测控专业实践教学体系的改革与创新

吴晓

（莆田学院 电子信息工程系，福建 莆田 351100）

测控专业实践教学体系的改革与创新

吴晓

（莆田学院 电子信息工程系，福建 莆田 351100）

测控专业是一个光机电算一体化的学科，有着很强的实践性、创造性.为了响应国家对测控专业学生素质的培养，结合学校现有的条件，对测控专业实践教学体系进行改革与创新，主要从两个方面进行.将学校现有的CAD/CAM工程中心实验室建设成学生实践平台，为该专业优秀的学生，创造一个科研的条件，培养这些学生的实践能力，开阔其创新思维.建立一个基于Web的网上实验系统，在缓解学校由于扩大招生带来的实验室资料紧张的同时，将学习带入到学生的日常生活中，使得学生能更好的利用该实验系统来学习.

测控专业；改革与创新；实验室；网上实验系统

1 引言

随着科学技术的日益发展，如今社会对人才的要求越来越重视实践能力和创新能力.实验和实践教学是高等工程教育教学的重要组成部分，是树立学生工程意思、培养学生实践能力和创新能力，提高学生综合素质的重要环节[1].然而传统的实践教学，对学生这方面的培养太少了.因此在教育部《2003－2007年教育振兴行动计划》中和第二次普通高等学校本科教学工作会议都共同强调了一件事情，那就是各高等学校要注重对学生能力的培养特别是其实践能力和创新能力，因此就需要对实验室的教学体制进行改革并且要加大实验室的建设力度，为学生的成长创造一个良好的学习条件.因此为了满足学生开展有创新性、设计性和科研性实验的要求，必须对现有的实验教学体系进行改革与创新.

莆田学院这个地处海西经济特区的地方性综合大学，在高等教育跨越式发展的大背景下，全面高速的发展着.但仍然存在着实践教学体系不完善的问题，特别是测控技术与仪器这个新兴的专业，这是一个综合性的学科.测控专业涉及传感器技术、自动控制技术、计算机科学、电子技术、精密机械等多学科的知识，要求学生掌握数据采集、信号传输、信号处理以及系统控制等测控过程个环节的相关理论及技术[2].但由于这还是个年轻的专业，其实践教学体系还不完善，培养出来的学生还无法达到预期的成效.因此测控专业实践教学体系的改革与创新已经是莆田学院教育改革中的一个重要环节.

2 测控专业实践教学体系的现状分析

测控专业是是一个实践性很强的专业，应该非常注重对学生动手能力的培养.但是现阶段的实践教学仍然是偏重与传统的理论教学，即专业课实验多处于验证性、独立的实验阶段，缺乏综合性、设计性、开放性实验[3].因此为了加强学校对测控专业学生的培养力度，就必须对现有的实践教学体系进行课改.然而要对现有的测控专业实践教学体系进行该革不仅要考虑到专业的特殊性，还要考虑到学校的因素，应两方面综合考虑，才能制定出好的改革方案.学校方面带来的实践教学问题主要有以下两方面. 2.1 学生结构特殊化带来的实践教学的问题

莆田学院每年招收本科生中50%为莆田本地生源，30%为福建省生源，20%为省外优秀生源.这使得每个专业中的学生在一开始知识水平就是不一样的，学习能力也会有着差距，接收知识的能力也有强弱之分.测控专业是一个实践性很强，该专业是目前我国重点发展的科学技术专业，是专门为国家培养信息技术领域仪器仪表类人才[4].这是一个非常注重创新思维与实践能力的综合性学科，培养出来的学生在毕业后主要是往两个方面发展，一个是从软件发面发展，主要从事仪器仪表类研发；另一种是，更侧重于机械类人才的培养，这类学生对高技术的仪器仪表维修的技能比较高.在传统实验教学模式和运行机制中，采用的是一律化的教学体制，无法培养学生的爱好，使学生能发挥自己的专长.并且这种生源结构特殊化，将导致无法在实践教学中因材施教，为不同层次的学生提供不同的学习环境和资源.以达到即可以照顾到普通学生，在他们现有的学习能力的基础上，给予指导来教导他们；又给部分优秀学生提供更多参加科研创新实验的机会，让他们在实践过程中特长爱好，为他们将来成为某个专业领域的精英打下良好的专业基础.因此在这种传统的实践教学过程中，长期下去将会埋浪费很多优秀大学生的才华，让他们白白浪费大学四年宝贵的黄金时间.

