作等技
巧和能力，并形成很强的自主学习能力，培养终身学习的观念；
⑧具有辩证的、逻辑的、形象的和创造的科学思维方式和对事物
进行统计、分析、综合、归纳的技能，并形成较强的发现问题、分析问题和解决问题能力；
⑨具有一定的适应、协调、合作、组织和管理能力
（2）思想和情感方面
①政治品质热爱祖国、关心集体、尊敬师长、爱护同志和家人，
关心国家大事、时事政治，有较强的法治、法规观念；
①思想品质树立了积极向上的人生观、正确的价值观和辩证唯
物主义世界观，对我国自动化事业有情感、有信念、有责任心；
③道德品质有良好的品德修养和文明的行为准则，具有敬业精
神和职业道德。
（3）意识和意志方面
Q）实践意识坚持一切从实际出发，不迷信书本、不迷信权威。
①质量意识认认真真做好每一件事，在研制和开发的每一个环
节都坚持质量至上的思想。
③协作意识现代科学研究和现代工程已经很少是一个人可以
独立完成的了，所以要能与同事协同工作、协调配合。
不会和他人协作的工程师，一定不会是一个合格的人才。
④创新与竞争意识现代社会是充满挑战和竞争的社会，只有那些不断追求新意境、新见解、敢于竞争的人才能把握机遇、走向成功。
那些墨守成规、固步自封的人只会在抱怨声中错失良机。
⑤坚毅意志人生路漫漫，每个人在生活、学习和工作中都可能
遇到这样或那样的困难和挫折，要敢于面对困难、善于克服困难。
只有拥有坚强的意志和顽强的精神，才可能克服眼前的困难，实现预定的目标。
（4）其他方面
①学风上勤奋、严谨、求实、进取；
②作风上谦虚、谨慎，朴实、守信；
③具有健康的心理、务实的心态；
④具有健全的体质、良好的体能；
⑤拥有旺盛的精力、敏捷的思路
思考题
1.1试述自动化、自动控制及控制论三者间的区别和联系。
1.2根据你目前的理解，说明自动化专业是一个口径宽、适应面广的专业表现在哪些方面。
1.3你未来的工作志向和本专业的培养目标一致吗?
如果一致，你准备怎样实现培养目标?
如果不一致，你准备怎样进行调整?
1.4科学家和工程师有哪些本质区别?
科学家／工程师应该备什么样的基本素质?
你希望将来成为一名科学家还是技术家?
1.5你认为自己性格上有哪些弱点?
简述你在大学期间准备如何提高自己的个人素质。
升级会员 