《测量仪表与自动化》跨专业教学特点与方法的探讨

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摘要：《测量仪表与自动化》是一门为非电类专业设置的专业课程。本文在分析了跨专业教学的特点基础上，针对《测量仪表与自动化》课程的跨专业教学特点进行了分析，结合中国石油大学（华东）所设置专业的特色，对相应的教学方法进行了探讨，为《测量仪表与自动化》的跨专业跨学科教学提供借鉴。

关键词：跨专业教学，测量仪表与自动化，教学改革与实践

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）18-0080-02

一、引言

随着科学的发展进步，各学科之间不断地相互交融。社会对于复合型、多学科型人才的需求逐渐增加。这要求大学生不仅能够掌握本专业、本学科的专门知识和技能，而且还需要理解和了解相关专业、学科的基本知识，为就业或者升学深造打下必要的基础[1]。目前，高校中跨专业跨学科教学已是普遍存在的一种教学现象。由于基础课程的共性大于专业特性，所以通常采用传统的教学模式和方法对各专业学生进行授课；但是对于专业课，由于其对专业基础知识的特殊要求，如果仍然采用统一的教学模式和方法对各专业的学生进行授课，而忽略各专业学生的专业特色，将会收到事倍功半的效果[2]。

《测量仪表与自动化》是一门为非电类专业设置的专业课程，课程的内容涉及电类专业的大部分专业课程，如《传感器与检测基础》、《自动调节装置》、《自动控制原理》、《过程控制工程》等。《测量仪表与自动化》课程具有内容涵盖面广，应用性、实践性较强，理论推导较少等特点，为跨专业跨学科的教学带来了很多难题，因此有必要针对此课程的跨专业跨学科教学特点与方法进行分析和探索。

本文从跨专业跨学科教学的特点出发，继而对《测量仪表与自动化》的跨专业教学特点进行分析，结合中国石油大学（华东）所设置专业的特色，探讨了相应的教学方法，为《测量仪表与自动化》的跨专业跨学科教学提供借鉴。

二、跨专业跨学科教学的特点

跨专业跨学科教学的特点主要由其所受到的多种复杂而又相互耦合的因素影响而产生的，包括专业的定位和培养目标，课程的性质、教学目标、内容和课时，教师的知识水平，学校的教学资源等[3]。跨专业跨学科教学的特点主要体现在以下几个方面：

课程的教学目标与专业的培养目标针对学生所在专业的培养目标来制定所授课程的教学目标是跨专业教学的首要任务。跨专业授课是培养该专业学生的重要环节，与其本专业所设置的其他课程相互配合共同实现培养该专业人才的目标。

教学内容与课时量如何根据课时量适当调整教学内容是跨专业教学的一个难点。跨专业教学的课程往往遇到课时量相对于教学内容偏少的情况，如果不能对课程内容进行科学、合理、适当的调整，将会严重影响教学目标的实现。

先导课程与所授课程跨专业所授课程所需前导课程的不足是跨专业教学的一个难题。由于教学资源的限制，将所有先导课程全部安排为跨专业教学并不现实，在所授课程内将所涉及的基础知识逐一讲解也无法实现，所以需要针对学生的实际理解和接受情况，及时捕捉问题并适度地展开和补充所涉及的前期基础知识。

教师的知识水平对学生的专业本身以及专业知识的理解向跨专业教学的教师提出了较高的要求。如果教师对学生的专业本身有较深理解，则能够更好地把握专业的培养目标与课程教学目标的关系；如果教师对学生的专业知识有所涉及，则可以更好地将所授课程内容与学生所熟悉的专业知识相融合，有利于处理上述跨专业教学的两个难点。

具有专业特色的教学资源针对不同授课专业配置具有专业特色的教学资源（如实验课）将大大提高跨专业教学的教学效果。从学生所熟悉且易于接受的本专业的知识技能出发，融入所授课程的新知识和新技能，则能够大大激发学生的学习兴趣和热情，引导学生深入思考并体会如何学以致用。

三、《测量仪表与自动化》跨专业教学特点与方法

对于从事石油化工、油气储运、热力生产、环境工程等方面的技术人员，除了必须熟悉生产工艺外，还必须掌握测量仪表与自动化方面的知识，这对于管理或开发现代化的工业生产过程是十分必要的。《测量仪表与自动化》是中国石油大学（华东）信息与控制工程学院为校内其他专业开设的一门专业课，课程的授课对象是储运、热工、化工、环境等专业的学生。

（一）课程的教学目标与专业的培养目标

针对学生所在专业的培养目标来制定《测量仪表与自动化》课程的教学目标。以油气储运工程专业为例，此专业的毕业生应具有油气储运系统的规划、设计、施工和生产管理的初步能力[4]。在设计油气储运系统时，不仅需要对油气储运的工艺过程和设备进行设计，也需要对所需的过程检测仪表、过程控制仪表和过程控制系统提出合理的指标要求。依据以上专业培养目标，《测量仪表与自动化》课程所提出的教学目标为[1]：掌握测量仪表的基本工作原理、自动控制系统的组成；了解自动化的基本知识，提出合理的自动控制方案；在生产管理和调度中，能正确地使用或选用常用仪表；在出现生产事故或技术问题时，能正确做出选择和判断，及时予以排除，使仪表与自动化技术成为工艺技术或管理人员的一种工具，以便能够更好地在工业生产中发挥应有的作用。

