測控工程專業(yè)主干課程體系改革與優(yōu)化

梁 勇, 王玲玲

(海軍航空工程學(xué)院 控制工程系， 山東 煙臺 264000)

測控工程專業(yè)主干課程體系改革與優(yōu)化

梁 勇, 王玲玲

(海軍航空工程學(xué)院 控制工程系， 山東 煙臺 264000)

針對目前工程專業(yè)主干課程體系存在的專業(yè)課程與專業(yè)基礎(chǔ)課程聯(lián)系不足、實踐培養(yǎng)手段單一等問題，以測控工程專業(yè)為例，通過構(gòu)建貫穿式實踐課程體系等手段，提出了專業(yè)主干課程體系優(yōu)化改革方案，提高了專業(yè)課程體系的針對性、科學(xué)性和實戰(zhàn)性，進一步適應(yīng)對高素質(zhì)新型軍事人才培養(yǎng)的需求。

測控工程；自動化；主干課程體系；改革與優(yōu)化

0 引言

我院測控工程專業(yè)成立于1959年，其任務(wù)是培養(yǎng)從事裝備控制系統(tǒng)及其測試設(shè)備的使用、維修、監(jiān)造、研究和管理的高級工程技術(shù)人員。在長期的發(fā)展過程中，經(jīng)過多次培養(yǎng)方案和課程標準的修訂，課程體系設(shè)置、各門課程內(nèi)容編排基本上能夠涵蓋和反映測控工程專業(yè)所需的知識結(jié)構(gòu)體系。但隨著部隊裝備的不斷更新以及信息化、實戰(zhàn)化教育的倡導(dǎo)，現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案已經(jīng)不能夠完全滿足新形式下對軍事工程人才的需求。我們針對培養(yǎng)方案中存在一些不足，依據(jù)專業(yè)定位與培養(yǎng)目標，參考國內(nèi)外高校相關(guān)專業(yè)的課程體系設(shè)置，實施了一系列測控工程專業(yè)主干課程體系的改革與優(yōu)化措施。

1 現(xiàn)有課程體系設(shè)置的不足

我們在測控工程專業(yè)主干課程體系的制定和修改過程中一直堅持一個原則：對裝備教學(xué)跟蹤和畢業(yè)學(xué)員崗位任職情況的回訪，以期了解學(xué)員對裝備課程的期望和部隊對專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。我們通過近三年的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有方案中，在專業(yè)課程體系設(shè)置上尚有如下不足之處。

1.1 專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的聯(lián)系不足

通常來說，課程的作用，是為了使學(xué)生在一段時間內(nèi)深入學(xué)習(xí)某一特定領(lǐng)域內(nèi)的一些特殊規(guī)律。從這個意義上說，課程的分工具有獨立性。然而，也不可過多強調(diào)各門課程的獨立性而忽視了課程之間關(guān)聯(lián)性。否則，專業(yè)基礎(chǔ)課為了更多地強調(diào)理論完整性，忽略工程技術(shù)問題；而專業(yè)課程為了更多地注重實際應(yīng)用，不去強調(diào)這門課程的理論知識，從而造成專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程之間的銜接不緊密的問題。

例如專業(yè)基礎(chǔ)課程“自動控制原理”的講授基本圍繞課本上的通用理論，花費大量的時間用于數(shù)學(xué)推導(dǎo)，課程內(nèi)容與實際系統(tǒng)的聯(lián)系較少，特別是與本專業(yè)相關(guān)的武器系統(tǒng)的聯(lián)系更少。這就導(dǎo)致許多學(xué)員直到學(xué)完這門課程后，也不清楚所學(xué)的理論知識與實際系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，更談不上與專業(yè)課的結(jié)合與應(yīng)用。

