以測控系統(tǒng)設計為主線培養(yǎng)測控專業(yè)學生電類工程實踐能力

何翔 中國計量大學現(xiàn)代科技學院

測控技術與儀器專業(yè)是集光、機、電為一體的工程應用專業(yè),不僅要求扎實的理論基礎，而且要求系統(tǒng)的工程設計能力，對學生的工程實踐能力要求較高。

從我院畢業(yè)生及用人單位反饋的信息看，測控專業(yè)學生對于本專業(yè)的基礎知識掌握得比較扎實，但對電子技術的應用、儀器儀表的設計能力以及控制系統(tǒng)的應用相對薄弱，原因是我院測控專業(yè)電類實踐教學體系存在如下問題：①實踐教學從屬于理論課程。實驗課程大多為課內(nèi)實驗，教學內(nèi)容是基于課程的知識點，而不是基于工程項目②實踐內(nèi)容欠缺系統(tǒng)性、綜合性。實踐教學都是配合一門門的理論課程而開設，很少有對多門課程或多個知識點的貫穿應用，與企業(yè)實際需求和工程應用嚴重脫節(jié)，致使學生在學完理論課和相關實踐課程后，對于測控專業(yè)知識不具備綜合應用能力和工程實踐能力，更不要說創(chuàng)新能力了。③任課教師缺乏工程實踐經(jīng)驗。學校缺乏具有企業(yè)工作背景或具有豐富工程實踐經(jīng)驗的實踐課教師，在指導學生的課程設計、畢業(yè)設計時與實際聯(lián)系并不緊密。

針對以上問題，我院電工電子實踐教學團隊借鑒國內(nèi)外兄弟院校工程應用能力培養(yǎng)經(jīng)驗，結合我院測控專業(yè)實際情況，依托我院電工電子省級實驗教學示范中心，開展電類創(chuàng)新實踐課程教學改革探索與實踐，設計了一套實踐教學方案，對應用型人才的培養(yǎng)具有較強的的示范作用。

1 構建基于“測控系統(tǒng)項目設計”理念的實踐教學目標體系

實踐教學目標是實踐教學體系構建的基礎。通過廣泛地社會調(diào)研、畢業(yè)生的信息反饋、企業(yè)對畢業(yè)生素質(zhì)及工作能力的綜合評價以及相關校企合作企業(yè)的建議，了解社會對測控專業(yè)人才知識、技能和素質(zhì)等方面的實際需要，構建了由基礎、綜合、創(chuàng)新和社會實踐四級能力目標組成的實踐教學目標體系，如圖1 所示。

圖 1 基于“測控系統(tǒng)項目設計”理念的實踐教學目標體系

2 構建基于“測控系統(tǒng)項目設計”的模塊化實踐課程內(nèi)容

建立課程與課程之間的聯(lián)系，使學生學習各門實踐課程的知識點的時候具備系統(tǒng)規(guī)劃和設計思維。按照實踐教學目標體系要求，整合相互聯(lián)系的數(shù)門課程：（《電路與電子技術實驗》、《電子實習》、《測控電路》、《課程設計》）重新開設一門專業(yè)必修課程《測控系統(tǒng)設計與開發(fā)》，以工程實際項目為紐帶進行統(tǒng)一規(guī)劃貫穿于測控系統(tǒng)設計與開發(fā)的整個過程，把課程需要掌握的重要知識點串連在一個個綜合實踐項目中，凝練若干個單元電路模塊，如圖2 所示。綜合實踐項目采取課程設計或開放實驗室學生自由安排時間的形式進行。課程后期要求學生掌握各個模塊的功能電路，并能夠熟練的進行組合、應用、創(chuàng)新。

3 以項目為中心開展“做中學、做中教”，注重培養(yǎng)學生的學習能力的培養(yǎng)，在實踐過程中提高學生基礎理論知識的應用

學生在學習基礎理論知識的時候往往會產(chǎn)生 “這知識有什么用？”的疑問，而在理論教學過程中老師很少去回答這一問題，學生在枯燥的理論學習過程中逐漸就失去了對本專業(yè)的興趣。我們的課程就是在基于對項目的反復訓練中要教會學生“做中學”，在實驗過程和工程項目應用中再結合專業(yè)知識的傳授。首先在課程初期教授一些基礎知識，讓學生對該課程有一些基本了解，然后在基于實驗項目設計、開發(fā)的過程中發(fā)現(xiàn)問題，再去教授、自學一些專業(yè)知識去解釋、解決問題。讓學生獲得自學的方法、應用和創(chuàng)新能力。

圖 2 基于“測控系統(tǒng)項目設計與開發(fā)”理念的實踐教學課程內(nèi)容

4 融合現(xiàn)代虛擬仿真等信息技術，按照虛實結合、相互補充的原則，構建高度仿真的虛擬實驗環(huán)境和實驗項目

虛擬儀器是現(xiàn)代計算機技術與儀器技術相結合的產(chǎn)物，基于虛擬儀器開發(fā)專業(yè)綜合實驗項目滿足了測控專業(yè)各個實驗環(huán)節(jié)的銜接，能夠滿足從信號采集到信號調(diào)理、數(shù)據(jù)處理、顯示、傳送、存儲、通訊及控制等各個方面的需求，在課程以及項目設計的各個環(huán)節(jié)引入Multisim、Labview 等虛擬仿真平臺，讓學生在項目設計開發(fā)之前先經(jīng)過仿真得到初步的實驗結果，能夠根據(jù)自己的設計目的靈活實時變換自己的設計方案，將抽象的概念變得清晰明了，增強學生學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

5 構建科學合理的彈性實踐教學考核評價體系

實踐考核是檢查和評價教學效果的重要手段。主要圍繞實踐能力、創(chuàng)新能力及實踐結果，采取靈活多樣的考核評價方法，構建了分層一體化實踐教學考核評價體系，引導學生投入到實踐活動，鼓勵創(chuàng)新思維方式，不僅僅以實踐結果為導向。

(1)基礎實踐層。注重激發(fā)學生實驗興趣，按照預習、考勤、操作、態(tài)度和實驗報告等給出實驗成績。

(2)綜合應用層。注重激發(fā)學生動手能力的培養(yǎng)，按照方案設計、過程態(tài)度、實驗結果 、實驗報告等給出成績。

(3)創(chuàng)新實踐層。鼓勵學生自擬項目，主要通過項目的創(chuàng)新性、設計方法、答辯等綜合給出成績。

通過多年的探索與實踐，我院測控專業(yè)學生綜合實踐能力獲得了豐碩的成果，測控專業(yè)學生近一半學生參加過諸如全國大學生電子設計競賽、智能車競賽、工程訓練競賽等各類電類學科競賽培訓，獲得包括全國大學生電子設計競賽全國一等獎等各類學科競賽獎勵30 余項，在全省同類院校專業(yè)中名列前茅。