“測(cè)控技術(shù)與儀器”專業(yè)綜合實(shí)踐模式的探索與研究

【摘 要】針對(duì)“測(cè)控技術(shù)與儀器”專業(yè)寬口徑應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，闡述了建立與學(xué)校人才培養(yǎng)層次相適應(yīng)的專業(yè)綜合實(shí)踐模式的必要性。在分析了原有專業(yè)綜合實(shí)踐內(nèi)容、方式、效果的基礎(chǔ)上，探討了如何通過該實(shí)踐環(huán)節(jié)而提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和解決工程問題的能力，并介紹了新的組織實(shí)施方式和實(shí)踐內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】測(cè)控專業(yè)綜合實(shí)踐 應(yīng)用型人才培養(yǎng) 綜合實(shí)踐模式 工程能力

【中圖分類號(hào)】G642【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1006-9682(2009)07-0029-02

一、測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的背景與現(xiàn)狀

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)高等教育模式正在從精英教育向大眾教育發(fā)展、過渡，教育活動(dòng)的目的也由過去的專才教育轉(zhuǎn)變?yōu)橥ú沤逃蛘咄ú沤逃c專才教育相結(jié)合。高等教育模式的轉(zhuǎn)變要求教育形式、內(nèi)容及教學(xué)活動(dòng)的各環(huán)節(jié)都要進(jìn)行相應(yīng)的變革。在這樣的背景下，國(guó)家教委對(duì)我國(guó)高校本科專業(yè)設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整，并于1998年頒布了新的本科專業(yè)目錄。專業(yè)調(diào)整后，本著以一級(jí)學(xué)科辦專業(yè)的精神，儀器儀表類的十幾個(gè)相關(guān)專業(yè)，如檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)化儀表、精密儀器、光電信息等，被歸并為一個(gè)大專業(yè)——測(cè)控技術(shù)及儀器專業(yè)(簡(jiǎn)稱測(cè)控專業(yè))。該專業(yè)的誕生標(biāo)志著儀器儀表人才寬口徑通識(shí)教育的開始。

我國(guó)現(xiàn)有180多所高等學(xué)校設(shè)有“測(cè)控技術(shù)與儀器”專業(yè)。由于各學(xué)校原來的相關(guān)專業(yè)情況和發(fā)展歷史不同，所以現(xiàn)有辦學(xué)條件、專業(yè)規(guī)模、教學(xué)水平也各不相同。從專業(yè)方向來看，由于各學(xué)校原來的服務(wù)對(duì)象不同，現(xiàn)在的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)在專業(yè)方向、課程設(shè)置、實(shí)踐內(nèi)容等方面存在著較大差異。從招生情況來看，近幾年測(cè)控專業(yè)的學(xué)生構(gòu)成并不理想，究其原因，除了高校擴(kuò)招帶來的影響外，很重要的原因是行業(yè)市場(chǎng)低靡和該專業(yè)的社會(huì)認(rèn)知度不高造成的。

我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的前身為精密儀器專業(yè)，設(shè)立于1986年。多年以來，專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)模式、課程體系改革以及教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面做了大量的探索與研究、實(shí)踐工作，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，完成了多版教學(xué)計(jì)劃的修訂。經(jīng)過不懈努力，目前本專業(yè)已逐步形成了以光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)為學(xué)科基礎(chǔ)，偏重于光機(jī)電一體化結(jié)合，強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，注重學(xué)生綜合能力以及工程實(shí)踐能力的專業(yè)培養(yǎng)特色。近幾年來，在專業(yè)內(nèi)涵改變、大學(xué)理念更新、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和實(shí)施首都城市創(chuàng)新戰(zhàn)略一系列背景下，我校測(cè)控專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)又針對(duì)“測(cè)控技術(shù)與儀器”專業(yè)寬口徑應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了深入研究與探索實(shí)踐，完成了多項(xiàng)教育教學(xué)改革項(xiàng)目，在測(cè)控專業(yè)寬口徑應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面取得了明顯成效。

二、測(cè)控專業(yè)綜合實(shí)踐模式與應(yīng)用型人才培養(yǎng)

為適應(yīng)寬口徑應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，在最新版的測(cè)控專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課程實(shí)驗(yàn)以及獨(dú)立設(shè)置的專業(yè)教育、課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，其中測(cè)控專業(yè)綜合實(shí)踐是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)開設(shè)的特色課程設(shè)計(jì)之一，它是在學(xué)生完成所有專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)之后、在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前進(jìn)行的一個(gè)綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，其目的是使學(xué)生整合自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，了解專業(yè)的最新技術(shù)進(jìn)展，培養(yǎng)并鍛煉工程能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力。在當(dāng)前學(xué)生就業(yè)壓力比較大的形勢(shì)下，通常安排在第八學(xué)期進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)受到了一定影響，工科專業(yè)的學(xué)生往往有到就業(yè)單位進(jìn)行實(shí)習(xí)的實(shí)際需求。在這種情況下，如果通過畢業(yè)設(shè)計(jì)之前的測(cè)控綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的綜合訓(xùn)練，對(duì)提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量、提升學(xué)生就業(yè)優(yōu)勢(shì)具有重要作用。

