測控技術(shù)與儀器專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革實(shí)踐

鐘秉翔，楊君嶺，柏俊杰

隨著我國高等教育由精英教育階段進(jìn)入大眾化教育階段，國內(nèi)的諸多高校紛紛在教育教學(xué)改革的探索中注重實(shí)踐能力的強(qiáng)化[1]，人們已越來越清醒地認(rèn)識(shí)到，實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是提高學(xué)生社會(huì)職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力的重要途徑[2-4]。根據(jù)國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要，高等工程教育需要逐步進(jìn)入“工程教育回歸工程”階段[5]。根據(jù)這一理念，必須通過實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，從而提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。

重慶科技學(xué)院于2007年開設(shè)了測控技術(shù)與儀器專業(yè)（簡稱“測控專業(yè)”），該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是：面向石油、化工、冶金等行業(yè)和地方第一線工作需要，培養(yǎng)從事參數(shù)自動(dòng)檢測，儀器儀表及測控系統(tǒng)的科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理等工作的應(yīng)用型高級(jí)專門人才。實(shí)踐教學(xué)是測控技術(shù)與儀器專業(yè)重要的組成部分，對于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，掌握專業(yè)知識(shí)和專門技術(shù)具有不可替代的作用[6]。但由于這個(gè)專業(yè)成立時(shí)間短，其實(shí)踐教學(xué)體系還不完善，培養(yǎng)的學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力還不能完全滿足用人單位的需要，因此，改革與創(chuàng)新測控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)勢在必行。

一、測控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

從畢業(yè)生及用人單位反饋的信息看，測控技術(shù)與儀器專業(yè)畢業(yè)生對專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)掌握得比較扎實(shí)，但對電工、電子技術(shù)的應(yīng)用能力以及研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)儀器儀表和控制系統(tǒng)的能力相對薄弱，原因是實(shí)踐教學(xué)體系存在以下問題。

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程從屬于理論課程。目前實(shí)驗(yàn)課程多為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，且在理論教學(xué)過程中開設(shè)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，綜合型、設(shè)計(jì)型、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對較少；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仍然是以教師為主，學(xué)生被動(dòng)地按教師的演示方法或規(guī)定步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，扼制了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性[7]。

（2）缺乏系統(tǒng)性、綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)多圍繞某一門理論課程開設(shè)，未能實(shí)現(xiàn)對多門課程或多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的貫穿應(yīng)用，與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐和工程應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完理論課和相關(guān)實(shí)踐課程后，仍然不具備綜合應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力。

（3）缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師。由于學(xué)校擴(kuò)招，因此導(dǎo)致師資力量明顯不足，尤其是缺乏具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和能力的教師，在指導(dǎo)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)脫離實(shí)踐或與實(shí)際聯(lián)系不緊密，培養(yǎng)的學(xué)生大多缺乏開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和工程意識(shí)。

二、構(gòu)建工程應(yīng)用型實(shí)踐教學(xué)體系的思路

根據(jù)市場調(diào)研情況和畢業(yè)生質(zhì)量反饋意見，該專業(yè)構(gòu)建了面向工程應(yīng)用型實(shí)踐教學(xué)體系，其思路為：一是突出“面向工程、培養(yǎng)興趣、加強(qiáng)實(shí)踐、積極創(chuàng)新”的理念；二是構(gòu)建“基礎(chǔ)—綜合—系統(tǒng)—?jiǎng)?chuàng)新”的教學(xué)體系。該實(shí)踐教學(xué)體系如圖1所示。