2.2 教育资源不足带来的实践教学问题

莆田学院近几年迎来了高速发展的时代，如今在校学生人数已从五年前的0.6万人激增到目前的1.3万人.学生人数的增长要求学校在教学条件方面必须投入更多的资金，来建设学校的硬件设备，让学生有一个更好的学习环境.然而尽管学校已经加大了对教学条件的投入，但总体上教学资源的增长仍然是滞后于学生总人数的增长，使得学生在硬件设备上无法达到满足，特别是理工科的学生，面临着实验室数量不够的问题，仪器设备资源不足的现象，这使得很多课程无法安排学生去实际实践.而即使能安排实践的课程，也有部分课程存在着在实践过程无法满足人人手中一套实验设备，这使得学生不能独自的去完成任务.这些问题的存在很大程度的制约着学生能力水平的增长，非常不利于对学生实践能力和创新能力的培养.

由于这个两个问题的存在，已经影响了学校实践教学水平的发展，这就决定了必须在这个基础上要对现有工科特别是测控专业实践教学体系进行改革与创新，使得测控专业的学生能够真正的在实践教学中，培养出自己的实践能力与创新能力.

3 测控专业实践教学体系的改革方案

实践教学环节由一般性实践教学环节和集中性综合实践环节组成[5].为了对测控专业实践教学体系的改革，根据我校现有的教学条件和可提供的资金，可以从其中的实践教学平台与实践教学管理两方面进行探索与创新.目前的改革方案是：将该系的C A D/C A M工程中心实验室，对该专业优秀的学生进行开放，以提供一个良好的科研环境，使得这些有能力，有上进心的学生，能够更好的学习.同时建立一个基于We b的网上实验系统，来缓解我系目前扩招后存在的实验室数量不够、仪器设备资源不足的压力.因为是网上的实验系统，这就不存在着由于学校的仪器设备不足，使得很多实践无法进行现象.而且学生可以更加充分利用自己的课余时间，自学自己喜欢的课程，通过We b网上实验系统来进行验证，这也在很大程度培养了大部分学生的自学能力，是对学生知识水平一次提高.

3.1 将C A D/C A M工程中心实验室建设成学生实践平台可行性分析

开放实验室可以：培养学生的实践能力和创新能力，培养学生科研能力和自我管理能力，有利于高校实验室的改革和高校实验教学的发展[6].我系的C A D/C A M工程中心实验室，拥有着先进的仪器设备，近年来电信系多次组织优秀的本科大学生，利用这些仪器设备来开展科研创新实验，以培养出一批批具有实践能力和创新能力的优秀大学生，并且多次参加福建省和全国的“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛，取得了令人瞩目的成绩，在培养学生创新能力和实践教学改革方面做了有意的尝试，并且受到了肯定.因此将其建设成学生实践平台，对优秀的学生开放，已经有一定的理论基础.

不过C A D/C A M工程中心实验室在过去也是仅供教师和研究生使用，因此要想对优秀的本科大学生开放还有很大的问题要解决.因为实验室内的仪器设备多是非常的贵重，只要在实践过程中，有那么点小小的失误，往往会带来很大的经济损失.而本科生无论有多么的优异，都会存在着理论知识不足、科研训练的不够、实验设计与分析能力的缺陷和对仪器设备使用的不熟练等现象，这些均有可能在实践实践过程中，给仪器设备带来无可挽回的损害，这将给实验室的管理带来全新的问题.因此，只有建立一套完善的C A D/C A M工程中心实验室开放运行机制，才能在保证保持C A D/C A M工程中心实验室的正常科研秩序的前提下，又能使那些优秀的本科学生拥有一个开展科研创新的实验平台.

而为了能更好的完善这套运行机制，该系曾在今年2月前往马来西亚P P K S大学机电技术研究所访问，因为了解到该校优秀的本科学生在经过一定的程序之后即可进入科研实验室，在教师或博士研究生的指导下，进行科研实验，在这过程中不仅培养出学生的特长爱好，而且发挥出学生的才能，并且为日后成长为专业研究领域的精英打下良好的基础.故在这访问期间专门调研P P K S大学优秀本科学生进入国家级科研实验室进行实验与创新的做法与情况.

通过这次调研，综合学校现有关于实验室管理的有关规章制度，并结合该系本科生进入C A D/C A M工程中心实验室开展科研实验的具体情况，要将C A D/C A M工程中心实验室建设成为学生实践平台，只要解决一下关键的几个方面既可.

（1）建立C A D/C A M工程中心实验室本科学生科研实验准入制度，选择符合资格的优秀本科学生进入C A D/C A M工程中心实验室.

（2）建立C A D/C A M工程中心实验室本科学生科研实验项目管理制度，明确本科学生在C A D/C A M工程中心实验室开展科研实验的项目来源和经费支持.

（3）建立C A D/C A M工程中心实验室本科学生科研管理制度，维护C A D/C A M工程中心实验室的正常科研秩序.

（4）建立C A D/C A M工程中心实验室本科学生仪器设备使用培训制度，使学生学习和掌握所需使用的仪器设备的性能、用途和正确操作方法.

