測控技術(shù)與儀器專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)模式探索

張雄星+王偉+王可寧

摘要：生產(chǎn)實習(xí)是工科大學(xué)生非常重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過對我校測控專業(yè)多年來生產(chǎn)實習(xí)運行情況的分析和總結(jié)，本文著眼于測控專業(yè)“測量、控制”的專業(yè)本質(zhì)，提出了激光測距望遠鏡這一新的實習(xí)內(nèi)容和實習(xí)模式，夯實學(xué)生實踐動手能力，凸顯測控專業(yè)的專業(yè)特色。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)實習(xí)；測控專業(yè)；實踐動手能力；探索

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）39-0049-02

生產(chǎn)實習(xí)是工科大學(xué)生教學(xué)計劃中一個十分重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進行專業(yè)基本訓(xùn)練、培養(yǎng)實踐動手能力、理論聯(lián)系實際的重要手段。

多年來，我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)的內(nèi)容均是裝調(diào)望遠鏡，學(xué)生在3周的生產(chǎn)實習(xí)時間里，利用已有的零部件和CZW望遠鏡綜合檢查儀裝調(diào)出一款普通的手持式雙筒望遠鏡。

該生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容和實習(xí)大綱均制定于9年前，反映了當時的工業(yè)技術(shù)水平、生產(chǎn)實習(xí)指導(dǎo)教師隊伍和基地的建設(shè)水平。經(jīng)過9年來實習(xí)基地的運行，測控專業(yè)學(xué)生的生產(chǎn)實習(xí)也逐步暴露出兩個主要問題。（1）生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容單一，知識綜合性不強，對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足。學(xué)生實習(xí)的主要工作是針對確定的光路，把望遠鏡鏡筒、棱鏡、固定結(jié)構(gòu)件等光機零件組裝起來，再利用所學(xué)的應(yīng)用光學(xué)知識，結(jié)合裝調(diào)儀完成望遠鏡的調(diào)試工作。在裝調(diào)過程中，要求學(xué)生嚴格依據(jù)每一步既定的工藝工序進行操作，從實習(xí)對象、到光路結(jié)構(gòu)、再到裝調(diào)工藝，內(nèi)容單一、綜合性不強，無法激發(fā)出學(xué)生的參與熱情、創(chuàng)造激情和專業(yè)興趣的內(nèi)容。（2）工作量不飽滿，時間浪費情況嚴重。傳統(tǒng)光學(xué)望遠鏡所需的零件約有20個左右，裝調(diào)大工序有5項，小工序約有15項，結(jié)構(gòu)的裝配按照步驟很快就可完成，程度好的同學(xué)只需3天的時間就可完成望遠鏡的組裝工作?？墒牵捎谖倚WZ調(diào)試儀只有兩臺，學(xué)生數(shù)量多，他們很多時間都在排隊等待調(diào)試儀，時間浪費非常嚴重。

一、生產(chǎn)實習(xí)引入激光測距望遠鏡內(nèi)容，凸顯我校測控專業(yè)的光學(xué)特色

生產(chǎn)實習(xí)在培養(yǎng)高校學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新精神方面起著至關(guān)重要的作用。而順應(yīng)時代需要、跟進科技不斷發(fā)展的步伐，探索生產(chǎn)實習(xí)新模式，培養(yǎng)符合科技發(fā)展、符合行業(yè)需要的新型復(fù)合型創(chuàng)新人才至關(guān)重要。

為了提高生產(chǎn)實習(xí)的質(zhì)量，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，凸顯我校測控專業(yè)的專業(yè)特色和光學(xué)特色，給生產(chǎn)實習(xí)引入“激光測距望遠鏡”新內(nèi)容。

激光測距望遠鏡重量輕、體積小、操作簡單、測量準確、速度快，其誤差僅為其他光學(xué)測距儀的五分之一到數(shù)百分之一。它把望遠鏡和激光測距機兩臺儀器有效的結(jié)合起來，望遠鏡可實現(xiàn)對遠距離目標的觀測，測距機可對目標進行位置測量，在遠距離觀測的同時確定目標對象的距離信息。激光測距望遠鏡的生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容既體現(xiàn)了測控專業(yè)的“測量、控制”的專業(yè)本質(zhì)，也凸顯了我校多年來在光學(xué)領(lǐng)域方面積累的雄厚的光學(xué)特色。

激光測距望遠鏡是一種綜合性的光電系統(tǒng)，需要學(xué)生所學(xué)的很多專業(yè)課程和實踐知識、工具的凝練和支撐，不僅可對“應(yīng)用光學(xué)”、“光學(xué)設(shè)計”等課程所學(xué)的知識加以應(yīng)用，而且可把實踐內(nèi)容擴展到“光電信號探測與處理”、“光電儀器設(shè)計”、“傳感器”、“單片機”以及“測控電路”等課程所學(xué)的內(nèi)容中。另外，生產(chǎn)實習(xí)中所用的計算機輔助工具也會涉及光學(xué)輔助設(shè)計軟件“zemax”，機械結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計軟件“AutoCAD”，電路輔助設(shè)計軟件“Protel（Altium Designer）”，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具“Keil uVision”等，能起到對學(xué)生綜合能力充分鍛煉的作用，綜合性強、創(chuàng)新能力培養(yǎng)作用大，突出我校測控專業(yè)的光學(xué)特色。激光測距望遠鏡所涉及的工具、直接課程背景如圖1所示。

