測控專業(yè)實踐教學體系的改革與創(chuàng)新

吳曉

（莆田學院 電子信息工程系，福建 莆田 351100）

測控專業(yè)實踐教學體系的改革與創(chuàng)新

吳曉

（莆田學院 電子信息工程系，福建 莆田 351100）

測控專業(yè)是一個光機電算一體化的學科，有著很強的實踐性、創(chuàng)造性.為了響應國家對測控專業(yè)學生素質(zhì)的培養(yǎng)，結(jié)合學校現(xiàn)有的條件，對測控專業(yè)實踐教學體系進行改革與創(chuàng)新，主要從兩個方面進行.將學?，F(xiàn)有的CAD/CAM工程中心實驗室建設成學生實踐平臺，為該專業(yè)優(yōu)秀的學生，創(chuàng)造一個科研的條件，培養(yǎng)這些學生的實踐能力，開闊其創(chuàng)新思維.建立一個基于Web的網(wǎng)上實驗系統(tǒng)，在緩解學校由于擴大招生帶來的實驗室資料緊張的同時，將學習帶入到學生的日常生活中，使得學生能更好的利用該實驗系統(tǒng)來學習.

測控專業(yè)；改革與創(chuàng)新；實驗室；網(wǎng)上實驗系統(tǒng)

1 引言

隨著科學技術的日益發(fā)展，如今社會對人才的要求越來越重視實踐能力和創(chuàng)新能力.實驗和實踐教學是高等工程教育教學的重要組成部分，是樹立學生工程意思、培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力，提高學生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)[1].然而傳統(tǒng)的實踐教學，對學生這方面的培養(yǎng)太少了.因此在教育部《2003－2007年教育振興行動計劃》中和第二次普通高等學校本科教學工作會議都共同強調(diào)了一件事情，那就是各高等學校要注重對學生能力的培養(yǎng)特別是其實踐能力和創(chuàng)新能力，因此就需要對實驗室的教學體制進行改革并且要加大實驗室的建設力度，為學生的成長創(chuàng)造一個良好的學習條件.因此為了滿足學生開展有創(chuàng)新性、設計性和科研性實驗的要求，必須對現(xiàn)有的實驗教學體系進行改革與創(chuàng)新.

莆田學院這個地處海西經(jīng)濟特區(qū)的地方性綜合大學，在高等教育跨越式發(fā)展的大背景下，全面高速的發(fā)展著.但仍然存在著實踐教學體系不完善的問題，特別是測控技術與儀器這個新興的專業(yè)，這是一個綜合性的學科.測控專業(yè)涉及傳感器技術、自動控制技術、計算機科學、電子技術、精密機械等多學科的知識，要求學生掌握數(shù)據(jù)采集、信號傳輸、信號處理以及系統(tǒng)控制等測控過程個環(huán)節(jié)的相關理論及技術[2].但由于這還是個年輕的專業(yè)，其實踐教學體系還不完善，培養(yǎng)出來的學生還無法達到預期的成效.因此測控專業(yè)實踐教學體系的改革與創(chuàng)新已經(jīng)是莆田學院教育改革中的一個重要環(huán)節(jié).

2 測控專業(yè)實踐教學體系的現(xiàn)狀分析

測控專業(yè)是是一個實踐性很強的專業(yè)，應該非常注重對學生動手能力的培養(yǎng).但是現(xiàn)階段的實踐教學仍然是偏重與傳統(tǒng)的理論教學，即專業(yè)課實驗多處于驗證性、獨立的實驗階段，缺乏綜合性、設計性、開放性實驗[3].因此為了加強學校對測控專業(yè)學生的培養(yǎng)力度，就必須對現(xiàn)有的實踐教學體系進行課改.然而要對現(xiàn)有的測控專業(yè)實踐教學體系進行該革不僅要考慮到專業(yè)的特殊性，還要考慮到學校的因素，應兩方面綜合考慮，才能制定出好的改革方案.學校方面帶來的實踐教學問題主要有以下兩方面. 2.1 學生結(jié)構特殊化帶來的實踐教學的問題