1.2 專業(yè)課程偏多偏散，系統(tǒng)性不強

隨著海軍多個新型裝備的服役以及新的艦上裝備的配套，早在2012年我們就對部分課程內(nèi)容進行了調(diào)整，如更新了“武器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理”和“武器控制系統(tǒng)使用維護”課程的相關(guān)內(nèi)容，增設(shè)了“武器測試設(shè)備原理與使用”和“武器安控設(shè)備原理與使用維護”。這些調(diào)整意在跟蹤更新裝備教學(xué)內(nèi)容，擴充學(xué)員知識面，完成裝備使用到裝備維護的轉(zhuǎn)變。然而經(jīng)過兩屆相關(guān)專業(yè)的教學(xué)實踐，我們發(fā)現(xiàn)存在課程內(nèi)容偏多偏散且重復(fù)、銜接不緊密和系統(tǒng)性不強的問題，造成原有設(shè)想無法完全實現(xiàn)。

此外，“武器控制系統(tǒng)原理”是本專業(yè)的核心課程之一，卻受限于課時，無法將武器控制的新理論、新方法等內(nèi)容引入。這些問題都急需在充分梳理課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，加以統(tǒng)籌改革完善。

1.3 課時分配不盡合理，開設(shè)時間節(jié)點不合適

通過統(tǒng)計分析得出，理論課時分配較多，教員過于注重知識的系統(tǒng)性、完整性以及知識點的深度，而忽視了其在實際工程中的應(yīng)用。沒能統(tǒng)籌規(guī)劃基礎(chǔ)課與專業(yè)課，理論課與實踐課的合適比例。

另外，部分課程的開設(shè)時間節(jié)點不盡合理，使課程的功能不能充分發(fā)揮。如“控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計”是介紹控制系統(tǒng)理論與仿真的課程，其目的是使學(xué)員在掌握“自動控制原理”的基礎(chǔ)上，通過控制系統(tǒng)的仿真和分析對控制原理有更深入的理解。但是它是在“自動控制原理”課程結(jié)束一個學(xué)期后開設(shè)，時間跨度過大，造成兩門課程脫節(jié)，原來應(yīng)有的相輔相成的作用大大削弱。

1.4 實踐環(huán)節(jié)設(shè)置不完善、實驗內(nèi)容單一

現(xiàn)有的實驗多是驗證性實驗，學(xué)生按部就班，做實驗時盲目、機械，無法激發(fā)其創(chuàng)新熱情。實踐環(huán)節(jié)的課程設(shè)計中，課題內(nèi)容變化少，可選擇范圍窄，使得幾個班次實施之后，學(xué)生開始復(fù)制抄襲，難以達到理論聯(lián)系實際的作用，更談不上團隊合作精神的鍛煉。

針對上述問題，急需對測控工程專業(yè)課程體系進行改革，以期進一步適應(yīng)新形勢下高素質(zhì)軍事人才培養(yǎng)的迫切需求。

2 專業(yè)人才培養(yǎng)定位與培養(yǎng)目標

2.1 專業(yè)人才培養(yǎng)定位

1) 什么是為部隊、為戰(zhàn)斗力而教？

當(dāng)前軍事院校在強調(diào)“為部隊而教，為戰(zhàn)斗力而教”的思想指導(dǎo)下，很容易步入為部隊崗位而教，為任職能力而教的誤區(qū)。因此在開展專業(yè)課程體系改革前，必須要明確什么是為部隊、為戰(zhàn)斗力而教，究竟應(yīng)該培養(yǎng)什么樣的人才的問題。

戰(zhàn)斗力作為軍隊建設(shè)唯一的根本標準，是通過能否打勝仗來衡量的。軍隊具備這樣的能力主要靠人、裝備以及人與裝備的結(jié)合，其中軍事人才個體的全面素質(zhì)，特別是科技素質(zhì)、信息素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)在戰(zhàn)斗力中具有特別重要的意義。軍隊院校必須緊密圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)新型軍事人才這個中心任務(wù)。因此，為部隊、為戰(zhàn)斗力而教，就是要以培養(yǎng)打贏信息化條件下局部戰(zhàn)爭的高素質(zhì)新型軍事人才為標準，圍繞著人才的綜合素質(zhì)培養(yǎng)開展，而不能僅僅局限于勝任現(xiàn)有崗位。

