地方二本高校仪器仪表类课程专题教学法初探

刘新波， 邱雄迩

(邵阳学院，湖南省多电源地区电网运行与控制重点实验室， 湖南 邵阳 422000)

地方二本高校仪器仪表类课程专题教学法初探

刘新波， 邱雄迩

(邵阳学院，湖南省多电源地区电网运行与控制重点实验室， 湖南 邵阳 422000)

仪器仪表类课程的知识逻辑具有共性。采用专题教学法,通过设立一个个相对独立内容进行深入研究,紧密结合知识点中的共性和差异,可以对学生的知识体系进行梳理和总结。对课程“测试信号分析与处理”的实践表明：此方法充分调动学生的学习积极性,增强专业课教学内容的实效性，提高学生对知识的应用能力。

地方二本高校；测控技术与仪器专业；专题教学法；

0 引言

测控技术与仪器专业是一类工科应用型专业，主要培养工业领域中具有仪器仪表、过程控制、传感器等方面的技术知识，能从事仪器仪表的设计、研发和生产管理的应用型高级技术人才[1,2]。

20年前,我国测控技术与仪器专业的开设范围仅限于少数重点院校，如今已有超过200所院校设置了该专业，其中包括许多综合实力偏弱的地方二本院校，我院便属此列。如何发展这样一门科技含量较高、时代性较强的专业，地方二本院校须正视自身的特点，有针对性地采取必要的改革措施[4]。本文以我校的“测试信号分析与处理”课程为例，探讨专题教学法在地方二本院校测控技术与仪器专业课上的应用效果。

1 地方二本测控专业课程存在的问题

1.1 课程知识面广，教学和实践难度大

目前，地方二本院校测控专业课的教学范围一般较为单一。如，我院仪器仪表类课程主要突出电气测量仪器类内容的教学，然而通常情况下仪器仪表应是光、机、电、算四类工科技术相结合的产物。学生对光、机、算的知识储备不足，必将造成所学知识无法全面掌握的结果。另外，以往的实践课程设计主要强调微机控制，只涉及到原理简单的仪器系统，并不具备典型仪器仪表的基本特征，造成学生难以关联到生产过程中复杂的测控系统。

1.2 课程涉及行业跨度大，学生认知不足

仪器仪表类知识几乎是一门课程涉及一个行业，背景跨度大。且由于邵阳地区经济欠发达，学生自身的家庭环境大部分没有相关的支撑背景，因而造成学生对行业的认知较差。更为严重的是，难以激发学生对专业知识的兴趣。

1.3 地区就业机会少，影响学习积极性

测控技术与仪器仪表类知识的发展和应用主要集中在经济发达的沿海城市或大型工业城市。在一些偏远的地级市，难以找到合适的工作机会。这样，学生无法将所学专业知识和眼前的就业岗位联系起来，严重恶化了学生的学习积极性。

1.4 实验设备规程化，难以创新开发

目前实验室的实验设备都是试验箱，其自身开发能力较弱。学生一般在规定的时间内，按照实验指导书上的内容和步骤进行试验，仅仅是连接几条线路，编辑现成的程序，很少有学生能够根据实验内容，主动去了解元器件特性并分析原理图，几乎没有学生会举一反三地进行自主设计，这种被动模式对于学生的动手能力和知识运用水平的提高几乎没有任何作用。

1.5 师资受限

地方二本学校，教师数量有限，同时课程教学量大，对实践项目一般参与较少或不愿参与，严重影响了学生的对仪器仪表领域的创新实践能力的培养[5]。

2 专题教学的目标

我院在专题教学法实施中，分为四个层次。

2.1 大范围：仪器仪表类课程专题教学

在测控专业整个范围内，必须要实现学以致用和紧扣时代发展潮流，使学生真正掌握仪器仪表的设计、安装和调试，就要将课堂理论教学与行业现有仪器使用状况紧密结合。采用专题教学方法，按照分阶段、递进式的教学思路，构建阶梯式的仪器仪表类专业课程教学方法，此方法分为三层：①基础层为光、机、电、算基础知识和行业背景专题；②介绍应用层为不同仪器仪表进行专题讲解，剖析现有产品的工作原理和设计要点；③创新层为学生综合不同行业仪器仪表的设计原理，在此基础上，完成一个自主开发的应用系统[6]。

2.2 小范围：“测试技术与信号处理”专题教学

“测试技术与信号处理”是测控专业的一门专业方向性课程。通过课堂讲授、实验等教学环节，培养学生正确选用和分析测试装置及系统的能力，并掌握力、压力、噪声、震动等常见物理量的测量方法。本课程所授知识属于测控专业的综合性应用知识，可为学习相关后续课程、毕业后从事测控类相关工作或者继续深造，奠定坚实的基础。

3 “测试信号分析与处理”专题教学

的内容和实施

3.1 基础层：

(1) 设置频谱测量专题。以HP-859X系列频谱仪为参考，讲解频谱测量的意义和工作原理，着重对信号分析两个参数：频率和幅度，并间接引出傅里叶级数和傅里叶变换的数学意义，实现对测试信号进行分析的过程，建立信号频谱的概念；对频谱仪的各个组成部件进行介绍，以图像方式使学生们初步理解衰减、滤波、变频、检波等专业词汇的定义和作用；对比示波器和频谱仪，使学生们掌握信号的强度表述、频谱分析和相关分析的基本原理和方法，并初步了解功率频谱度函数及其应用。

