測控技術與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)體系的研究

劉海艷，李俊敏

（南京理工大學紫金學院智能制造學院，南京210023）

0 引言

測控技術與儀器是研究信息的獲取、傳輸、分析處理及控制的手段和設備的學科，是人類了解世界和改造世界的基礎工具，也是信息產(chǎn)業(yè)的源頭和組成部分。測控技術與儀器專業(yè)是機械、電子、計算機及控制等多學科互相滲透而形成的一門綜合學科，與其他學科相輔相成，互為融合，為各領域產(chǎn)品智能化提供基礎的數(shù)據(jù)支撐。隨著我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)轉型升級、新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展、人民生活水平不斷改善，重大工程、工業(yè)裝備、智能制造、生命醫(yī)藥、新能源、海洋工程、核電、科技研究、環(huán)境治理、檢驗檢疫等領域對儀器儀表的需求將進一步擴大，我國儀器儀表行業(yè)將迎來新的發(fā)展機遇。在信息技術高速發(fā)展的今天，如何把握先機，與時俱進，需要及時調(diào)整專業(yè)人才培養(yǎng)方案，為培養(yǎng)服務區(qū)域產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟、社會發(fā)展的緊缺工程技術型人才做出貢獻。

1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)研分析

為做好專業(yè)人才需求情況的預測，圍繞智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)鏈及產(chǎn)業(yè)群，充分調(diào)研區(qū)域產(chǎn)業(yè)、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及人力資源需求，專業(yè)鏈對接區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈，分析專業(yè)涉及產(chǎn)業(yè)的規(guī)模與布局，論證不同產(chǎn)業(yè)群對專業(yè)的輻射與需求。

1.1 “兩化”融合進入新階段

黨的十九大報告指出，“推動新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展”，而“兩化”深度融合在“四化同步”發(fā)展過程中起到重要的支撐作用，“十三五”期間國家也密集發(fā)布了一系列促進兩化融合的政策措施。未來，繼續(xù)不斷推進“兩化”深度融合仍將是“十四五”國家信息化建設重點。兩化深度融合是指信息化與工業(yè)化在更大的范圍、更細的行業(yè)、更廣的領域、更高的層次、更深的應用、更多的智能方面實現(xiàn)彼此交融。從應用來看，物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術將在工業(yè)領域得到應用，企業(yè)信息化從單項應用向局部集成應用、全面集成應用發(fā)展。從智能來看，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營各個環(huán)節(jié)的智能化水平將更高，涌現(xiàn)出一批“智慧企業(yè)”“智慧行業(yè)”“智慧產(chǎn)業(yè)”。這些都對測控技術與儀器專業(yè)人才提出更高需求。

1.2 “新基建”速度加快

2018年底召開的中央經(jīng)濟工作會議上，就已經(jīng)明確了5G、人工智能、大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”的定位。2020年3月，中共中央政治局常務委員會強調(diào)，加快新型基礎設施建設作為國家的長期戰(zhàn)略任務，各地對于新基建的部署更加深入。目前，我國數(shù)字化、智能化、微型化等高新技術產(chǎn)品嚴重短缺。國家重大裝備所需高端產(chǎn)品主要依賴進口。而涉及國家安全和重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表，國外對我國往往采取限制。近年來，我國儀器儀表行業(yè)處于遞增發(fā)展階段，政府“十三五”規(guī)劃中明確指出要加強科學儀器設備研發(fā)和應用。自2011年以來，我國儀器儀表制造業(yè)企業(yè)單位數(shù)呈遞增趨勢，該趨勢與我國儀器儀表行業(yè)的收入規(guī)模變化趨勢基本相同。據(jù)統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2020年1-5月我國儀器儀表制造業(yè)企業(yè)數(shù)量為4829個，同比增長8.64%。

1.3 儀器儀表向智能化發(fā)展

作為中國制造業(yè)的重要基礎性產(chǎn)業(yè)，儀器儀表行業(yè)無疑也將面臨人工智能的大洗牌。雖然相比于其他新興產(chǎn)業(yè)，儀器儀表行業(yè)接觸人工智能并不算早，但是已經(jīng)有一批企業(yè)成為了先行者，證明了儀器儀表與人工智能之間結合的可能。譬如，虛擬儀器、智能儀器的誕生已經(jīng)有了人工智能的特征——操作自動化、數(shù)據(jù)處理、人機對話等等。專業(yè)人士分析，儀器儀表行業(yè)正在從自動化向智能化方向發(fā)展，更確切地說，是朝著微型化、多功能化、人工智能化、虛擬化等方向發(fā)展。

2 崗位需求調(diào)研分析

根據(jù)上節(jié)對國家、地方相關政策與人才需求調(diào)研，結合江蘇地區(qū)的智能制造、消費電子、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。明確測控技術與儀器專業(yè)人才在產(chǎn)業(yè)鏈中的崗位群與發(fā)展空間，確定專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)人才需求與專業(yè)人才培養(yǎng)對接互嵌。確定測控技術與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)目標，面向長三角經(jīng)濟發(fā)展需求，對接聚焦新型基礎設施建設各行業(yè)的基礎和核心，致力于培養(yǎng)智能制造、智慧城市、智能家居、工業(yè)控制、云監(jiān)測、公共安全等領域，從事檢測控制系統(tǒng)設計與研制等工作的專門技術人才。

