自动化学科专业高等教育的历史回顾

自动化学科专业高等教育的历史回顾
3.1 中国自动化学科专业高等教育的发展历史自动化学科的发展历史最早可以追溯到19世纪末麦克斯韦(Maxwell)对出现在当时被广泛应用的瓦特调速器中的不稳定现象的研究,他在1868 年发表的《论调速器》的经典论文是采用数学方法对控制系统进行理论研究的起点,通常认为这是自动控制作为一门科学发展的开端. 随后,相继出现了劳斯(Routh)稳定判据和霍尔维茨(Horwitz)稳定判据,反馈放大器和PID控制,乃奎斯特(Nyquist)基于频率特性的闭环控制系统稳定判据,波特(Bode)的对数频率特性图,伊万思(Evans)的根轨迹法等,标志着作为自动化学科核心内容的控制科学正在形成.
3.1 中国自动化学科专业高等教育的发展历史
1935-1936年,麻省理工学院教授维纳维纳(N. Wiener)作为客座教授维纳任职清华大学电机系和数学系期间,在与清华大学电机系李郁荣李郁荣教授李郁荣对电网络的合作研究中提出了关于滤波器的结果,成为他1948年发表的《控制论》的基础之一.维纳后来在题为《我是一个数学家》的著作中说,"我宁愿选择我在清华大学担任客座教授的1935年作为创立控制论的起点". 1954 年 , 钱学森的著作《工程控制论》英文版 ( Tsien, H S . Engineering Cybernetics, McGraw-Hill, New York, 1954)在美国问世, 并于1958年由戴汝为何善堉戴汝为和何善堉钱学森,宋戴汝为何善堉译成中文出版.1980年,钱学森宋钱学森健的《工程控制论(修订版)》出版,钱学森在序言中进一步提出了 "把控制论提高到真正的一门基础科学"即理论控制论的观点,而工程控制论,生物控制论,经济控制论和社会控制论等则是由这门基础科学派生出来的技术科学.几十年来,中国学者和专家也在自动化科学与技术领域做出了自己的贡献,包括理论研究,技术研究和应用研究上的贡献.
3.1 中国自动化学科专业高等教育的发展历史
自动化学科专业高等教育始于20世纪40年代.美国,西欧和前苏联的一些大学中率先开设伺服机构和自动调节的课程. 20世纪40年代中期,张钟俊教授张钟俊教授在重庆九龙坡交张钟俊教授通大学讲授"伺服机构原理"课程;1948年,清华大学钟士模教授钟士模教授在清华大学讲授"瞬变分析" 钟士模教授课程;1948年后张钟俊张钟俊教授又在上海交通大学为张钟俊大学生和研究生讲授"伺服机构原理"课程,浙江大学等也在1951年以后开设此类课程.1952年哈尔滨工业大学在前苏联专家帮助下创办"工业企业电气化"专业.
3.1 中国自动化学科专业高等教育的发展历史
此后,一些高等院校的电机工程系相继设置"工业企业电气化"专业, 即现今自动化专业的前身.在这个专业的课程设置中,包括"自动调节原理"课程,即现今的"自动控制理论"课程. 当时,类似课程也在电类其它专业的教学计划中设置,如"发电厂与电力网"专业教学计划中设置"电力系统自动化"和"电力系统远动学"(即远距离测量和控制)课程.早期的代表性教科书有《自动调整理论基础》(前苏联阿伏龙诺夫著,徐俊荣等译,电力工业出版社,1957),《自动调整原理,第一～三分册》(前苏联B.B.索洛多夫尼柯夫主编,王众讬译,水利电力出版社,1957-1959),《随动系统》(陈辉堂编,人民教育出版社,1958),《自动调节理论基础》 (刘豹编,上海科技出版社,1963)等.
3.1 中国自动化学科专业高等教育的发展历史
1955年,基于国家对自动化人才的急需,由钱学森和郎世俊钱学森和郎世俊主持在清华大学举办全国自动化学习班,为我国培养出第一代自动化人才.1956年起,在清华大学,西安交通大学等一批重点高等院校相继建立自动控制专业,开始时按前苏联惯例称为"自动学与远动学"专业.哈尔滨工业大学除"工业企业电气化"外还建立了"自动学,远动学与量测仪表"专业,侧重于培养"仪器仪表制造"方面人才. 1958年,清华大学等一批重点高等院校
先后建立自动控制系或行业性自动控制系(如航空自动控制系)等.同时,中国科学技术大学在1958年率先成立自动化系.1970年以后, 根据自动化科学技术及其高等教育的发展需要,清华大学等一批重点高等院校将自动控制系转型为自动化系.