（二）教学内容与课时量

《测量仪表与自动化》课程的内容涉及电类专业的大部分专业课程内容，如《传感器与检测基础》、《自动调节装置》、《自动控制原理》、《过程控制工程》等。在自动化专业以上四门课程的理论学时数分别为56、48、80和56，实验学时数分别为8、8、10和8，而《测量仪表与自动化》的理论学时仅有32学时，实验学时6学时[4]。如此悬殊的课时量差异促使授课教师必须依据教学目标和课时量对教学内容进行整合与提炼。对于不同的专业在教学内容方面有不同的侧重。例如：对于化工专业，需要侧重对自动控制系统的组成和控制方案的介绍，使学生较为深入地理解控制系统在保障生产安全方面应注意的问题；对于储运专业，则需要侧重对测量仪表基本原理、结构和选型方法的讲解，使学生对油气储运系统中的常用仪表有相对更熟练的掌握。

（三）前导课程与所授课程

《测量仪表与自动化》课程教学内容广，涉及到传感器、检测、仪表、控制等多方面内容。以仪表为例，在讲解测量仪表的基本工作原理时，时常会涉及到模拟电路、数字电路和电路分析方面的基本知识。在自动化专业《电路分析》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》均为学位课程，而储运、化工等专业则学习集电工基础、电路基本分析、模拟电子、数字电子为一身的《电工电子学》。储运、化工等专业的学生虽然对电类基础知识有所了解，但是由于课时少内容多，尚欠缺运用所学知识分析处理实际问题的能力，尤其当遇到仪表内复杂的电路时，即使学生明知无需掌握此部分内容，但对此课程也会出现抵触情绪，严重影响学习积极性。针对类似情况，授课教师需要依据教学目标要求，化繁为简，从学生所熟悉的基本概念出发，适当地进行扩展和补充，从而使学生易于且乐于接受，增强教学效果。

（四）教师的知识水平

教师对学生的专业本身以及专业知识的理解程度在一定程度上影响着授课的效果。如果能够以学生所熟悉的工艺过程或设备为对象，配以对测量仪表、控制仪表和控制系统的讲解，将会有效地启发学生的思考，提高学生的学习兴趣和主动性。以储运专业为例，油气水三相分离器是此专业学生所熟悉的一个重要的工艺设备，针对此分离器可以讲解压力、温度、流量、液位、界位的测量仪表，对以上参数进行控制的控制仪表以及控制系统、控制方案等，可见《测量仪表与自动化》课程的核心内容都可以围绕着此学生熟悉的工艺对象展开。同样，对于化工专业，精馏塔可以作为一个重要的工艺对象。鉴于此，从事测量仪表与自动化专业的教师应进行相关专业的调研或者最好从事相关的科研工作，从而对相关专业的典型工艺过程和设备有所理解或者掌握，实现教学与科研的相互促进，同时提高教学和科研水平。

（五）具有专业特色的教学资源

《测量仪表与自动化》课程是一门实践性较强的课程，所安排的实验学时为6学时。如何充分利用此有限的实验学时，使学生能够切实投入实验学习中，提高实际动手能力和理论联系实际的能力？配置具有专业特色的实验教学资源为一有效途径。实验教学资源包括硬件和软件，硬件资源往往受到资金投入的限制，因此需要通过开发软件资源作以补偿。充分发挥教师的主观能动性，积极探索实验设计方法，开发具有专业特色的实验方案和实验内容，针对不同专业的学生，使他们既能够接触到本专业典型的工艺模型硬件，从简单的工艺模型获取基本的感性认识，也能够通过软件来模拟更加复杂和更加接近实际的系统，增强工程意识，提高分析和解决实际问题的能力。

四、结语

目前，高校中跨专业教学已是普遍存在的一种教学现象。本文从跨专业教学的特点出发，继而对《测量仪表与自动化》的跨专业教学特点进行分析，结合中国石油大学（华东）所设置专业的特色，探讨了相应的教学方法，期望为《测量仪表与自动化》的跨专业跨学科教学提供一定的借鉴。

参考文献：

[1]杜鹃.测量仪表与自动化[M].中国石油大学出版社，2006.

[2]曾珞亚，李学聪，冯燕.《化工仪表及自动化》跨专业跨学科教学特点研究[J].高教论坛，2009，（5）：75-77.

[3]马清珍，张宝魁.“跨专业”技术基础课程教学探讨[J].理工高教研究，2006，25（5）：122-123.

[4]中国石油大学（华东）教务处.中国石油大学（华东）本科培养方案[Z].2012.