应用项目驱动法提高测控专业学生的创新能力

穆莉莉　杨洪涛　张新

摘 要： 测控技术及仪器专业知识结构庞杂，培养具有创新意识和创新能力的学生存在一些困难。文章分析了测控专业学生创新能力现状，提出了基于项目驱动培养测控学生创新能力的方法，详细阐述了项目驱动法在学生创新能力培养过程中的具体实施办法。要充分发挥项目驱动法对提高学生创新能力的重要作用，科学规划，加大实践课程改革力度，积极进行项目平台建设与制定考核办法，建立合理的保障机制，充分发挥指导教师和学生的积极性，才能取得良好的效果。

关键词： 项目驱动法 创新能力培养 平台建设

高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，在经济全球化、信息化、网络化及科学技术快速发展和经济结构不断调整的环境条件下，学生不但要具有较高的专业知识水平、较强的专业实践能力和自主学习能力，还要具备较强的创新精神和创新能力[1]-[3]。

我国部分高校一直从理论与实践两个层面积极推动人才创新能力的培养，形成了一些特有的创新教育及人才培养方式，但与西方发达国家之间还存在相当大的差距和问题，集中体现在系统性不够，实用性和操作性不强，师资队伍匮乏等方面[4]。要培养适应现代企业对高素质人才的需求，高等学校迫切需要改革人才培养模式，调整学生培养方案和进行实践教学内容改革，大力开展工程实践教育，加强实践软硬件条件建设，提供更多动手和工程实践机会，提高学生创新能力。

测控专业的培养目标是培养掌握精密仪器设计制造和测量与控制方面基础理论、专门知识及技能与应用能力，掌握信息获取、传输、处理和应用的技术方法，具有测量控制领域技术集成和仪器综合设计应用能力的复合型工程科技人才。测控专业知识庞杂，既涉及机械，又涉及光、电及计算机等，创新型人才的培养更具有一定的难度。本文提出了基于项目驱动的实践教学模式，有利于培养测控学生实际应用中的综合素质和综合能力，有利于培养应用型、创新型和复合型人才。

一、测控专业学生创新能力培养现状

在当前高校僵化的实践课程培养体制下，再加上目前学校师资和软硬件条件的限制，测控专业人才创新能力培养方面存在以下不足：

（一）理论知识传授偏重，与工程实际应用脱节，不利于学生把所学知识与工程应用相联系，不利于对学生工程能力的培养。

（二）由于测控专业知识结构的特殊性及企业自身的局限性，难以找到合适的实践创新基地供学生进行实践创新，生产实习、毕业实习大多具有参观性质，走马观花，难以深入，实习效果差，创新能力的培养无从谈起。

（三）高校大量扩招导致实验室设备硬件无法满足学生需求，多采用验证性实验，开放性不够，自主性缺乏，创新条件不具备，这种被动模式造成实验效果不佳，学生动手能力难以提高，课程设计、毕业实践课程脱离实际，理论设计偏重，评价机制单一，学生缺乏能动性。

综上，现实困境导致难以培养出具有创新思维、创新能力的高素质人才。因此，对测控专业学生创新能力培养模式进行进一步探索势在必行。项目驱动法作为一种培养高素质创新型人才的重要途径，已经逐渐引起各学校、学生的重视。

二、项目驱动法在测控学生创新能力培养中的作用

测控专业知识庞杂，只有通过项目，才能把各学科的知识学习紧密结合，才能在实践工作中培养勤奋和扎实的工作态度、创新精神。项目驱动与工程训练具有一定的相似性，但又高于工程训练，其更强调集成性、实践性、主动性、创新性。它用项目开发作为主线，把相关理论知识融入项目开发的各个环节中，给予学生充分动手实践的平台和时间，按照工程实践的要求，层层推进，由上至下，由整体到局部，再由局部到整体，对各模块进行剖析、分解、集成等，直至项目得到完整解决，并按照工程实践的要求进行项目验收。该方法已经在测控专业学生创新能力培养、实践教学模式改革等方面进行了很好地应用。

项目驱动法的实施过程：在实施项目驱动法的过程中，学生要完成项目，首先，进行项目分析，资料搜集，综合调研。其次，进行方案论证，确定方案，设计出满足项目要求的机械结构及电气软硬件系统。再次，对机械及系统样机进行加工制作，之后进行软硬件集成调试，发现问题，解决问题，完善系统。最后，进行项目验收，包括设计说明书、项目答辩、项目图纸、样机产品、样机功能演示等内容的验收。

项目能充分调动学生的想象力，树立工程意识，提高创新思维，培养创新能力；一个项目的完成，涉及方方面面的知识，需要多名学生合作才能顺利完成，有益于培养高度的责任心和团队合作精神；说明书的编写与答辩幻灯片的制作可以锻炼学生的文字应用能力，现场答辩可以锻炼学生的随机应变能力、人际交流能力和表达能力，对于提高测控专业学生综合素质起到很好的帮助作用。项目验收机制是极其重要的一环，增加压力，提高学生思维的能动性，使学生的创新思维在短时间内得到最大限度地挖掘。