3.1 中国自动化学科专业高等教育的发展历史
80年代以来,为适应我国的国民经济建设和科学技术发展的需要,进一步拓宽专业口径,各高校的自动化系将原有多个自动化类专业(如自动控制,生产过程自动化,工业电气自动化,检测技术与自动化仪表)合并为"工业自动化"专业和"自动控制"专业.1998年,为适应国家经济建设对宽口径高等教育人才培养的需要,进一步合并为一个自动化专业. 在文化大革命结束的1976年以前,我国自动化学科研究生教育规模很小.20世纪50年代,曾举办过自动化专业的研究生班,并以公派形式派遣相当数量的学生和教师去前苏联学习或攻读研究生学位.1951- 1954期间,还选派一些高等学校教师去哈尔滨工业大学"工业企业电气化"专业进修或研读,其中一部分成为我国这一专业的第一批研究生.1978年以后,一些重点高等院校开始恢复研究生教育,自动化学科研究生专业首先在一批工科类重点大学招生和培养.1982年颁布《中华人民共和国学位法》.1984年全国试办33所研究生院.
3.2 中国自动化研究机构与学术活动
中国的自动化类研究机构的建立始于20世纪50年代. 1954年机械工业部所属的"天津电气传动设计研究所"成立. 1956年,国务院开始制订"中华人民共和国1956-1967年科学技术发展远景规划纲要",《纲要》明确规定自动化技术为国家优先发展的学科之一. 在中国科学院体制内,1957年成立自动化研究所,1962年在数学研究所成立控制理论研究室(由关肇直关肇直任主任,宋健任副主任),20世纪关肇直 60年代中期又成立沈阳自动化研究所,1979年进而成立以数学家和数学家和控制理论家关肇直为所长的中国科学院系统科学研究所.同一时期控制理论家关肇直内,国务院所属一些部委相继建立行业性自动化研究机构,如机械电子工业部所属北京机械工业自动化研究所,冶金工业部所属冶金自动化研究所,以及上海和重庆工业自动化仪表研究所等.这些研究机构的建立,对推进中国自动化学科的理论,技术和应用的研究,对推动中国的自动化事业的发展和普及,做出了重要的贡献.
3.2 中国自动化研究机构与学术活动
中国的自动化学科学术活动始于20世纪50年代前后.还在1947年左右上海举行的"中国电机工程师协会"(解放后改名"中国电机工程学会")年会上, 电机工程专家萨本栋做了有关伺服机构(Servomechanism)的大会报告,这电机工程专家萨本栋是我国最早在学术会议上介绍自动化系统理论的报告. 1956年,作为自动控制领域最具权威性的国际学术团体的国际自动控制联合会(International Federation of Automatic Control,简称IFAC)成立,中华人民共和国是IFAC的创始国之一. 1957年,中国《自动化》杂志创刊,1959年改为《自动化学报》.1957年, "中国自动化学会"成立筹委会;1960年,作为中国自动化与自动控制学科的科学家和工程师的学术团体,"中国自动化学会"成立. 1962年,国务院国家科学技术委员会设立自动化学科专业组,在工业部门开展自动化科学技术的试点工作. 1999年7月,首次在发展中国家由中国自动化学会承办了IFAC 第14届世界大会,中国学者在这次世界大会上发表的论文数量居世界第四位.这些学术机构和学术期刊的设立,以及由它们所举办各种类型和各种层次的学术会议和学术活动,对推动我国自动化学科的学术交流和高等教育发展发挥了重要的作用.
3.3 自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变历程
3.3.1本科,研究生自动化专业人才培养规格与培本科, 本科养模式的演变历程我国自动化学科专业高等教育已经历了半个世纪的历程.发展历程包含"工业自动化专业"与"自动控制专业"两条发展主线."文革"期间, 由于整个高等教育受到极大摧残和破坏,自动
化学科专业高等教育同样基本处于停滞状态."文革"前和"文革"后时期,我国自动化学科专业高等教育一直处于健康成长的状态并得到持续发展.我国自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变过程大体可分为"形成期","转型期" 和"改革期"三个时期.