測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)由多學(xué)科交叉形成，其主干學(xué)科是儀器科學(xué)與技術(shù)。儀器科學(xué)與技術(shù)是以機(jī)械工程、光學(xué)工程、電子科學(xué)與技術(shù)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)而形成的綜合學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)尤其是信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的儀器儀表已發(fā)展成為以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，具有信息獲取、存儲(chǔ)、處理、傳輸?shù)染C合功能的測(cè)控系統(tǒng)。

根據(jù)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，結(jié)合市屬市管高校的人才培養(yǎng)層次定位服務(wù)面，為使本專業(yè)培養(yǎng)的人才知識(shí)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整更新、覆蓋的知識(shí)面越來越廣、復(fù)合程度越來越大、社會(huì)適應(yīng)性越來越強(qiáng)，探討建立一種

適當(dāng)?shù)膶I(yè)綜合實(shí)踐模式顯得尤為重要。這就需要對(duì)專業(yè)綜合實(shí)踐模式進(jìn)行深入的探索和研究。

三、歷屆測(cè)控綜合實(shí)踐實(shí)施總結(jié)

從1998年開始，我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)就開始了對(duì)測(cè)控綜合實(shí)踐實(shí)施方案的探索，取得了一定成績(jī)，但也出現(xiàn)了很多問題。

以下對(duì)歷屆綜合實(shí)踐實(shí)施方式和效果進(jìn)行總結(jié):

開出時(shí)間:整個(gè)測(cè)控綜合實(shí)踐持續(xù)時(shí)間為三周，安排在第七學(xué)期末最后三周或第八學(xué)期初最早三周集中進(jìn)行。

實(shí)踐內(nèi)容:以教師的科研成果為基礎(chǔ)，選取典型的測(cè)控系統(tǒng)或測(cè)控儀器，安排學(xué)生在了解整體構(gòu)成和設(shè)計(jì)思路的前提下進(jìn)行系統(tǒng)或儀器中某個(gè)具體模塊的設(shè)計(jì)、調(diào)試。曾多次采用的題目包括:51單片機(jī)恒溫控制系統(tǒng);PLC物料分選系統(tǒng);步進(jìn)電機(jī)速度測(cè)控系統(tǒng);伺服電機(jī)閉環(huán)速度調(diào)節(jié);語音信號(hào)光電調(diào)制;激光測(cè)距;激光三角法測(cè)量三維面形等等。這些系統(tǒng)或儀器都是光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的典型應(yīng)用實(shí)例，學(xué)生在教師指導(dǎo)下首先了解系統(tǒng)整體性能和模塊組成，然后根據(jù)安排自己動(dòng)手設(shè)計(jì)其中的光路、機(jī)械部件、電路、程序模塊等，模塊調(diào)試完成后嵌入原有系統(tǒng)并進(jìn)行整體調(diào)試。

組織形式:測(cè)控綜合實(shí)踐采用分組方式進(jìn)行，參加指導(dǎo)的教師每人負(fù)責(zé)一個(gè)小組。每個(gè)小組人數(shù)3～9名不等，根據(jù)教師所指導(dǎo)題目可用設(shè)備情況確定。每個(gè)小組中的同學(xué)分工合作，各人負(fù)責(zé)不同模塊的設(shè)計(jì)調(diào)試。學(xué)生確定分組以后，指導(dǎo)教師向?qū)W生講解系統(tǒng)原理、組成及模塊劃分等情況;之后由學(xué)生查閱資料進(jìn)行2～3天的設(shè)計(jì);教師對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審閱后學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際調(diào)試;最后一周，學(xué)生在調(diào)試的同時(shí)撰寫正規(guī)設(shè)計(jì)報(bào)告;最后1～2天安排驗(yàn)收和答辯。

成績(jī)?cè)u(píng)定方式:成績(jī)由四部分組成，即設(shè)計(jì)調(diào)試過程;調(diào)試結(jié)果;設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告;答辯。