莆田學院每年招收本科生中50%為莆田本地生源，30%為福建省生源，20%為省外優(yōu)秀生源.這使得每個專業(yè)中的學生在一開始知識水平就是不一樣的，學習能力也會有著差距，接收知識的能力也有強弱之分.測控專業(yè)是一個實踐性很強，該專業(yè)是目前我國重點發(fā)展的科學技術專業(yè)，是專門為國家培養(yǎng)信息技術領域儀器儀表類人才[4].這是一個非常注重創(chuàng)新思維與實踐能力的綜合性學科，培養(yǎng)出來的學生在畢業(yè)后主要是往兩個方面發(fā)展，一個是從軟件發(fā)面發(fā)展，主要從事儀器儀表類研發(fā)；另一種是，更側(cè)重于機械類人才的培養(yǎng)，這類學生對高技術的儀器儀表維修的技能比較高.在傳統(tǒng)實驗教學模式和運行機制中，采用的是一律化的教學體制，無法培養(yǎng)學生的愛好，使學生能發(fā)揮自己的專長.并且這種生源結(jié)構特殊化，將導致無法在實踐教學中因材施教，為不同層次的學生提供不同的學習環(huán)境和資源.以達到即可以照顧到普通學生，在他們現(xiàn)有的學習能力的基礎上，給予指導來教導他們；又給部分優(yōu)秀學生提供更多參加科研創(chuàng)新實驗的機會，讓他們在實踐過程中特長愛好，為他們將來成為某個專業(yè)領域的精英打下良好的專業(yè)基礎.因此在這種傳統(tǒng)的實踐教學過程中，長期下去將會埋浪費很多優(yōu)秀大學生的才華，讓他們白白浪費大學四年寶貴的黃金時間.

2.2 教育資源不足帶來的實踐教學問題

莆田學院近幾年迎來了高速發(fā)展的時代，如今在校學生人數(shù)已從五年前的0.6萬人激增到目前的1.3萬人.學生人數(shù)的增長要求學校在教學條件方面必須投入更多的資金，來建設學校的硬件設備，讓學生有一個更好的學習環(huán)境.然而盡管學校已經(jīng)加大了對教學條件的投入，但總體上教學資源的增長仍然是滯后于學生總?cè)藬?shù)的增長，使得學生在硬件設備上無法達到滿足，特別是理工科的學生，面臨著實驗室數(shù)量不夠的問題，儀器設備資源不足的現(xiàn)象，這使得很多課程無法安排學生去實際實踐.而即使能安排實踐的課程，也有部分課程存在著在實踐過程無法滿足人人手中一套實驗設備，這使得學生不能獨自的去完成任務.這些問題的存在很大程度的制約著學生能力水平的增長，非常不利于對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

由于這個兩個問題的存在，已經(jīng)影響了學校實踐教學水平的發(fā)展，這就決定了必須在這個基礎上要對現(xiàn)有工科特別是測控專業(yè)實踐教學體系進行改革與創(chuàng)新，使得測控專業(yè)的學生能夠真正的在實踐教學中，培養(yǎng)出自己的實踐能力與創(chuàng)新能力.

3 測控專業(yè)實踐教學體系的改革方案

實踐教學環(huán)節(jié)由一般性實踐教學環(huán)節(jié)和集中性綜合實踐環(huán)節(jié)組成[5].為了對測控專業(yè)實踐教學體系的改革，根據(jù)我?，F(xiàn)有的教學條件和可提供的資金，可以從其中的實踐教學平臺與實踐教學管理兩方面進行探索與創(chuàng)新.目前的改革方案是：將該系的C A D/C A M工程中心實驗室，對該專業(yè)優(yōu)秀的學生進行開放，以提供一個良好的科研環(huán)境，使得這些有能力，有上進心的學生，能夠更好的學習.同時建立一個基于We b的網(wǎng)上實驗系統(tǒng)，來緩解我系目前擴招后存在的實驗室數(shù)量不夠、儀器設備資源不足的壓力.因為是網(wǎng)上的實驗系統(tǒng)，這就不存在著由于學校的儀器設備不足，使得很多實踐無法進行現(xiàn)象.而且學生可以更加充分利用自己的課余時間，自學自己喜歡的課程，通過We b網(wǎng)上實驗系統(tǒng)來進行驗證，這也在很大程度培養(yǎng)了大部分學生的自學能力，是對學生知識水平一次提高.

