測控技術專業(yè)實驗室改革

徐　君，姚恩濤，陳　虢，彥　顏

(南京航空航天大學　自動化學院，南京　210016)

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測控技術專業(yè)實驗室改革

徐君，姚恩濤，陳虢，彥顏

(南京航空航天大學自動化學院，南京210016)

摘要實驗教學在高校教育中起著舉足輕重的作用。文中針對當前高校實驗教學的狀況，以南京航空航天大學測控技術實驗室建設為例，分析了高校實驗教學的現(xiàn)狀與不足之處，同時提出了實驗教學改革與創(chuàng)新的具體建議。

關鍵詞測控技術；實驗教學；改革；創(chuàng)新

測控技術專業(yè)是高等學校光、機、電等學科相結合的大類專業(yè)，每年為國家輸送了大量工程技術人才。實驗教學作為高等教育的重要環(huán)節(jié)，在提高學生實踐能力、創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng)等方面具有理論教學不可替代的作用[1]。

1測控技術專業(yè)實驗室的現(xiàn)狀

南京航空航天大學測控技術專業(yè)實驗室自成立以來，一直圍繞著強化實踐性環(huán)節(jié)這一核心，在使學生掌握理論知識的同時，加強動手能力的培養(yǎng)，注重理論教學與實踐教學的結合，較好地滿足了社會的人才需求。但就實驗室現(xiàn)狀來看，也存在一些亟待解決的問題，突出表現(xiàn)在幾個方面：實驗室資源利用率較低，浪費嚴重；設備購置前瞻性不足，容易過時；教學環(huán)節(jié)中對實驗教學環(huán)節(jié)的重視度還不足，有些實驗內容過于呆板，背離啟發(fā)式、發(fā)散式的教育宗旨等。因此，改革實驗教學，勢在必行。

1.1老舊設備嚴重浪費

隨著對實踐教學要求的不斷提高，設備的精度不斷提高，數(shù)量也不斷增加。例如：從最初的模擬式萬用表，過渡到數(shù)字式萬用表；從數(shù)字式四位半萬用表開始，隨著測量精度的要求提高，逐漸增購了一些七位半的數(shù)字式萬用表；從信號的穩(wěn)定性和精度要求出發(fā)，一些老式的信號發(fā)生器、示波器、電源也逐步被淘汰。另外，隨著學生數(shù)量的增加，以及本著每人一臺實驗儀、確保人人都動手的準則，設備的數(shù)量也在不斷地增加。對于淘汰設備的管理與處理，又不得不思考的一個問題。以往這些淘汰的設備，往往因實驗室的搬遷或管理不善出現(xiàn)了流失現(xiàn)象，導致實驗室資源存在著較為嚴重的浪費現(xiàn)象。

1.2新設備盲目購置

教學環(huán)節(jié)或科研工作中待需購置的設備，經(jīng)申請批準通過后，就可購入，由實驗室人員統(tǒng)一管理這些設備。然而，有些設備在項目驗收通過后，就出現(xiàn)了無人問津的現(xiàn)象，甚至有些在項目的預期規(guī)劃中是要求購置的設備，在項目展開過程中，發(fā)現(xiàn)根本無需該設備，導致了經(jīng)費和資源的浪費。

1.3已有貴重儀器、設備利用率不高

傳統(tǒng)觀念中，高校長期以來普遍存在著重視理論教學、輕視實驗教學的弊端，導致對實驗人員隊伍的不重視[2]。再加上政策上的不配套，使得實驗室人員知識更新慢，內心產(chǎn)生失落感，影響了實驗教學的質量。

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，新知識、新技術、新儀器、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，我校測控技術專業(yè)在儀器設備的數(shù)量和檔次上有明顯的改善。但因實驗人員沒有機會去外面交流學習，故對新設備的技術掌握程度有限，加上缺少對實驗室工作人員培訓等，設備在部分教師科研項目使用后或實驗課程開設后未得到很好的利用，閑置時間較長。如近幾年我們增加了電磁無損檢測研究方向，其中的很多新技術，如磁記憶檢測、電磁超生等，在我校起步比較晚，但在國民經(jīng)濟中有廣闊的應用前景。為了探索這些技術，我們先后購置了陣列式渦流探傷儀、超聲/磁記憶檢測儀等，這些設備的價格都很昂貴，但因我們對無損檢測的研究開展較晚，許多教師對設備的應用不充分，實驗室人員也缺少對設備使用的培訓機會等，直接導致這些貴重儀器利用率不高和較長時間的閑置。