依據(jù)前期所做社會人才需求狀況調(diào)研，測控技術與儀器專業(yè)人才主要從事就業(yè)崗位及能力要求如表1所示。

3 人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新

基于上述產(chǎn)業(yè)和人才需求調(diào)研，針對產(chǎn)業(yè)鏈和崗位分布實際培養(yǎng)對口應用型人才，以就業(yè)為導向，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、實踐能力和就業(yè)競爭力為根本目的，提高應用型人才的專業(yè)能力和崗位勝任力[1]。從能力導向出發(fā)，按照技術邏輯設置專業(yè)模塊課組，重構課程教學體系和實踐教學體系，制定人才培養(yǎng)方案，確定專業(yè)核心課程。課程體系[2]如圖1所示。

基礎課程包括思想政治類課程、形勢與政策、英語、體育、心理健康教育與服務、職業(yè)發(fā)展與就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導等公共必修課。以及為了培養(yǎng)學生具有扎實的自然科學、電工電子技術、社會科學、程序設計、工程圖形學等基礎知識設置的學科基礎課。

表1 測控技術與儀器專業(yè)主要就業(yè)崗位及能力要求

圖1 測控技術與儀器專業(yè)課程體系

專業(yè)課程設置主要圍繞信號的獲取、處理、傳輸、控制設置對應課程組。為適應智能制造、工業(yè)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領域儀器儀表向微型化、智能化、虛擬化方向發(fā)展，課程設置中信息獲取方式增加智能感知技術以及MEMS技術及應用的課程，信息傳輸由傳統(tǒng)的有線傳輸轉變?yōu)闊o線傳輸方式，課程對應設置無線傳感網(wǎng)絡技術及物聯(lián)網(wǎng)技術。

為培養(yǎng)適應經(jīng)濟社會發(fā)展的工程應用型人才，設置能力提升模塊，針對儀器儀表在不同領域的應用設置相應理論課程，如智能儀器設計、嵌入式系統(tǒng)設計、虛擬儀器等課程。為進一步加強學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，強化實踐能力訓練，設置有針對性的集中實踐教學環(huán)節(jié)，包括電子實習、智能儀器課程設計、測控電路課程設計、檢測與控制技術綜合試驗、生產(chǎn)過程控制綜合實驗。

4 人才培養(yǎng)體系的實施

4.1 課程教學改革

人才培養(yǎng)過程中，以崗位職業(yè)能力需求為第一要素，以滿足企業(yè)需求為終極目標，培養(yǎng)“基礎知識夠用、專業(yè)知識管用、專業(yè)技能實用”的本科層次的應用型人才。

專業(yè)核心課程與企業(yè)共建，選取工程應用中典型的物理量作為研究對象進行測量、控制，并以此為主線貫穿于整個實踐教學體系。將多門課程的知識點串聯(lián)，強化學生對實際工程測控系統(tǒng)的感性認識，加強學生對所學知識的綜合運用能力。

對現(xiàn)有實驗教學項目進行改革，重新對實驗內(nèi)容和教學方法進行設置，增設綜合性、設計性實驗，使有綜合性、設計性實驗的課程比例達到實驗課程總數(shù)的80%以上，在此基礎上，鼓勵和提倡創(chuàng)新型實驗，通過整合、共享、發(fā)展、創(chuàng)新，實現(xiàn)了從驗證模仿型實驗向設計創(chuàng)新型實驗的轉變。

4.2 深化校企合作

緊密聯(lián)系產(chǎn)業(yè)行業(yè)企業(yè)，搭建教師發(fā)展平臺，通過產(chǎn)學融合、校企合作，多途徑提升發(fā)展教師教育教學能力、科研應用能力、專業(yè)建設能力、社會服務能力、跨學科合作能力。與企業(yè)合作建立穩(wěn)定的“雙師型”教師校外實習、培訓基地，通過頂崗工作，掛職鍛煉等方式，引導教師為企業(yè)開展技術服務，在實踐中提升能力。繼續(xù)引進企業(yè)技術管理人員參與到專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定，引進企業(yè)工程師參與的專業(yè)課程授課、畢業(yè)設計指導、學生創(chuàng)新項目指導等。企業(yè)師資和專職師資的互融交流，通過橫向課題聯(lián)合申報、合作開發(fā)專利等方式來深化校企合作，提升師資能力。

另一方面，與產(chǎn)業(yè)行業(yè)協(xié)同發(fā)展，加強校企合作、拓展專業(yè)建設資源。深入開展校企合作，建設若干運行有效的人才培養(yǎng)基地，鼓勵企業(yè)進校，聯(lián)合開發(fā)實訓中心、開發(fā)中心、工作室等；積極利用企業(yè)平臺和資源，推動專業(yè)設置與產(chǎn)業(yè)、行業(yè)對接，課程內(nèi)容與職業(yè)標準對接，教學過程與生產(chǎn)過程對接。

5 結語

針對地方本科院校應用型人才培養(yǎng)目標，結合地方經(jīng)濟發(fā)展需求，通過市場調(diào)研，同類型高校調(diào)研、回訪畢業(yè)生、與行業(yè)企業(yè)緊密接觸，對測控技術與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行調(diào)整，改革人才培養(yǎng)模式，完善專業(yè)課程體系，更新課程教學內(nèi)容等，旨在提升學生職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力。當然，人才培養(yǎng)模式的研究還需要緊扣社會需求，在實踐中不斷改進和提高，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。