3.1 將C A D/C A M工程中心實驗室建設成學生實踐平臺可行性分析

開放實驗室可以：培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生科研能力和自我管理能力，有利于高校實驗室的改革和高校實驗教學的發(fā)展[6].我系的C A D/C A M工程中心實驗室，擁有著先進的儀器設備，近年來電信系多次組織優(yōu)秀的本科大學生，利用這些儀器設備來開展科研創(chuàng)新實驗，以培養(yǎng)出一批批具有實踐能力和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀大學生，并且多次參加福建省和全國的“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽，取得了令人矚目的成績，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐教學改革方面做了有意的嘗試，并且受到了肯定.因此將其建設成學生實踐平臺，對優(yōu)秀的學生開放，已經(jīng)有一定的理論基礎.

不過C A D/C A M工程中心實驗室在過去也是僅供教師和研究生使用，因此要想對優(yōu)秀的本科大學生開放還有很大的問題要解決.因為實驗室內(nèi)的儀器設備多是非常的貴重，只要在實踐過程中，有那么點小小的失誤，往往會帶來很大的經(jīng)濟損失.而本科生無論有多么的優(yōu)異，都會存在著理論知識不足、科研訓練的不夠、實驗設計與分析能力的缺陷和對儀器設備使用的不熟練等現(xiàn)象，這些均有可能在實踐實踐過程中，給儀器設備帶來無可挽回的損害，這將給實驗室的管理帶來全新的問題.因此，只有建立一套完善的C A D/C A M工程中心實驗室開放運行機制，才能在保證保持C A D/C A M工程中心實驗室的正?？蒲兄刃虻那疤嵯?，又能使那些優(yōu)秀的本科學生擁有一個開展科研創(chuàng)新的實驗平臺.

而為了能更好的完善這套運行機制，該系曾在今年2月前往馬來西亞P P K S大學機電技術研究所訪問，因為了解到該校優(yōu)秀的本科學生在經(jīng)過一定的程序之后即可進入科研實驗室，在教師或博士研究生的指導下，進行科研實驗，在這過程中不僅培養(yǎng)出學生的特長愛好，而且發(fā)揮出學生的才能，并且為日后成長為專業(yè)研究領域的精英打下良好的基礎.故在這訪問期間專門調(diào)研P P K S大學優(yōu)秀本科學生進入國家級科研實驗室進行實驗與創(chuàng)新的做法與情況.

通過這次調(diào)研，綜合學?，F(xiàn)有關于實驗室管理的有關規(guī)章制度，并結(jié)合該系本科生進入C A D/C A M工程中心實驗室開展科研實驗的具體情況，要將C A D/C A M工程中心實驗室建設成為學生實踐平臺，只要解決一下關鍵的幾個方面既可.

（1）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生科研實驗準入制度，選擇符合資格的優(yōu)秀本科學生進入C A D/C A M工程中心實驗室.

（2）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生科研實驗項目管理制度，明確本科學生在C A D/C A M工程中心實驗室開展科研實驗的項目來源和經(jīng)費支持.

（3）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生科研管理制度，維護C A D/C A M工程中心實驗室的正常科研秩序.

（4）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生儀器設備使用培訓制度，使學生學習和掌握所需使用的儀器設備的性能、用途和正確操作方法.

（5）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生儀器設備使用管理制度，保證C A D/C A M工程中心實驗室大中型、貴重儀器設備的正常運行和有效使用.

（6）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生安全管理制度，保證C A D/C A M工程中心實驗室的安全運行而隨著這些問題的解決，將C A D/C A M工程中心實驗室作為本科生的實踐平臺不再是一個設想，而是變成一個可行性的方案.這項實踐教學體系的改革，不僅提高了實驗室優(yōu)勢資源和科研環(huán)境的利用率，更將使得測控專業(yè)的中那些優(yōu)秀的學生，能接受到更好的教育條件，有利于學校對高素質(zhì)，高能力人才的培養(yǎng).