（5）建立C A D/C A M工程中心实验室本科学生仪器设备使用管理制度，保证C A D/C A M工程中心实验室大中型、贵重仪器设备的正常运行和有效使用.

（6）建立C A D/C A M工程中心实验室本科学生安全管理制度，保证C A D/C A M工程中心实验室的安全运行而随着这些问题的解决，将C A D/C A M工程中心实验室作为本科生的实践平台不再是一个设想，而是变成一个可行性的方案.这项实践教学体系的改革，不仅提高了实验室优势资源和科研环境的利用率，更将使得测控专业的中那些优秀的学生，能接受到更好的教育条件，有利于学校对高素质，高能力人才的培养.

3.2 建立一个基于We b的网上实验系统可行性分析

为了缓解由于学校扩招后，带来实验室数目不够、仪器设备无法满足需要的压力，提出了建设一个网上实验系统的方案.随着电子信息时代的高速发展，与电脑有关的实用性强越来课程知识越来越受到在校大学生的喜爱.特别是既有讲授电子商务网站的技术构成、工作原理和应用环境等基础知识,又有传授远程测量控制技术及J a v aS c r i pt、V B S c r i p t等网页脚本程序语言编程的专门技巧与技术的组态监控技术、We b程序设计课程最受欢迎.然而这两门教学课程比较与众不同，其J a v a S c r i p t、V B S c r i p t脚本程序虽然可以在D r e a m w a v e r、F r o n t p a g e等网页开发工具下进行编写,但它们不能在单机环境下执行,而须在We b服务器环境下运行,且D r e a m w a v e r、F r o n t p a g e等开发工具不具有调试程序代码、检查语法错误、显示运算结果的能力.因为这些设计好的动态网页想要进行测试只有通过We b服务器上的浏览器来实现，再来根据测试完成的结果来判断其脚本程序是否需要进行修改,这样给实际的教学过程带来很多不便.而测控专业的课程学习中，就有一门组态监控技术，由于以上问题的存在，让实验室的资源变得更加紧张，使得很多学生无法更好的学习.建设出一个能运行的We b的网上实验系统，使得测控专业的学生能更好的学习有关组态监控技术课程及相关的科目.

由于科技的发展，学校为了跟上时代的步伐，也加大力度的进行建设.目前，我校的校园网络宽带的数据传输的速度已经能够满足需求，M o c r o s o f t D o tN e t等新一代高性能网络应用体系结构的出现，极大地提升了We b应用的处理能力，使我们能够设计出满足教学需要的网上实验系统.因此在现有的校园条件下，设计一个网络实验系统是可行的，并且不需要增加网络设备和工作站的投资，只需要配备一个后台服务器，不仅设备投资很少，而且在经济上的花费也不大.因此就有能力来建设以一个即有程序编辑录入、又有现场编译、还有模拟运行结果等多功能的网上实验环境.而随着We b的网上实验系统的建立，学生就能更好的利用自己的课余时间，学习自己感兴趣的知识，将课堂延续到学生的生活中.而且该系统的建立，也有利于老师更好的了解到学校的实验室使用情况，更好的利用起来.总之，本项目体现了鲜明的现代化管理特点和多个技术创新之处，能够有效的解决实验资源相对短缺而实际利用率又相对较低的矛盾，具有重大的现实意义.

4 结论

经过分析，在现有的基础上对测控技术专业实践教学体系的改革是能够进行的，可以通过开放C A D/C A M工程中心实验室，使得该专业优秀的学生更有一个更好的科研环境，培养这些学生的实践能力和创新能力，这是一次对传统实践教学制度的改革，为将来学校培养出更多优秀的人才做好基础准备.而建立一个We b的网上实验系统更是一次教学体系的创新，使大部分的学生脱离了实验室不足，仪器设备不够的困境，为测控专业学生的实践创造了一个更好的学习条件.而这次测控专业实践教学体系的改革与创新也为学校的教改做出了贡献.

〔1〕郭虹.测控技术与仪器专业实践教学体系改革与探索[J].中国教育技术装备，2011（27）：33.

〔2〕孟飞.面向应用的测控专业本科实践教学改革探索[J].中国电力教育，2010（18）：129.

〔3〕裴九芳.基于网路虚拟仪器的实验改革研究[J].信息技术，2008（19）：28.

〔4〕孙琪.对测控技术与仪器专业教学改革的思考[J].中国科技财富，2011（20）：14.

〔5〕张文娜.测控技术与仪器专业课程体系整体优化研究[J].高等教育研究学报，2008，31（2）：35.

〔6〕李大鹏.测控技术与仪器专业开放式实验室建设[J].科技创新导报，2011（20）：62.

G 642

A

1673-260X（2012）05-0235-03

福建省科技重大项目（2011H6022、JG201128、JB10140、JB11161）