“应用型本科”培养需求下的测控技术与仪器专业实践探索

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【摘要】文章根据测控技术与仪器专业“应用型本科”培养学生创新创业能力的要求，以及结合现代仪器仪表的发展对人才应具备的技术需求，构建了测控专业综合创新实训教学体系，以促进学生主动去了解实际工程背景，主动思考，提高其在工程实际中提炼问题、分析问题和解决问题的能力。

【关键词】测控技术与仪器专业；应用型本科；实践教学；问题；改革

【基金资助】本文系上海电力学院重点核心课程建设―20163117―测控系统综合与创新设计实践、上海电力学院一般教改―20161419―检测技术实验教学改革（项目编号：A0008-16-601）的研究成果。

一、“应用型本科”测控技术与仪器专业建设的背景

目前我国还处于工业化阶段，工程建设任务艰巨，需要大量应用型人才，即使实现了现代化，仍需要大量应用型人才[1]。

从行业需要和职业能力提升来看，一方面，本科应用型人才的培养缺乏与岗位职业需求的对接，培养人才与企业需求差距较大，企业往往还需花大量的时间和精力进行员工培训；另一方面，原有的职业教育体系中缺少应用型人才的学历晋升通道，社会对职业教育认可度低，无法吸引优秀生源，造成职校学生学习基础薄弱，可持续发展能力差。随着应用型本科教育的启动，尤其是上海实施的中本贯通、中高职贯通的政策，吸引了部分优质生源的加入。

对接国家“中国制造2025”战略，上海科创中心定位，9大重点高新技术产业中重大装备制造业、新能源等，都对仪器仪表行业的发展提出了更高的要求。当前仪器仪表人才需求量大，但真正符合要求的人才缺口较大，竞争激烈。

我校依据仪器仪表行业发展趋势和人才需求调研，明确了培养具有仪器仪表行业工程师核心知识和能力，突出热工仪表特色的测控技术与仪器专业应用型人才的培养目标；依据职业标准对现有课程体系和课程内容进行调整，加强了与职业知识和能力的对接；借助校内外实验实践平台和实习基地，提出了教学过程与生产过程对接的专业建设方案。

在“应用型本科”专业建设中，实践教学占有突出位置。本文将以本校正在实施和推进的测控技术与仪器专业“应用型本科”专业建设为培养背景，提出新的实践教学――测控系统综合与创新设计实践。教学将以多门测控技术与仪器专业的专业课程为基础，结合测控技术与仪器专业的实践平台，通过实践项目让学生学会应用专业课程中学到的相关知识点，并进一步通过工程平台让测控技术与仪器专业的学生能以团队的方式完成一个完整的工程测控系统，同时结合工程平台促进大学生创新活动的开展。

二、测控技术与仪器专业实践教学现状及存在的问题

测控技术与仪器专业的学习内容比较多，包含的范围也比较广，既有专业基础课检测技术，也有仪器制作、联网技术等专业课，其中检测技术、测控仪器仪表、测控仪器设计与制作是测控技术专业的核心课程。检测技术涵盖了温度检测、流量检测、物位检测和视觉检测等内容。目前虽然检测技术开设有检测技术实验和检测技术实践等实验实践类课程，但侧重点主要在于教会学生对课本所学知识进行验证。测控仪器仪表课程应对测控仪器仪表的结构、原理、性能及使用方法和系统集成技术进行研究，涉及面宽、综合性强，与工程实际联系紧密，但只有课内实验和课程设计。测控仪器设计与制作是光、机、电相结合的一门专业课，研究大型测控仪器的总体设计方法以及简单测控仪器的制作，目前以理论教学为主。

虽然开设有课内实验、独立实验以及实践，但是普遍的现状是实验实践教学内容陈旧，和实际工业生产过程脱节较大；学生只是在已经固定好元器件的实验装置箱或模块之间进行导线连接，不了解具体的测控系统。实验通常是以简单的验证性、原理性实验为主，学生完全按照实验指导书的要求进行实验，很少思考为什么要这么做，要怎么做，只是机械性操作和记录实验数据，出现问题后也不主动自己解决，哪怕只是连接导线接触不良或者电源未开等这样的小问题，对于与理论相差较大的实验结果不进行深入分析，只归结于仪器本身问题。检测技术、测控仪器仪表实践，还在使用早年的设计题目，测控技术与仪器专业的所有学生对同一个题目的不同工况进行设计。这些导致学生在完成专业课程的学习后，对于实际运用中测控仪器的选型、安装、接线、设置参数等问题都没有掌握，仍然缺乏测控技术系统的整体概念，在实际工作中面对测控技术问题无从下手[2]。