三、项目创新平台建设

（一）针对测控专业特点，选择合适的创新项目。实践教学分布在大学各个学期，不同阶段的教学要求应进行不同的项目选择，只有精心设计各阶段的项目，才能取得好的教学效果。在专业核心知识教学阶段，应注重专业理论与实践相结合，重在培养学生分析问题、解决问题的能力，提高创新能力。项目应该具有较强的实用性或应用性，因地制宜、难易适中，同时具备一定的挑战性，既保证学生在现阶段知识结构的基础上，能够在规定时间内完成，又满足大学生挑战自我、挑战困难的内在要求。

项目本身不应该是一成不变的，而应该根据实际情况在内容与形式上不断调整，项目驱动法实施成效取决于项目考核与验收的力度和实施方式。每个实践教学阶段项目来源及项目的作用和特点如表1所示。

表1 项目阶段及来源

（二）将理论教学与项目参与有机结合。在大一、大二阶段，测控专业主要学习机械、电子类、计算机等专业基础课程。学生可以通过参加机械创新设计大赛，激发对机械结构、机电结合等知识的求知欲和探索欲，促使学生更深入地理解掌握数学、力学、电工学等理论性较强的课程。参加电子设计大赛有利于对电路、模拟电子、数字电子等基础课程知识的掌握和应用。各种学科竞赛作品与生活实际紧密相关，容易引起学生的兴趣，进行作品的制作容易培养学生对科学研究的基本认识与兴趣，形成优良学风，并在参加竞赛的过程中养成科学严谨的态度和勇于探索的精神。

在大三、大四阶段，测控专业主要学习包括检测、控制理论、测控系统、PLC、虚拟仪器及单片机应用等专业知识。课程设计及毕业设计实践课程的重要组成部分，传统课程设计模式理论偏重，动手能力得不到训练，流于形式。采用项目驱动法后，学生每人一个项目，严格按照工程项目方式实施，学生真正学和做，将大大提高学生的实践动手能力。经过三年的课程设计改革，笔者所在学校测控专业基于项目驱动的单片机课程设计运行效果良好，学生的综合能力和素质得到了快速提高。也可鼓励测控学生参加各种专业学科竞赛，如“飞思卡尔”智能车大赛。智能车涉及外形机械结构设计、电路系统设计、传感器信号采集、自动控制等知识。首先，根据传感器的类型（如光电传感器、摄像头、磁电式传感器），确定单片机数据读取方式，将赛道信号采集后送入单片机进行分析与处理，然后按照一定算法驱动电机与舵机进行加速、减速、转向等操作，软硬件高度结合，同时智能车的性能还与整车机械结构的好坏有关，包括悬挂系统与舵机系统的机械结构、电气系统的安装位置等。在制作、调试智能汽车的过程中，学生需要综合利用机械、电子、光学、单片机等专业知识，不仅拓宽了知识面，锻炼了实践动手能力和创新思维能力，而且加深了对专业知识的理解，并激发了深入探索的求知欲。

（三）建立制度保障机制，提高参与者主动性。要有效发挥项目驱动法在测控专业学生创新能力培养方面的作用，必须制定相应的制度保障机制，鼓励教师主动实施项目驱动法进行实践教学改革，鼓励学生参加学科竞赛和导师项目。要给学生的项目实施提供良好的硬件平台，建立一定的激励机制。如对获得学科竞赛较好成绩的学生和老师进行物质奖励，把学科竞赛和课程设计、毕业设计联系在一块。学生可以以竞赛作品作为课程设计、毕业设计的设计内容，获得相应的学分；把参加学术竞赛作为推荐免试研究生的优先条件等，这些都可以极大地提高学生参加学科竞赛的积极性和成就感。导师课获得相应的课时补贴，竞赛结果作为职称评审和平时考核的优先条件。构建有效的激励机制可以培养学生的参赛热情和钻研精神，改善学校的学习风气，充分调动教师的指导积极性，形成良性循环。

四、结语

将项目驱动与测控专业理论教学环节合理结合，将项目开发引入到测控专业复合型人才培养机制中，可以有效打破原有的教学模式和实践教学模式，为学生创造出良好的、符合我国目前本科人才培养目标和实际情况的实践体系与环境。基于项目的实践教学真正实现了“做中学、学中做”，不仅可以提高测控专业学生学习机械、电子、计算机、光学等方面理论课程的积极性、趣味性、挑战性和深入性，而且可以全面培养测控专业学生在科学技术、实践动手、个人与专业素质、团结协作等各个方面的能力，实实在在培养测控专业学生的创新思维和创新能力，培养测控专业学生的综合素质。

参考文献：

[1]高林，吴智泉.发展应用性高等教育若干基本问题的研究[J].中国高教研究，2008，05：44-47.

[2]苗素莲.学科发展的动力机制与大学学科体制创新[J].教育发展研究，2005，（03）：97-99.

[3]马陆亭.以创新思维重构高教人才培养体系[J].中国高等教育，2008，（05）：25-27.

[4]刘卫，刘金岭.基于项目驱动教学的应用型本科学生创新能力培养模式研究[J].价值工程，2012，（13）：235-236.

安徽理工大学重点教研项目资助（2012jyxm）。