3.2 建立一個基于We b的網(wǎng)上實驗系統(tǒng)可行性分析

為了緩解由于學校擴招后，帶來實驗室數(shù)目不夠、儀器設備無法滿足需要的壓力，提出了建設一個網(wǎng)上實驗系統(tǒng)的方案.隨著電子信息時代的高速發(fā)展，與電腦有關的實用性強越來課程知識越來越受到在校大學生的喜愛.特別是既有講授電子商務網(wǎng)站的技術構成、工作原理和應用環(huán)境等基礎知識,又有傳授遠程測量控制技術及J a v aS c r i pt、V B S c r i p t等網(wǎng)頁腳本程序語言編程的專門技巧與技術的組態(tài)監(jiān)控技術、We b程序設計課程最受歡迎.然而這兩門教學課程比較與眾不同，其J a v a S c r i p t、V B S c r i p t腳本程序雖然可以在D r e a m w a v e r、F r o n t p a g e等網(wǎng)頁開發(fā)工具下進行編寫,但它們不能在單機環(huán)境下執(zhí)行,而須在We b服務器環(huán)境下運行,且D r e a m w a v e r、F r o n t p a g e等開發(fā)工具不具有調(diào)試程序代碼、檢查語法錯誤、顯示運算結(jié)果的能力.因為這些設計好的動態(tài)網(wǎng)頁想要進行測試只有通過We b服務器上的瀏覽器來實現(xiàn)，再來根據(jù)測試完成的結(jié)果來判斷其腳本程序是否需要進行修改,這樣給實際的教學過程帶來很多不便.而測控專業(yè)的課程學習中，就有一門組態(tài)監(jiān)控技術，由于以上問題的存在，讓實驗室的資源變得更加緊張，使得很多學生無法更好的學習.建設出一個能運行的We b的網(wǎng)上實驗系統(tǒng)，使得測控專業(yè)的學生能更好的學習有關組態(tài)監(jiān)控技術課程及相關的科目.

由于科技的發(fā)展，學校為了跟上時代的步伐，也加大力度的進行建設.目前，我校的校園網(wǎng)絡寬帶的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫呀?jīng)能夠滿足需求，M o c r o s o f t D o tN e t等新一代高性能網(wǎng)絡應用體系結(jié)構的出現(xiàn)，極大地提升了We b應用的處理能力，使我們能夠設計出滿足教學需要的網(wǎng)上實驗系統(tǒng).因此在現(xiàn)有的校園條件下，設計一個網(wǎng)絡實驗系統(tǒng)是可行的，并且不需要增加網(wǎng)絡設備和工作站的投資，只需要配備一個后臺服務器，不僅設備投資很少，而且在經(jīng)濟上的花費也不大.因此就有能力來建設以一個即有程序編輯錄入、又有現(xiàn)場編譯、還有模擬運行結(jié)果等多功能的網(wǎng)上實驗環(huán)境.而隨著We b的網(wǎng)上實驗系統(tǒng)的建立，學生就能更好的利用自己的課余時間，學習自己感興趣的知識，將課堂延續(xù)到學生的生活中.而且該系統(tǒng)的建立，也有利于老師更好的了解到學校的實驗室使用情況，更好的利用起來.總之，本項目體現(xiàn)了鮮明的現(xiàn)代化管理特點和多個技術創(chuàng)新之處，能夠有效的解決實驗資源相對短缺而實際利用率又相對較低的矛盾，具有重大的現(xiàn)實意義.

4 結(jié)論

經(jīng)過分析，在現(xiàn)有的基礎上對測控技術專業(yè)實踐教學體系的改革是能夠進行的，可以通過開放C A D/C A M工程中心實驗室，使得該專業(yè)優(yōu)秀的學生更有一個更好的科研環(huán)境，培養(yǎng)這些學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，這是一次對傳統(tǒng)實踐教學制度的改革，為將來學校培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才做好基礎準備.而建立一個We b的網(wǎng)上實驗系統(tǒng)更是一次教學體系的創(chuàng)新，使大部分的學生脫離了實驗室不足，儀器設備不夠的困境，為測控專業(yè)學生的實踐創(chuàng)造了一個更好的學習條件.而這次測控專業(yè)實踐教學體系的改革與創(chuàng)新也為學校的教改做出了貢獻.

〔1〕郭虹.測控技術與儀器專業(yè)實踐教學體系改革與探索[J].中國教育技術裝備，2011（27）：33.

〔2〕孟飛.面向應用的測控專業(yè)本科實踐教學改革探索[J].中國電力教育，2010（18）：129.

〔3〕裴九芳.基于網(wǎng)路虛擬儀器的實驗改革研究[J].信息技術，2008（19）：28.

〔4〕孫琪.對測控技術與儀器專業(yè)教學改革的思考[J].中國科技財富，2011（20）：14.

〔5〕張文娜.測控技術與儀器專業(yè)課程體系整體優(yōu)化研究[J].高等教育研究學報，2008，31（2）：35.

〔6〕李大鵬.測控技術與儀器專業(yè)開放式實驗室建設[J].科技創(chuàng)新導報，2011（20）：62.

G 642

A

1673-260X（2012）05-0235-03

福建省科技重大項目（2011H6022、JG201128、JB10140、JB11161）