3.3 自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变历程
1)形成期(1952年—1966年) )形成期( 年年 1952年我国设立"工业企业电气化"专业.这是因为,当时苏联正年我国设立" 年我国设立工业企业电气化"专业.这是因为, 在援助我国兴建156个大型工业企业,急需电气自动化方面的技术人个大型工业企业, 在援助我国兴建个大型工业企业同时,培养这类专业技术人才, 才;同时,培养这类专业技术人才,也很符合当时以及随后的我国工业建设的需要. 工业建设的需要. 20世纪年代,适应自动化技术应用和发展的需要,专业改名为世纪60年代世纪年代,适应自动化技术应用和发展的需要, 工业电气化及自动化" 自动控制"专业建于1956年,缘于我 "工业电气化及自动化"."自动控制"专业建于年国国防现代化及其对自动控制人才的急需.由于专业面向国防, 国国防现代化及其对自动控制人才的急需.由于专业面向国防,当时不少学校的"自动控制"专业属于保密专业. 时不少学校的"自动控制"专业属于保密专业. 全国有近40所高等工科院校设置有自动化类本科专业所高等工科院校设置有自动化类本科专业, 到1966 年,全国有近所高等工科院校设置有自动化类本科专业, 其中大部分是重点院校,也有一些隶属各部委的一般工科院校. 其中大部分是重点院校,也有一些隶属各部委的一般工科院校.
3.3 自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变历程
在自动化学科专业建立以来的相当一段时期内,不管是人才培养模式还是课程设置等主要学习和参考前苏联的相关模式和课程设置,专业方向明确但比较狭窄,并要求专业严格对口.招生和分配有严格的计划,学制多数高校为5年,个别高校为6年. 培养目标为工程师,毕业生绝大多数分配在专业对口单位从事技术工作. 从专业课程的体系看,以经典控制理论为理论基础,其教学内容主要有自动调节原理,自动学与远动学基础,电机及拖动,以电子管为基础的模拟电子学,生产机械电力装备,机床电力装备,电热电焊电力装备以及继电接触器控制系统,交流磁放大机等.不同行业和不同控制对象的专业,在专业课程设置上差别较大. 应当说,学习和参考苏联培养模式和专业设置,在当时我国工业基础十分薄弱和自动化专业人才极为匮乏的现实下,以及我国当时所面临的国际环境下,既是别无选择和十分必要的,也是与当时我国的经济与科技发展水平基本相适应的. 总体而言,这个时期在这种培养模式下,为我国的经济建设和国防建设培养了大批的自动化专业人才,对加快我国工业化和国防现代化的进程发挥了重要的作用和奠定了坚实的基础.
3.3 自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变历程
2) 转型期( 1978年—1995年) 转型期( 年年 1977年恢复高考招生以来,为适应国民经济建设和科学技术发展的需要,"工业电气化及自动化"专业改名为"工业电气自动化"专业,而"自动控制"专业名称则保持不变.这个时期是自动化学科专业高等教育得到较快发展的时期,仅1977年—1982年就有近50所高等院校设置自动化类本科专业. 随着1978年恢复研究生招生,自动化学科研究生专业首先在一批工科类重点大学恢复招生和培养.当时及以后相当长的一个时期内,自动化学科研究生专业的一级学科名称为"自动控制",其由自动控制理论及应用,工业自动化,自动化仪表及装置,系统工程,模式识别与智能控制等五个二级学科所组成. 1984年全国试办33所研究生院,自动化学科专业开始分别向"研究主导型","工程研究应用型","应用技术主导型"等不同类型发展.与此同时,自动化类本科专业也在不断整合. 1993年,国家教委颁布以"体系完整,比较科学合理,统一规范"为定位的"普通高等学校本科专业目录".这个专业目录中,工业自动化本科专业属于电工类0806的 "工业自动化"专业,专业代码为080604,并由当时的机械工业部归口管理成立高等学校工业自动化教学指导分委员会,负责"工业自动化"专业的教学指导工作.对应地,"自动控制"专业归
类到电子信息类0807,专业代码为080711,并由当时的电子工业部归口管理成立高等学校自动控制教学指导分委员会,负责"自动控制"专业的教学指导工作. 到1995年,全国共有近130所高校设置有自动化类本科专业.