（1）教學(xué)內(nèi)容整合優(yōu)化。將原教學(xué)計(jì)劃中的“電子測量技術(shù)實(shí)習(xí)”、“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”、“數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”等課程整合為“電子技術(shù)綜合訓(xùn)練”；原計(jì)劃中的“智能儀器儀表設(shè)計(jì)與調(diào)試”環(huán)節(jié)主要是設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，與 “單片機(jī)系統(tǒng)綜合訓(xùn)練”有重復(fù)，僅在難易程度上有所區(qū)別，新計(jì)劃將“測控系統(tǒng)與虛擬儀器實(shí)訓(xùn)”整合至“智能儀器儀表設(shè)計(jì)與調(diào)試”中，設(shè)計(jì)內(nèi)容覆蓋面更廣泛；新開設(shè)了“電子系統(tǒng)綜合創(chuàng)新實(shí)踐”，題目來源于教師的教學(xué)研究和科研項(xiàng)目，或由學(xué)生自主選題，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下在課外自主完成。

圖1 測控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)

（2）課程與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接。為了使學(xué)生畢業(yè)后盡快獲得儀器儀表工程師資格，盡早適應(yīng)儀器儀表行業(yè)的發(fā)展需要，在測控技術(shù)專業(yè)計(jì)劃中將“智能儀器儀表設(shè)計(jì)技術(shù)”、“智能儀器儀表設(shè)計(jì)與調(diào)試”、“計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)”、“測控儀表綜合訓(xùn)練”、“在線分析儀器及應(yīng)用”和“在線分析儀器故障診斷與調(diào)試”等課程內(nèi)容與測量控制與儀器儀表工程師資格認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對接（中國科協(xié)批準(zhǔn)，中國儀器儀表學(xué)會(huì)認(rèn)證）；將“單片機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)”和“單片機(jī)系統(tǒng)綜合訓(xùn)練”等課程與全國單片機(jī)設(shè)計(jì)師職業(yè)資格認(rèn)證對接（信息產(chǎn)業(yè)電子行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心授權(quán)，中國電子企業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)證）。

（3）教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接。為了加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)，使學(xué)生具備初步的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)計(jì)劃將“在線分析儀器及應(yīng)用”、“在線分析儀器故障診斷與調(diào)試”、“測控儀表綜合訓(xùn)練”、“過程控制系統(tǒng)及裝置”、“過程控制系統(tǒng)綜合訓(xùn)練”等課程與石油、化工、冶金等企業(yè)的生產(chǎn)過程對接。教學(xué)內(nèi)容中涉及到的設(shè)備儀表直接源于生產(chǎn)現(xiàn)場，部分實(shí)驗(yàn)裝置直接采用現(xiàn)場所用的真實(shí)儀表，如在線分析儀器實(shí)驗(yàn)中用到的熱導(dǎo)式氣體分析器、紅外線氣體分析器等。學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)均參與生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)習(xí)，合作實(shí)習(xí)基地主要有川化、川儀、重鋼、紫光化工、江鈴汽車等公司。

三、實(shí)施實(shí)踐教學(xué)體系的保障措施

（1）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)。由于近年來引進(jìn)的教師多為年輕博士，他們知識(shí)淵博但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，學(xué)校采取多種形式提高教師的生產(chǎn)實(shí)踐水平，滿足實(shí)踐教學(xué)的需要。如：有計(jì)劃地組織青年教師參加企業(yè)培訓(xùn)；鼓勵(lì)教師參加國內(nèi)各類學(xué)術(shù)交流活動(dòng)；加強(qiáng)與行業(yè)企業(yè)和兄弟院校的合作，開展互訪和科研交流；從企業(yè)聘請工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員作為客座教授，指導(dǎo)師生實(shí)踐；參與各類創(chuàng)新競賽活動(dòng)的指導(dǎo)工作；參與中央與地方共建實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)工作等，極大地提高了青年教師的實(shí)踐能力和科研水平。

（2）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室及實(shí)習(xí)基地建設(shè)。實(shí)驗(yàn)室及實(shí)習(xí)基地是學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，增強(qiáng)工程意識(shí)的必要場所。我校測控專業(yè)加強(qiáng)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，通過中央與地方共建實(shí)驗(yàn)室和學(xué)校自籌資金的形式建成了智能儀器儀表實(shí)驗(yàn)室、在線分析與過程控制實(shí)驗(yàn)室和自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供了良好的實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新平臺(tái)；加強(qiáng)與川化、川儀、重鋼、紫光化工等企業(yè)的合作，建立了校外實(shí)習(xí)基地；積極探索與行業(yè)內(nèi)著名企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐教材編寫工作，為學(xué)生畢業(yè)后較快適應(yīng)生產(chǎn)崗位奠定了良好基礎(chǔ)。