(2) 设置静态特性和动态特性测试专题。针对电学中的一、二阶电路和力学中的单自由度系统，在对比中进行学习，使学生掌握不同物理模型的一、二阶系统的静动态特性的描述及测定方法，进而建立起高阶系统不失真测量的条件，指导如何正确选用测试装置。

(3) 以常用传感器、中间交换电路、记录仪器为专题。以工业中常见物理量为出发点，了解常用传感器的工作原理；以中间交换电路原理图和记录仪器的基本结构为基础进行原理讲解，提高学生对实际工作物件的认知度，指导如何正确选用传感器、中间变换电路等。

3.2 应用层

教师通过对几个具体产品专题介绍，如激光位移测量仪、双轴振动测量仪、视觉测量仪等，使学生对这些产品设计和动态测试有关基本问题有一个完整的概念，初步掌握某些常见物理量的测试方法。

3.3 创新层

完成专题内容的介绍后,针对每一个专题适当布置一些设计任务或提出一些会学生感兴趣的问题,提前布置,让学生有较为充分的准备时间带着问题思考、探究。如布置的“残余应力测量仪器设计”专题、“钢球外表面缺陷检测技术”专题，学生在搜集整理资料后,对专题内容开展一些研讨活动，既拓展了学生对超声检测、视觉检测等方面的知识和视野,又为今后就业和职业拓展打下基础。

4 仪器仪表类课程专题教学法的评价

仪器仪表类课程专题教学法的实效性在很大程度上取决于是否有能够真正检测评价教学效果的评定方法。现行的“笔试+平时考核+实验考核”的方法在专题教学法中难以体现出学生的主动性和主体性。

我们在本课程教学中，适当增加了研讨性环节，学生分小组进行内容阐述和发散性思考，并借鉴现如今流行的综艺节目评判机制，以导师考核为主，综合小组成员的互评分数，实行末尾“淘汰”和“复活”，从而全面、客观地评价学生。同时，从多角度开展评价——“学生评价教师、学生自评和互评，督导评价教师”：其中学生评价教师和学生自评互评主要采用问卷的形式，以学生打分来体现专题教学法的实效性，并设置“建议项”，便于提高教学效果。在这种模式下评价教师和学生,不仅提高了评价的灵活性,也有利于培养学习能力,增加学生的主动性，较好地体现了本课程的教学目标和教学要求。目前本课程实施已超一年，应用对象为本校14级测控专业本科生，在期末结束后设置两份调查问卷(满意度问卷和知识应答问卷)分别对13、14级学生进行摸底。从结果来看，14级学生的满意度达到100%，同时其知识系统化和行业认知情况相对于13级学生有明显的好转。

5 结语

本文以提高地方二本学校学生的专业知识归纳能力、扩大学生行业认知情况为目的，将专题教学法贯穿于仪器仪表类课程教学当中，构建基础层、应用层和创新层专题，并采用以学生为主体，以实践效果为核心标准的全面有效的评价机制，为学生创造出一个良好的、符合我国目前测控人才培养目标，实实在在提高测控专业学生的基础知识、创新思维和创新能力。

[1] 宋爱国，况迎辉.测控技术与仪器本科专业人才培养体系探索[J].武汉:武汉高等工程教育研究,2005,No.1,48-51.

[2] 田志波,刘美,廖晓文,徐小玲. CDIO理念下测控专业多课程融合式教学研究[J]. 北京：中国电力教育,2012,29:60-61+65.

[3] 第十二届全国人民代表大会第四次会议关于国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要的决议[J]. 北京:中华人民共和国全国人民代表大会常务委员会公报,2016,02:242-322.

[4] 赵洁,赵悦,吴斌,莫莉.测控专业本科教学之建构主义理论视角[J]. 成都:教育与教学研究,2010,24(12):27-29.

[5] 周新民,王四春,吴虹. 信息管理特色专业应用型人才培养模式研究--以湖南商学院北津学院为例[J]. 长沙:高等教育研究学报,2014,37(01):59-63.

[6] 徐美芳,王浩全,桂志国.关于数字图像处理课程专题式教学模式的探讨[J]. 马鞍山:安徽工业大学学报(社会科学版),2009, 26(04):122-123.

Special Subject Teaching Method of Instrument Courses in Region Ordinary University

LIU Xin-bo, QIU Xiong-er

(HunanProvincialKeyLaboratoryofGridsOperationandControlonMulti-PowerSourcesArea,ShaoyangUniversity,Shaoyang422000,China)

The knowledge logic in instrumentations courses has a commonness . Based on special subject teaching method, the paper establishes a relatively independent content for further study to induce and summarize the students′ knowledge system with the commonness and difference of the courses. With the experiment of the Analysis and Processing of Test Signal course, it can be concluded that this method fully mobilizes students′ learning enthusiasm, enhances the effect of professional course teaching content, and improves students′ application ability of knowledge about instrumentation.

region ordinary university; measurement technology and instrument; special subject teaching method

2016-08-18;

2017-02-07

湖南省科技计划项目(Nos. 2016GK2021，2016TP1023)、邵阳学院教学改革研究立项项目 (No.2016JG46)。

刘新波(1985-)，男，博士，讲师/工程师，主要从事几何量测量技术的教学和科研工作，E-mail:liu33-33xinbo@163.com

G642.0

A

1008-0686(2017)03-0073-03