3.3 自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变历程
改革开放以来,通过借鉴和参考西方发达国家的自动化专业的课程体系,对我国自动化类专业的课程体系和教学体系进行了较大改革. 在控制理论方面,将现代控制理论引入本科教学并开设了系统工程等课程; 在控制驱动装置方面,装备类的课程逐步被淘汰,引入电力电子变流技术课程,课程的内容随着电力电子器件的发展而不断得到更新; 在计算工具方面,普遍开设了高级语言程序设计及计算机原理课程,计算机类与信息类课程的比重逐步加大; 在先进控制技术方面,开设了计算机控制技术方面的课程. 各相关部委先后分别组织了几轮自动控制和工业电气自动化系列教材的建设, 初步形成了配套的教材体系. 自动化类专业人才培养模式随着专业名称的调整发生了较大的变化,到1993 年,对"工业自动化"与"自动控制"专业的"强弱电并重,软硬件兼顾, 控制理论和实际系统相结合,面向运动控制,过程控制和其他对象控制"的共同特点与培养目标进一步明确,"工业自动化"专业偏重强电,偏重应用与"自动控制"专业偏重弱电,偏重理论的专业特点与分工格局也基本确定. 从培养规格来看,这一期间,开始形成"研究主导型","工程研究应用型","应用技术主导型"等几种类型.同时,学生分配开始由严格的计划分配方式向以计划为主的分配方式转变.
3.3 自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变历程
3) 改革期( 1996年— ) 改革期( 年随着科学技术的飞速发展和我国社会主义市场经济体制的确立,国家开始推行大学毕业生分配制度的改革,取消了国家统包统分的制度, 代之以实行"供需见面,学生自主择业"的制度.伴随而来的全国企事业单位用人制度的改革,对我国高校专业设置及课程教学都带来了严峻的挑战,原有在计划经济体制模式下形成的人才培养机制,已不能适应社会发展对人才的需要. 在科学技术领域,学科交叉,渗透与融合的趋势越来越明显.自动化学科发展异常迅速,特别是近十年来,自动化技术出现了向智能化, 网络化和集成化方向发展的趋势,自动化技术正在转入控制工程技术, 信息工程技术和系统工程技术的综合集成模式,并和计算机,数据库, 网络和通讯技术的发展密切相关. 在这一背景下,基于扩大学生适应面和扩大专业口径的考虑,国家教委1995年颁布的"工科本科引导性专业目录"中,首次将"工业自动化"专业和"自动控制"专业合并为"自动化"专业.
3.3 自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变历程
1998年,为进一步适应国家经济建设对宽口径高等教育人才培养的需要,以及基于与国际"通识教育"接轨和进一步合并专业的考虑,国家教育部公布经第四次修订的新版"普通高等学校本科专业目录".原目录中属于强电专业类的电工类0806与属于弱电专业类的电子信息类0807合并为强弱电合一的电气信息类0806[1],同时将原属于电工类0806的"工业自动化"专业与属于电子信息类0807的"自动控制"专业正式合并,再加上"液压传动与控制" 专业(部分),"电气技术"专业(部分)与"飞行器制导与控制"专业 (部分),组成新的(强制执行的)属于电气信息类电气信息类0806的"自动化"专业, 电气信息类专业代码080602. 至此,自动化专业已经是一个跨越多个行业的宽口径专业,这既符合世界范围内拓宽专业面,打破"行业性的专业"设置的旧体系,实行"通识"教育的总发展趋势,也符合我国现阶段信息化带动工业化,走新兴工业化道路的国情.而且,本科自动化专业和自动化科学与技术学科名称的一致,有利于同步发展我国的自动化科学与技术学科和本科自动化专业,这标志着自动化学科专业进入一个新的发展阶段.从1996年-2004年,全国又有100余所高校增设自动化本科专业,并且设立自动化专业的学校已从单一的工科院校扩展到综合类,师范类,农林类等各类院校(注:经这样的合并,电气信息类专业基本上与美英等国的电气电
子工程类学科(专业)(即Electrical and Electronics Engineering, 简称EEE专业)相一致.).
3.3 自动化学科专业人才培养规格与培养模式的演变历程
在自动化学科研究生教育方面,1997年国务院学位委员会办公室和教育部研究生工作办公室进行了学科专业修订工作,一级学科名称改为 "控制科学与工程",由控制理论与控制工程,模式识别与智能系统, 系统工程,导航,制导与控制,检测技术与自动化装置五个二级学科组成. 自动化专业的培养模式也随着社会主义市场建设的需要及分配制度的改革而发生了较大变化.对于培养目标,提出厚基础,宽口径,复合型,注重创新精神等理念.对于课程体系,注重整体素质结构的优化, 强调加强通识,人文素质的教育.对于课程内容,信息技术的新发展越来越快地被引入到本科教学中来,许多高校的自动化学科专业开设了计算机网络与通信,数据库原理,数字信号处理,DSP技术等课程. 对于学生来源,由于我国高等教育从"精英教育"向"大众化教育" 的转变,各种类型高校的学生入学水平差异加大,培养目标的差异也凸现出来.因此,多规格,多模式,宽口径,复合型的培养目标要求己成为教育改革的必然趋势.。