二、探索生產(chǎn)實習(xí)新內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生自主開發(fā)激光測距望遠鏡

把“激光測距望遠鏡”內(nèi)容引入生產(chǎn)實習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生自主開發(fā)，還可以解決學(xué)生時間浪費、內(nèi)容單一等問題。由于綜合性的生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容和環(huán)節(jié)多、模塊復(fù)雜，在3周的生產(chǎn)實習(xí)中，學(xué)生實習(xí)內(nèi)容非常充實，需要動手操作和思考的問題很多。實際操作時，可依次把學(xué)生分成多批進行操作，降低由于設(shè)備瓶頸和內(nèi)容單一造成的時間浪費現(xiàn)象，同時也可以鞏固和豐富學(xué)生學(xué)過的大量光電類專業(yè)課所學(xué)的知識。

要想真正的為學(xué)生服務(wù)，為生產(chǎn)實習(xí)服務(wù)，必須結(jié)合我校測控專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計劃和專業(yè)特色，依靠測控專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)指導(dǎo)團隊，依據(jù)生產(chǎn)實習(xí)基地和相關(guān)實驗儀器和場地的條件，自主開發(fā)，設(shè)計出一款適合學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)特點的激光測距望遠鏡。

由于生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容繁多，時間緊張，在指導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計開發(fā)激光測距望遠鏡時可相應(yīng)降低有關(guān)望遠鏡的測距精度指標，重在讓學(xué)生真正參與，激發(fā)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力和意識，了解望遠鏡的開發(fā)流程和各種工藝要求。指導(dǎo)學(xué)生自主開發(fā)時應(yīng)遵循以下原則。

1.普通測距精度，低成本。

2.激光模塊、探測器模塊、時間間隔測量模塊學(xué)生可自制、可調(diào)。

3.測距算法和程序給學(xué)生預(yù)留改進提高的空間，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。

三、探索測控專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)新模式，促使生產(chǎn)實習(xí)應(yīng)達到的目標

引入激光測距望遠鏡內(nèi)容，探索測控專業(yè)學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)新模式，根據(jù)培養(yǎng)目標的要求，夯實實踐動手能力，提高學(xué)生將來就業(yè)競爭力，力爭生產(chǎn)實習(xí)達到以下主要目標。

1.和科技接軌，提升生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容的綜合性和創(chuàng)新?，F(xiàn)代光學(xué)儀器基本上都是光機結(jié)合，以光為測量原理或信號源，以電為信號處理或者人機交流的接口。縱觀連續(xù)開展了四屆的“全國大學(xué)生光電設(shè)計競賽”，每屆比賽都有兩個賽題，一個是光電測量儀器，另一個是競賽競速小車或無人機。每個題目都需要參賽學(xué)生利用光學(xué)傳感器或者光學(xué)裝置，把攜帶有目標信息的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后對電信號進行處理，每個題目都是既有光路，又有電路。因此，探索測控專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)新內(nèi)容，凝練專業(yè)特色，提升生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容的綜合性和創(chuàng)新性具有重要的實踐意義。

2.在嚴格的工序、工藝的基礎(chǔ)上增加可調(diào)、可變、可提高的自主創(chuàng)新環(huán)節(jié)。以傳統(tǒng)望遠鏡為基礎(chǔ)，引入激光測距技術(shù)，整合為激光測距望遠鏡，在測距功能模塊中加入結(jié)構(gòu)上可供學(xué)生動手設(shè)計、焊接、裝調(diào)的內(nèi)容，測距算法上可讓學(xué)生發(fā)揮、提高的內(nèi)容，這樣，就可以在以前嚴格的工序工藝的實習(xí)內(nèi)容基礎(chǔ)上增加可調(diào)、可變、可提高的自主創(chuàng)新環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，給學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新意識提供必要的空間和支持。

3.夯實學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的就業(yè)競爭。考查測控專業(yè)學(xué)生求職和工作實踐也可以發(fā)現(xiàn)，用人單位既看中學(xué)生在光學(xué)知識方面的扎實基礎(chǔ)，也希望學(xué)生具有光電系統(tǒng)的全面知識。激光測距望遠鏡的生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容能夠有效提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生組織生產(chǎn)、獨立工作以及初步的科學(xué)研究水平，解決生產(chǎn)技術(shù)問題，并進一步掌握生產(chǎn)技術(shù)，成為合格的專業(yè)技術(shù)人員，增加學(xué)生就業(yè)的競爭力。

四、總結(jié)

適應(yīng)科技和時代的發(fā)展，以學(xué)生為本，探索測控專業(yè)學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)的新內(nèi)容和新模式，引入激光測距望遠鏡新的生產(chǎn)實習(xí)課題，對切實提高學(xué)生的實踐動手操作能力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、凝練測控專業(yè)的專業(yè)特色、提升學(xué)生將來就業(yè)的競爭力等方面都具有重要的意義。

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