2) 我院測控工程專業(yè)人才培養(yǎng)定位

目前公認的人才結(jié)構(gòu)區(qū)分是把人才分為科學(xué)型、工程型、技術(shù)型及技能型四類[1-2]。其中，科學(xué)型人才主要從事認識世界的活動，其培養(yǎng)依賴于高等學(xué)術(shù)教育；工程型、技術(shù)型及技能型人才主要從事改造世界的活動，這其中，工程型人才需要工程教育來培養(yǎng)，技術(shù)型人才需要技術(shù)教育來培養(yǎng)，而技能型人才一般在中等職業(yè)教育或高等職業(yè)教育的部分專業(yè)就可培養(yǎng)。當(dāng)然，人才結(jié)構(gòu)與教育類型不是絕對一一對應(yīng)的，但總體上不同類型的人才結(jié)構(gòu)由于其自身的特點，必須遵循受教育層次的邏輯規(guī)律。

綜上所述，結(jié)合測控工程專業(yè)本科學(xué)歷教育特點，我院已將測控工程專業(yè)人才培養(yǎng)定位于軍事工程型人才，按照工程教育特點培養(yǎng)。在主要培養(yǎng)階段，以拓寬本學(xué)科視野、樹立跨學(xué)科思維、強化實踐創(chuàng)新能力為主要目的；在培養(yǎng)后期，加入崗位任職培訓(xùn)內(nèi)容，提高專業(yè)素養(yǎng)和崗位技能，以滿足第一崗位任職需要。

2.2 培養(yǎng)目標

根據(jù)測控工程專業(yè)人才培養(yǎng)的定位，可以進一步明確專業(yè)人才培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)適應(yīng)新軍事革命需要的，具有優(yōu)良的思想政治素質(zhì)，系統(tǒng)的自然科學(xué)基礎(chǔ)和一定的人文科學(xué)基礎(chǔ)，良好的軍事基礎(chǔ)素質(zhì)，健康的身體心理品質(zhì)，較強的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和實踐能力，能夠勝任武器控制系統(tǒng)的測試與控制系統(tǒng)裝(設(shè))備的使用、維護、監(jiān)造、研究和管理工作的厚基礎(chǔ)、寬口徑、復(fù)合型高級工程技術(shù)人才和管理人才，具有國際視野的高素質(zhì)創(chuàng)新人才和未來領(lǐng)導(dǎo)者。

3 類似專業(yè)課程體系設(shè)置分析

與我院測控專業(yè)相似的專業(yè)，在國內(nèi)有清華大學(xué)、東北大學(xué)、國防科技大學(xué)等高校的自動化專業(yè)，在國外有美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校、印度理工學(xué)院德里分校等學(xué)校的電氣工程專業(yè)和美國安納波利斯海軍軍官學(xué)校的系統(tǒng)工程專業(yè)等[2-6]。我院在測控工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的改革與優(yōu)化措施提出前，曾對上述高校的類似專業(yè)的課程體系及設(shè)置做了詳盡的分析與研究。

3.1 課程體系設(shè)置

各學(xué)校類似專業(yè)的課程體系設(shè)置情況如圖1所示。由圖1可以看出，國內(nèi)外名校類似專業(yè)課程體系中，通識教育占比基本在20%～30%之間，專業(yè)教育基本在40%～50%之間，實踐教育在10%～30%之間。相比較而言，我院通識教育比重略大，專業(yè)教育和實踐教育略顯單薄。

3.2 專業(yè)核心課程設(shè)置

各學(xué)校類似專業(yè)的核心課程設(shè)置情況如表1所示。可以看出，國內(nèi)外名校類似專業(yè)普遍注重專業(yè)基礎(chǔ)教育，課程覆蓋面寬廣，體現(xiàn)了“厚基礎(chǔ)、重實踐、拓寬專業(yè)”的理念[2-7]。相比較而言，我院測控工程專業(yè)課程設(shè)置的崗位指向性較強，專業(yè)方向相對較窄。

