面向新工科人才培養(yǎng)的測(cè)控實(shí)踐教學(xué)體系探索與實(shí)踐

黃寶娟 張育林 王娜 王明偉 李銘

摘? 要：為了滿足新工科人才培養(yǎng)的需求，在測(cè)控實(shí)習(xí)課程中優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化多學(xué)科交叉融合，拓展實(shí)踐項(xiàng)目，構(gòu)建了3層次遞進(jìn)式測(cè)控實(shí)踐教學(xué)體系，形成了既能滿足學(xué)生普及測(cè)控技術(shù)知識(shí)的需要，又能培養(yǎng)學(xué)生探究和創(chuàng)新精神的實(shí)踐環(huán)境。近幾年教學(xué)實(shí)踐證明，對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)初見成效.

關(guān)鍵詞：新工科;實(shí)踐教學(xué)體系;自主實(shí)踐;科技競(jìng)賽

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2021）24-0097-04

Abstract： In order to meet the needs of the training of new engineering talents， the teaching content is optimized in the course of measurement and control practice， the multi-disciplinary integration is strengthened， the practical items are expanded， and the three-level progressive type measurement and control practice teaching system is constructed. It can not only meet the needs of students to popularize the technical knowledge of measurement and control， but also cultivate the practical environment for students to explore the spirit of innovation. In recent years， teaching practice has proved that the cultivation of innovative talents has achieved initial results.

Keywords： new engineering; practical teaching system; independent practice; science and technology competition

在新工科建設(shè)背景下，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)，探索工程實(shí)踐人才培養(yǎng)的新模式，對(duì)促進(jìn)新時(shí)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)具有重要的戰(zhàn)略意義[1]。多學(xué)科交叉融合、綜合發(fā)展突出創(chuàng)新是新工科的重要特征之一，新工科把學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力提到了新的高度，實(shí)踐教學(xué)是實(shí)現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要途徑，基于此，各高校對(duì)實(shí)踐教學(xué)都在進(jìn)行積極地探索與研究[2-4]。測(cè)控實(shí)習(xí)課程是我校實(shí)踐教學(xué)中心開設(shè)的三大實(shí)習(xí)課程之一，為滿足新工科人才培養(yǎng)的要求，對(duì)測(cè)控實(shí)習(xí)課程進(jìn)行了重新定位，對(duì)測(cè)控實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了不斷地探索與實(shí)踐，幾年來(lái)的實(shí)踐教學(xué)表明新的測(cè)控實(shí)踐教學(xué)體系在我校創(chuàng)新人才綜合能力培養(yǎng)中發(fā)揮了積極的作用。

一、構(gòu)建了3層次遞進(jìn)式測(cè)控實(shí)踐教學(xué)體系

面向新工科人才培養(yǎng)的需求，對(duì)測(cè)控實(shí)習(xí)進(jìn)行了重新定位：在夯實(shí)測(cè)控基本技能的同時(shí)，增強(qiáng)測(cè)控實(shí)踐綜合能力和創(chuàng)新能力。針對(duì)學(xué)生專業(yè)背景特點(diǎn)、所處年級(jí)階段特點(diǎn)，以測(cè)控實(shí)習(xí)課程為基礎(chǔ)，以新知識(shí)融合為導(dǎo)向，以大創(chuàng)項(xiàng)目和競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)，以工程實(shí)踐為目標(biāo)，構(gòu)建了3層次遞進(jìn)式測(cè)控實(shí)踐教學(xué)體系（如圖1），引導(dǎo)學(xué)生側(cè)重與自身相適應(yīng)的層次開展測(cè)控實(shí)踐活動(dòng)，提升各階段測(cè)控實(shí)踐活動(dòng)的針對(duì)性，進(jìn)而提升對(duì)不同專業(yè)、不同年級(jí)學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)實(shí)效。

第一層次：基礎(chǔ)能力培養(yǎng)層次。面向大一、大二學(xué)生，以測(cè)控實(shí)習(xí)課程為主，讓學(xué)生掌握通用測(cè)量?jī)x器的使用，學(xué)會(huì)怎樣用傳感器、測(cè)量電路、控制電路、計(jì)算機(jī)等幾大功能模塊構(gòu)建一個(gè)基本的測(cè)、控系統(tǒng);從應(yīng)用的角度出發(fā)，注重各功能模塊的技術(shù)要求、相互間的連接和影響[5]。著重培養(yǎng)學(xué)生測(cè)控基本實(shí)踐技能。

第二層次：綜合能力提高層次。面向大二、大三學(xué)生，以測(cè)控實(shí)習(xí)課后自主實(shí)踐選修課程為主，面向測(cè)控實(shí)踐開設(shè)的自主實(shí)踐有 一種液位測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、一種溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等多門選修課。通過(guò)自主實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練，使學(xué)生了解解決測(cè)控工程問(wèn)題的方法，在完成實(shí)際項(xiàng)目任務(wù)過(guò)程中，鍛煉學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

第三層次：創(chuàng)新能力培養(yǎng)層次。面向大二、大三、大四學(xué)生，引領(lǐng)學(xué)生申請(qǐng)各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，參加中國(guó)機(jī)器人大賽、中國(guó)高校智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽、全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等。以大創(chuàng)項(xiàng)目和科技競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生將所學(xué)測(cè)控技術(shù)用于大創(chuàng)項(xiàng)目和競(jìng)賽項(xiàng)目的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和技術(shù)研發(fā)中，并在大創(chuàng)項(xiàng)目和競(jìng)賽活動(dòng)中進(jìn)一步拓展學(xué)生的測(cè)控知識(shí)和技能。著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、項(xiàng)目管理能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

二、提升課程內(nèi)涵，更新課程知識(shí)體系，夯實(shí)基礎(chǔ)

基于3層次測(cè)控實(shí)踐教學(xué)體系，課程組老師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，強(qiáng)化多學(xué)科交叉融合。對(duì)原有課程模塊進(jìn)行了更新和豐富，同時(shí)新開了3個(gè)課程模塊：智能門禁識(shí)別控制項(xiàng)目、基于電梯的機(jī)電綜合項(xiàng)目和機(jī)器人項(xiàng)目（如圖2）。新開的模塊是機(jī)、電、測(cè)、控技術(shù)的綜合應(yīng)用，體現(xiàn)多學(xué)科交叉融合。通過(guò)對(duì)課程內(nèi)容的去舊增新，更新了課程知識(shí)體系。經(jīng)過(guò)不同層次多模塊的實(shí)踐訓(xùn)練，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

（一）自研訓(xùn)練板，新增綜合訓(xùn)練項(xiàng)目

課程組老師研發(fā)自制了多種訓(xùn)練板，有信號(hào)調(diào)理訓(xùn)練板、多開關(guān)量傳感器的DI-DO訓(xùn)練板、開關(guān)量驅(qū)動(dòng)訓(xùn)練板和信號(hào)顯示板等。結(jié)合訓(xùn)練板，設(shè)計(jì)了一些類似工程的實(shí)際問(wèn)題，新增綜合訓(xùn)練項(xiàng)目有：無(wú)人售票公交車限制超員管理系統(tǒng)，車庫(kù)剩余車位顯示系統(tǒng)和電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制等。這些訓(xùn)練項(xiàng)目貼近工程實(shí)際，能夠很好地引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手操作的意愿。