三、基于“应用型本科”培养需求的实践教学改革思考

（一）构建合理的课程体系和内容

为了解决实践教学中存在的问题，培养学生的工程实践能力和创新能力，我校首先重新修订了测控技术与仪器专业的培养方案和教学计划，把各一个学分的《检测技术课程设计》和《测控仪器仪表课程设计》合并为4学分的测控系统综合与创新设计实践。通过课程的整合以及学分的增加，将测控专业的专业基础课和专业课的教学和实验放到某个具体的、典型的测控对象中进行。通过多门课程同时实践一个典型测控对象或研究系统，有助于学生理解专业、课程之间的内在联系、整体和部分之间的联系，让学生在掌握和理解单门课程知识的同时，掌握系统工程的方法。

其次，^续增加实验、实践课程在整个专业课程中的分量。结合学校的办学理念，从基础实验教学、综合实践教学、提高科创等方面对测控技术与仪器专业课程的实验实践教学进行了改革，实现基础实验项目模块化，实践教学题目工程实用化，课外创新活动经常化，体现了分层次、多样化的特点，促进学生的实践能力的培养和提高[3]。

（二）构建创新实践体系

经过与专业任课教师和专职实验员的广泛沟通与研讨，大家普遍认为按照系统方法论的观点改革测控专业的教学方式和教学思想，才能使之与“应用型本科”培养需求相匹配。为此，我们希望通过创新创业班的实践来探索出一条“应用型本科”工程教育改革的新思路。改革的核心思想就是将测控专业的专业基础课和专业课的教学和实验放到某个具体的、典型的测控对象中进行，而不是分割教学，分割实践。现在几乎所有的系统都是测控一体化的系统，用传感器采集进来的信息来指导特定环境下系统的控制方案，做到自主智能控制，已经是当前系统控制的内在要求。因此，按照上面的思路，我们提出了测控系统综合与创新设计实践体系。

该实践体系分为四个层次：理论教学与实践平台、实践项目、工程平台、创新平台。首先将检测技术、测控仪器仪表、仪器联网技术、仪器设计与制作PLC、计算机硬件技术、计算机软件技术、C语言、单片机设计与应用、自动控制、过程控制、信号与系统等专业课程理论教学的知识点和已有的实践平台如菲尼克斯实验平台、维视视觉检测平台、检测技术实验平台和电子制作实验平台相结合，构建工程实用化的实践项目，能将专业理论课程与基础软硬件课程有机地结合到具体的工程实际中去教学与实践，能够有效地解决工业现场的实际问题。该实践项目可以是基于检测技术课程实验教学上的性能提升，如可编程增益放大器、直流稳压电源、信号发生器的设计等，也可以是硬件开发的仪器制作，如人体红外探测器制作项目以及机器视觉检测的应用等，通过系统设计、程序编写、传感器选型、实物焊接、整体调试等，让学生了解其功能和工作原理。

而且本践体系将不止步于给学生提供实践项目，在此基础上，还将对教学内容进一步深化。通过实际工程平台，即电厂循环水仿真平台和能源监测与优化控制平台，要求学生学会使用传感器、控制器和执行器的选择和使用，能够进行工程绘图并通过实物连接进行工程调试，还可以包括对常用仪表进行制作。测控对象或参数均为工业现场常用的设备和参数或者是对它们进行小型化和简化处理而得到，再加上与之配套的工业用传感器。设备具有网络化实验功能，可以组成分布式测控系统。通过这些实验设备，学生能够认知、感知生产实际，真正了解工程控制系统的基本构成情况，有效达到实验实践教学的目的。这样，学生不仅可以对电厂对象和能源对象有比较清楚的了解，而且还可以提高学生工程实践水平，进一步推动大学生创新活动和社会实践的开展。

最后将学有余力的学生组织起来，成立创新制作小组，依托大学生科技创新项目，开展课外科技活动[4]。学生可以参与上海市大学生科创、上海市大学生实践比赛、挑战杯、飞思卡尔智能汽车大赛、电子设计大赛、工业控制仿真大赛、机器人大赛等，在竞赛中找到不足，锻炼自己，提升能力。

通过测控系统综合与创新设计实践，学生学会应用理论知识来解决具体的检测问题，不仅仅是停留在书本学习上，而是从解决具体问题出发，综合应用所学专业知识，侧重于实践，知行合一。

四、结束语

通过本测控系统综合与创新实践的建设，希望能将测控技术专业的理论教学和工程实践结合起来，以实践项目和工程平台的方式，培养学生的实践能力、工程能力和创新能力，使测控专业学生的学习和生产实际、社会发展紧密结合，从而达到“应用型本科”测控技术专业学生的培养要求。

【参考文献】

[1]朱高峰.论应用型本科教育[J].江西蓝天学院学报，2007（04）：11.

[2]王玉昆，张勇.《检测技术》课程改革与卓越工程师能力的培养[J].鞍山师范学院学报，2012，14（04）：71-74.

[3]任海霞，李志斌，夏飞.提高《检测技》实验教学效果的研究[J].教育界（综合教育研究），2015（13）：104，106.

[4]陈薇娜，陈乐平，万宝方.大学生科技创新能力培养模式的探索与研究[J].教育界，2012（36）：156.