1.4實驗環(huán)節(jié)薄弱

隨著對實驗教學重視，原來在實驗室工作的人員也由主要承擔實驗的日常管理向教學節(jié)轉變。但在轉變過程中先后出現(xiàn)一些不可忽略的問題，如出于對學生安全的考慮，部分實驗教師取而代之，學生在實驗的環(huán)節(jié)僅僅充當觀察的角色；部分實驗的內容過于簡單，學生在實驗中動手能力的提高達不到預期的效果；利用自制的實驗面板完成實驗，學生通過實驗僅能看到一些現(xiàn)象，而對現(xiàn)象產(chǎn)生的原因以及出現(xiàn)故障的原因很難排查與理解；現(xiàn)有的部分實驗手段不能實現(xiàn)理論知識與實踐環(huán)節(jié)很好地結合等。

1.5實驗內容死板

以往的實驗教學環(huán)節(jié)，只是對照書本理論知識設計了一些實驗，加強了對理論知識的理解，但本對學生進行啟發(fā)。如某應用實驗用自制的實驗面板，在學生僅需簡單的跳線，連線即可完成硬件工作，再通過計算機輸入語言，最終編譯、調試實現(xiàn)實驗的預期結果。學生實驗結束后，若因硬件出現(xiàn)問題，很難自行排查。所使用的芯片在理論課上老師已經(jīng)一一講解，因面板的集成化，省略了學生自行搭建電路的過程，不利于學生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)。再加上實驗課時的限制，學生難以在規(guī)定時間里完成自行搭建電路實驗。

1.6實驗室利用率不高

實驗室一般只有實驗課使用，雖已實現(xiàn)了完善的借用登記制度，但平時很少有學生或老師借用，非實驗課時實驗室的利用率不高，實驗室內部的設備閑置，有些實驗設備一學年才開一次，其余的大部分時間也無人問津。在下次開設實驗前，準備、校準、調試時發(fā)現(xiàn)很多已經(jīng)因閑置太長已老化，實驗的精度設備達不到預期的要求，有些甚至已經(jīng)損壞。

2實驗室改革的幾點建議

針對以上問題，實驗室的改革迫在眉睫。

針對實驗室資源浪費、盲目采購現(xiàn)象，合理采購是著重改進方面，對淘汰設備的處理也應重點考慮。老舊設備與高靈敏度、精度的需求沖突越來越明顯，實驗室加大了采購的力度。學校通過申報、預審、現(xiàn)場評審以及最后審定一系列環(huán)節(jié)實現(xiàn)對采購量、采購種類以及采購力度的控制，尤其對一些貴重設備的采購，應加大評審力度，確保采購完成后儀器的價值得以實現(xiàn)。

對淘汰的設備可以采用回收利用盤活的方法，將其應用到課程設計中，或組織電子競賽，利用這些現(xiàn)有的廢棄資源，開發(fā)新的產(chǎn)品等。對于儀器在借用過程的浪費現(xiàn)象，采用嚴格的登記政策，記錄設備的流通過程，杜絕了設備在流通過程中的遺失現(xiàn)象。

部分設備利用率不高，閑置時間較長，出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因大致有兩點：其一該設備所使用的研究領域正處于探索階段；其二設備的使用不明確。實驗室先后邀請了一些該儀器的生產(chǎn)廠家，對設備的使用作了詮釋。隨著研究領域的擴大，部分教師也正讓這些設備發(fā)揮著越來越重要的作用。教師通過會議交流，多學習，多探討，加強了與外界的聯(lián)系。

鼓勵實驗課上人手一臺，獨立完成實驗，針對有些學生因資源有限沒有機會動手的現(xiàn)象，可以通過分批多次進行的模式開展實驗。多鼓勵學生設計實驗，或在老師的帶領下多研制出一些結合科研項目或是貼近當前的熱點和現(xiàn)實問題的實驗，如設計電子秤、萬用表、收音機、聲光控制的機器貓和充電器等。一些常規(guī)的設備，如示波器、電壓、信號發(fā)生器、萬用表等，學生在實驗課的環(huán)節(jié)，應作為訓練基本技能熟練使用，為以后的開放式實驗環(huán)節(jié)打下堅實的基礎。