（3）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)工作管理與監(jiān)控。實(shí)行了學(xué)校教務(wù)管理部門和學(xué)院教學(xué)管理部門的兩級(jí)管理，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃，編制實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)大綱、編制或修訂實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)書、落實(shí)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)、提供實(shí)踐教學(xué)場所、完善實(shí)踐教學(xué)考核辦法和成績評(píng)定方法，制定實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和學(xué)科競賽等方面的管理文件，建立了實(shí)踐教學(xué)激勵(lì)機(jī)制，保障了實(shí)踐教學(xué)的順利開展。

在具體教學(xué)實(shí)施過程中，加強(qiáng)過程監(jiān)管，形成了合理的考核評(píng)價(jià)體系，實(shí)行了多元化、多層次的實(shí)踐教學(xué)考核。設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)按照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作及結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等給出實(shí)驗(yàn)成績，并計(jì)入課程考試總成績。課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)除采用傳統(tǒng)的答辯、提交設(shè)計(jì)報(bào)告等方式外，還加強(qiáng)了過程監(jiān)控，如采用“晉級(jí)”方式，將項(xiàng)目按照功能要求劃分，實(shí)行一個(gè)功能過一關(guān)，成績晉升一級(jí)。學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，根據(jù)完成情況經(jīng)認(rèn)定，報(bào)學(xué)院教務(wù)科批準(zhǔn)后作為相關(guān)實(shí)踐科目的考核通過。各類競賽的獲獎(jiǎng)?wù)呓?jīng)認(rèn)定，報(bào)學(xué)院教務(wù)科批準(zhǔn)后作為相關(guān)實(shí)踐科目的考核通過。校外實(shí)習(xí)考核由平時(shí)成績和實(shí)習(xí)考試成績兩部分組成，其中：平時(shí)成績由企業(yè)指導(dǎo)教師和校內(nèi)指導(dǎo)教師共同考核給出最終實(shí)習(xí)成績，主要包括工作態(tài)度、平時(shí)作業(yè)、考勤等；實(shí)習(xí)考試是在實(shí)習(xí)結(jié)束后由企業(yè)組織理論和實(shí)踐考試，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)習(xí)主動(dòng)性。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中舉行開題答辯、中期檢查和答辯前的資格檢查，其中：開題答辯、中期檢查未能按照進(jìn)度要求完成則不能開展后續(xù)設(shè)計(jì)工作；答辯前的資格檢查主要按照設(shè)計(jì)任務(wù)書要求展示設(shè)計(jì)成果，未能完成者延期參加畢業(yè)答辯。這些舉措有力地促進(jìn)了畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的順利開展，學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力得到了全面提升。

四、主要特色

近年來，我校測控專業(yè)學(xué)生多次獲得全國大學(xué)生電子競賽、全國機(jī)器人大賽、全國信息技術(shù)大賽等國家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)；工程化的培養(yǎng)模式能夠極大地提高學(xué)生的就業(yè)競爭力，造就一批適應(yīng)測控領(lǐng)域和儀器儀表行業(yè)需要的工程技術(shù)人才，畢業(yè)生普遍受到用人單位的好評(píng)。面向工程應(yīng)用的測控專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系主要具有以下特色：一是以應(yīng)用能力為培養(yǎng)目標(biāo)，以工程教育理念構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，將連續(xù)、系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)貫穿于大學(xué)本科階段學(xué)習(xí)的始終。二是在實(shí)踐過程中將課程與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接，重視培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的工程意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。三是建立多元化、多層次的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)考核機(jī)制，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力。

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