(a)自動化教指委指導(dǎo)性規(guī)范 (b)清華大學(xué)自動化專業(yè)

(c)國防科大自動化專業(yè) (d)美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校電氣工程專業(yè)

(e)印度理工學(xué)院德里分校(f)我院測控工程專業(yè)電氣工程專業(yè)

圖1 國內(nèi)外各高校相關(guān)專業(yè)課程體系設(shè)置對比情況

表1 國內(nèi)外各高校相關(guān)專業(yè)核心課程設(shè)置對比情況

4 專業(yè)課程體系改革方案

根據(jù)前述專業(yè)定位，通過對比國內(nèi)外名校相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置情況，我院確定測控工程專業(yè)課程體系改革思路如下：堅持“寬口徑”教育，加強專業(yè)教育，增加專業(yè)知識容量；調(diào)整專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)，優(yōu)化已有專業(yè)特色課程；加強實踐類、實習(xí)類教學(xué)環(huán)節(jié)。以符合測控工程專業(yè)崗位為需求，以強化理論與實踐結(jié)合為原則，對主干課程教學(xué)體系進行全面梳理和優(yōu)化。具體優(yōu)化方案及課時分配如表2所示。

表2 主干課程體系優(yōu)化方案及課時分配*

4.1 強化通識課程，拓寬學(xué)科視野

測控工程專業(yè)培養(yǎng)最重要的一點是使所培養(yǎng)的學(xué)員具有學(xué)科新視野、新思維，能充分了解學(xué)科發(fā)展前沿。為了強化通識課程教育，拓寬學(xué)員學(xué)科視野，特地增設(shè)了40學(xué)時“控制科學(xué)概論”新生研討課，介紹控制學(xué)科的研究內(nèi)容、地位以及專業(yè)所需的知識框架和基本內(nèi)容。

4.2 構(gòu)建貫穿式實踐課程體系，強化創(chuàng)新能力

本科教育培養(yǎng)的人才應(yīng)該在掌握相關(guān)專業(yè)知識的同時具備綜合工程實踐能力，而工程實踐環(huán)節(jié)是將兩者很好融合的途徑。為此，我們要構(gòu)建相對獨立的實踐課程體系，正確處理好課內(nèi)與課外、理論與實踐、知識傳授與能力、素質(zhì)培養(yǎng)之間的關(guān)系，保證實踐教學(xué)“四年不斷線”，貫穿于人才培養(yǎng)的全過程。貫穿式工程實踐課程體系應(yīng)圍繞早期工程體驗課程、綜合設(shè)計性實驗課程、以項目為載體的創(chuàng)新性課程等進行安排。具體措施如下。

(1) “控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計”不再單獨設(shè)課，將其中的仿真內(nèi)容融入“自動控制原理”(經(jīng)典和現(xiàn)代部分)和“計算機控制”兩門課程中；其中的Matlab基礎(chǔ)部分在自修課中傳授，并通過1-2次輔導(dǎo)，幫助學(xué)員自學(xué)完成[8]。

(2) “自動控制原理”(現(xiàn)代部分)原有的離散內(nèi)容(16學(xué)時)與“計算機控制”有交叉，因此去掉相關(guān)重復(fù)部分；

(3) 面向控制技術(shù)實現(xiàn)領(lǐng)域，強化單片機硬件內(nèi)容，撤掉“計算機硬件基礎(chǔ)”課程，增設(shè)“嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)(單片機部分)”；

(4)將“計算機控制”、“嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)”和“控制系統(tǒng)課程設(shè)計”這三門課程順序安排在同一學(xué)期(第6學(xué)期)?！坝嬎銠C控制”提供控制系統(tǒng)設(shè)計的理論和算法基礎(chǔ)，“嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)”提供單片機設(shè)計的硬件基礎(chǔ)。此后在“控制系統(tǒng)課程設(shè)計”開課時，就可以直接運用前兩門課程所學(xué)知識自主選擇設(shè)計磁懸浮控制系統(tǒng)、倒立擺控制系統(tǒng)、三自由度直升機模型、水溫控制等系統(tǒng)[9-10]。三門課程緊密銜接，確保理論到實踐的有效貫通。