針對教學環(huán)節(jié)中對實驗環(huán)節(jié)的重視還不足的現(xiàn)象，增加學生在實驗過程的安全意識。例如：學生搭建的電路在老師檢查后再通電的原則，以防發(fā)生短路損害儀器設備，觸電危害人身安全；電路的調試過程中，可通過理論分析和對實際信號的監(jiān)測比較，更好的檢測和理解理論知識。

我們針對實驗內容死板，背離啟發(fā)式、發(fā)散式教育現(xiàn)象，設計出“以學生興趣為主，基于項目的實驗教學”模式，提高了學生理論知識應用能力和工程實踐能力。在做好現(xiàn)有基礎實驗的同時，實驗室工作人員應和教師溝通協(xié)調，設計一些基于項目的優(yōu)質實驗。實驗中，充分考慮學生已有的知識和實驗技能，讓學生自己動手，激發(fā)學生的興趣[3]。

針對實驗室利用率不高現(xiàn)象，不是簡單地要求延長實驗室開放時間，而是要讓有限的實驗室資源更好地、盡量多地為實驗教學和學生服務[4]。在不影響正常的實驗教學的同時，實驗室對外開放建立完善的借用、還用實驗室登記手續(xù)，學生可以憑借學生證使用實驗室場地和內部的設備。借用實驗室的學生，應嚴格遵守實驗室的規(guī)章制度，確保實驗室整潔，實驗設備的無人為破壞，用電安全等。

隨著教學改革的深化，實驗教學比重增加，實驗室的工作人員也不斷認識到自己的價值，再加上學校上級主管部門的重視，大家從思想上真正認識到自己的責任和使命[5]。實驗老師對要開設的實驗課作大量充足的實驗前準備，再結合“一對一”輔導，保證實驗的質量。同時從實驗室的利用角度考慮，加長實驗室的開放時間，學生以自愿為原則，在教師的指導下，在實驗室老師的配合下，自選實驗器材，完成一些課題。針對部分學生懶動手、怕動手的缺點，采用必修課的方式，慢慢培養(yǎng)他們興趣，逐步提高他們的動手能力。

3結束語

實驗室改革與創(chuàng)新是一個長期的不斷探索的過程，本文對測控專業(yè)實驗室改革做了一點探索，改革之路任重道遠。

參 考 文 獻

[1]丁曉昌.深化改革創(chuàng)新機制全面開創(chuàng)實驗教學與實驗室建設工作新局面[J].實驗室研究與探索，2005，24(10):1-3.

[2]趙楓.高校院系級實驗教學中心建設的研究與探索[J].赤峰學院學報(自然科學版)，2011，27(8)：228-229.

[3]楊文明.實驗教學項目的開發(fā)設計與策略[J].喀什師范學院學報，2014，35(3):52-55.

[4]林建中，王明偉.綜合開放實驗室高效運行方法的研究[J].實驗科學與技術，2013，11(1):124-126.

[5]黨傳升.加強實驗室建設與管理，適應創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要[J].北京郵電大學學報(社會科學版)，2003，5(2)：45-47.

Reform of Test Engineering Professional Laboratory

XU Jun，YAO Entao，CHEN Guo，YAN Yan

(CollegeofAutomation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)

AbstractThe experimental teaching plays an important role in higher education.This paper in view of the current situation of the experimental teaching in Colleges and universities，analyzes the status quo and deficiency of the current experimental teaching such as many years operating experience of the Test Engineering Laboratory of the Department，Nanjing University of Aeronautics & Astronautics.According to these defects，it offers some specific suggestion to reform and innovation.

Key wordstest and control techndogy；experimental teaching; reform; innovation

收稿日期:2015-04-01；修改日期:2015-05-21

基金項目：南京航空航天大學十二五專業(yè)提升建設基金(011482)。

作者簡介：徐君(1981-)，女，碩士，實驗師，主要從事實驗室建設與儀器維護管理、無損檢測方面的工作。

中圖分類號G482

文獻標志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.02.067