取得的經(jīng)驗(yàn):測(cè)控綜合實(shí)踐所采用的題目都來自于工程實(shí)踐，學(xué)生通過該環(huán)節(jié)較好地鍛煉了工程設(shè)計(jì)和調(diào)試能力，并培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神。部分學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)測(cè)控綜合實(shí)踐所涉及的內(nèi)容進(jìn)行了深入研究與創(chuàng)新探索，取得了較好的成績(jī)。另外，每個(gè)題目都是多門課程的知識(shí)綜合，學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐，不僅起到了理論聯(lián)系實(shí)際的效果，還將相關(guān)的專業(yè)課程“串”在一起，鞏固和掌握了相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和各種設(shè)計(jì)工具。

實(shí)施過程中遇到的問題:①學(xué)生要在短短三周之內(nèi)深入理解系統(tǒng)的工作原理并進(jìn)行具體模塊的設(shè)計(jì)、調(diào)試往往比較困難，尤其是擴(kuò)招之后。如果降低難度則等同于一個(gè)大型實(shí)驗(yàn)，起不到專業(yè)綜合鍛煉的作用。工程能力的培養(yǎng)貫穿于分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試、總結(jié)、報(bào)告書寫等各個(gè)環(huán)節(jié)，缺一不可，這些環(huán)節(jié)分?jǐn)偟饺苤畠?nèi)過于緊湊。②教師工作效率較低，每人只能指導(dǎo)幾名學(xué)生，且需獨(dú)立向?qū)W生講解光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)等各方面的知識(shí)。

多屆學(xué)生完成測(cè)控綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)后，雖然教師和學(xué)生都認(rèn)識(shí)到該環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)起到了重要作用，是不可缺少的實(shí)踐環(huán)節(jié)，但因?yàn)樯鲜鰡栴}的客觀存在，測(cè)控綜合實(shí)踐的繼續(xù)實(shí)施遇到了較大困難。

四、新的測(cè)控綜合實(shí)踐模式

在測(cè)控技術(shù)與儀器2008級(jí)專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃的制訂過程中，根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求，強(qiáng)調(diào)了對(duì)學(xué)生專業(yè)工程能力的訓(xùn)練，也更加明確了測(cè)控專業(yè)綜合實(shí)踐的地位和作用。經(jīng)過廣泛調(diào)研，借鑒國(guó)內(nèi)其他院校專業(yè)綜合實(shí)踐的成功經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外面向工程師的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方式，對(duì)我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)綜合實(shí)踐模式進(jìn)行了修改和完善。經(jīng)過修改的測(cè)控綜合實(shí)踐實(shí)施方式概括如下:

1.時(shí)間安排:測(cè)控綜合實(shí)踐第七學(xué)期進(jìn)行。第七學(xué)期初向?qū)W生布置設(shè)計(jì)任務(wù)，安排指導(dǎo)教師;整個(gè)學(xué)期學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行分散設(shè)計(jì)和調(diào)試;學(xué)期末安排兩周專用時(shí)間進(jìn)行聯(lián)調(diào)、驗(yàn)收、總結(jié)、答辯。

2.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求(見附表)。

3.組織方式:集中開展和分散開展相結(jié)合。測(cè)控綜合實(shí)踐按80個(gè)學(xué)時(shí)計(jì)算(折合每天8學(xué)時(shí)，一周40學(xué)時(shí))。按照設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求中的規(guī)定，其中的第(1)、(2)、(3)、(4)項(xiàng)在第七學(xué)期的第3～15周分散進(jìn)行，第(5)、(6)、(7)項(xiàng)在學(xué)期末安排兩周集中進(jìn)行，即學(xué)生在學(xué)期初確定自己所做題目(每人一題，或多人組成一個(gè)設(shè)計(jì)小組，不同題目由不同教師負(fù)責(zé)指導(dǎo))，之后根據(jù)課程安排和實(shí)驗(yàn)室可利用情況在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分散設(shè)計(jì)、調(diào)試，最后兩周進(jìn)行集中調(diào)試和總結(jié)。

4.教學(xué)方式:學(xué)期初由教師集中講解課程設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)要求等，學(xué)生根據(jù)題目要求查閱資料制訂設(shè)計(jì)、調(diào)試方案;學(xué)期中學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行系統(tǒng)分模塊設(shè)計(jì)和調(diào)試，教師負(fù)責(zé)答疑等指導(dǎo)工作;最后兩周學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，根據(jù)調(diào)試結(jié)果和中間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，并參加課程設(shè)計(jì)答辯。

5.考核方式:根據(jù)學(xué)生查閱資料情況、方案設(shè)計(jì)、調(diào)試過程、最終調(diào)試結(jié)果、設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯情況等進(jìn)行綜合考核。其中方案設(shè)計(jì)、調(diào)試過程、最終調(diào)試結(jié)果、設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯各占20%。

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