4.3 緊貼部隊裝備發(fā)展，提高崗位技能

軍校培養(yǎng)的人才首先要能直接服務(wù)部隊、服務(wù)裝備，滿足第一崗位需求，同時適應(yīng)后續(xù)崗位轉(zhuǎn)換和能力遷移的要求。因此專業(yè)課程的講授可采用“通用原理與典型裝備型號組合”方式，針對部隊裝備更新?lián)Q代快，但裝備原理基本相通的特點，面向后續(xù)崗位轉(zhuǎn)換和能力遷移的需求，既重視通用裝備原理課程，又及時補充新型裝備原理，使學(xué)員形成完整系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)；面向第一崗位任職需求，將型號教學(xué)融入原理教學(xué)、結(jié)合實踐教學(xué)突出型號差異，以適應(yīng)不同的崗位需求。具體措施如下：

(1) 不對“飛行力學(xué)”單獨設(shè)課，有關(guān)空氣動力與力矩內(nèi)容(10學(xué)時)并入“武器控制系統(tǒng)原理”；豐富制導(dǎo)內(nèi)容，如新增多平臺協(xié)同典型作戰(zhàn)模式、多平臺協(xié)同編隊控制技術(shù)等武器控制的新方法和新技術(shù)內(nèi)容，并加入無人飛行器導(dǎo)航制導(dǎo)控制裝置設(shè)計實驗；

(2) 不對“武器安控系統(tǒng)原理與使用維護”單獨設(shè)課，內(nèi)容并入“武器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理”，同時新增衛(wèi)星導(dǎo)航及組合導(dǎo)航設(shè)備、氣壓測高裝置、大氣數(shù)據(jù)處理計算機等新內(nèi)容；

(3) 將“武器控制系統(tǒng)使用與維護”與“武器測試設(shè)備原理與使用”整合為1門課，并對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)維護與標定、控制系統(tǒng)分機測試與設(shè)備保養(yǎng)維護、武器控制系統(tǒng)維修與保管等內(nèi)容進行豐富完善，增設(shè)裝備維護典型案例分析等內(nèi)容；

(4) 將“自動檢測技術(shù)”與“虛擬儀器技術(shù)”整合為1門課程，并增加裝備測試案例。

5 結(jié)語

本文介紹了我院測控工程專業(yè)主干課程體系的改革和優(yōu)化方案。它是依據(jù)專業(yè)定位和培養(yǎng)目標，在大量的回訪、調(diào)研的基礎(chǔ)上提出來的。方案精簡了原先的冗余內(nèi)容，使各門課程之間內(nèi)容的銜接更為緊密，夯實了學(xué)生工程實踐的理論依據(jù)，提高了其動手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的比重。新課程體系的針對性、科學(xué)性和實戰(zhàn)性有了很大的提高，更加符合軍事人才培養(yǎng)規(guī)律。

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Reform and Optimization on System of Main Courses in the Measurement and Control Engineering Specialty

LIANG Yong, WANG Ling-ling

(DepartmentofControlEngineering,NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity,Yantai264000,China.)

In order to solve the problems in the system of main courses of engineering specialty, such as insufficient contact between professional courses and basis courses, single means to cultivate practical ability and so on, reform and optimization is performed as taking the specialty of measurement and control engineering for example. By adopting some methods such as constructing practical curriculum system, the reforming program of main courses for this specialty is researched and proposed. This program could improve the pertinence, scientific and practical ability for the system of main courses, and further satisfy the requirements of new military personnel with high quality.

measurement and control engineering; automation; system of main courses; reformation and optimization

2016-09-05;

2017-01-09

梁 勇(1976-)，男，博士，副教授，主要從事控制理論教學(xué)與研究,E-mial: ytliangyong@sina.com

G712

B

1008-0686(2017)04-0087-05