测控技术与仪器专业人才培养体系的研究

刘海艳，李俊敏

（南京理工大学紫金学院智能制造学院，南京210023）

0 引言

测控技术与仪器是研究信息的获取、传输、分析处理及控制的手段和设备的学科，是人类了解世界和改造世界的基础工具，也是信息产业的源头和组成部分。测控技术与仪器专业是机械、电子、计算机及控制等多学科互相渗透而形成的一门综合学科，与其他学科相辅相成，互为融合，为各领域产品智能化提供基础的数据支撑。随着我国传统产业持续转型升级、新兴产业加快发展、人民生活水平不断改善，重大工程、工业装备、智能制造、生命医药、新能源、海洋工程、核电、科技研究、环境治理、检验检疫等领域对仪器仪表的需求将进一步扩大，我国仪器仪表行业将迎来新的发展机遇。在信息技术高速发展的今天，如何把握先机，与时俱进，需要及时调整专业人才培养方案，为培养服务区域产业、经济、社会发展的紧缺工程技术型人才做出贡献。

1 产业发展调研分析

为做好专业人才需求情况的预测，围绕智能制造、工业互联网、人工智能等新兴产业链及产业群，充分调研区域产业、行业发展现状及人力资源需求，专业链对接区域产业链，分析专业涉及产业的规模与布局，论证不同产业群对专业的辐射与需求。

1.1 “两化”融合进入新阶段

党的十九大报告指出，“推动新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”，而“两化”深度融合在“四化同步”发展过程中起到重要的支撑作用，“十三五”期间国家也密集发布了一系列促进两化融合的政策措施。未来，继续不断推进“两化”深度融合仍将是“十四五”国家信息化建设重点。两化深度融合是指信息化与工业化在更大的范围、更细的行业、更广的领域、更高的层次、更深的应用、更多的智能方面实现彼此交融。从应用来看，物联网、云计算等新一代信息技术将在工业领域得到应用，企业信息化从单项应用向局部集成应用、全面集成应用发展。从智能来看，企业生产经营各个环节的智能化水平将更高，涌现出一批“智慧企业”“智慧行业”“智慧产业”。这些都对测控技术与仪器专业人才提出更高需求。

1.2 “新基建”速度加快

2018年底召开的中央经济工作会议上，就已经明确了5G、人工智能、大数据中心、工业互联网等“新基建”的定位。2020年3月，中共中央政治局常务委员会强调，加快新型基础设施建设作为国家的长期战略任务，各地对于新基建的部署更加深入。目前，我国数字化、智能化、微型化等高新技术产品严重短缺。国家重大装备所需高端产品主要依赖进口。而涉及国家安全和重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表，国外对我国往往采取限制。近年来，我国仪器仪表行业处于递增发展阶段，政府“十三五”规划中明确指出要加强科学仪器设备研发和应用。自2011年以来，我国仪器仪表制造业企业单位数呈递增趋势，该趋势与我国仪器仪表行业的收入规模变化趋势基本相同。据统计局数据显示，2020年1-5月我国仪器仪表制造业企业数量为4829个，同比增长8.64%。

1.3 仪器仪表向智能化发展

作为中国制造业的重要基础性产业，仪器仪表行业无疑也将面临人工智能的大洗牌。虽然相比于其他新兴产业，仪器仪表行业接触人工智能并不算早，但是已经有一批企业成为了先行者，证明了仪器仪表与人工智能之间结合的可能。譬如，虚拟仪器、智能仪器的诞生已经有了人工智能的特征——操作自动化、数据处理、人机对话等等。专业人士分析，仪器仪表行业正在从自动化向智能化方向发展，更确切地说，是朝着微型化、多功能化、人工智能化、虚拟化等方向发展。

2 岗位需求调研分析

根据上节对国家、地方相关政策与人才需求调研，结合江苏地区的智能制造、消费电子、智能家居、物联网等产业发展情况。明确测控技术与仪器专业人才在产业链中的岗位群与发展空间，确定专业人才培养规格，实现产业人才需求与专业人才培养对接互嵌。确定测控技术与仪器专业人才培养目标，面向长三角经济发展需求，对接聚焦新型基础设施建设各行业的基础和核心，致力于培养智能制造、智慧城市、智能家居、工业控制、云监测、公共安全等领域，从事检测控制系统设计与研制等工作的专门技术人才。

依据前期所做社会人才需求状况调研，测控技术与仪器专业人才主要从事就业岗位及能力要求如表1所示。

3 人才培养体系的创新

基于上述产业和人才需求调研，针对产业链和岗位分布实际培养对口应用型人才，以就业为导向，以培养学生的创新思维、实践能力和就业竞争力为根本目的，提高应用型人才的专业能力和岗位胜任力[1]。从能力导向出发，按照技术逻辑设置专业模块课组，重构课程教学体系和实践教学体系，制定人才培养方案，确定专业核心课程。课程体系[2]如图1所示。

基础课程包括思想政治类课程、形势与政策、英语、体育、心理健康教育与服务、职业发展与就业创业指导等公共必修课。以及为了培养学生具有扎实的自然科学、电工电子技术、社会科学、程序设计、工程图形学等基础知识设置的学科基础课。

表1 测控技术与仪器专业主要就业岗位及能力要求

图1 测控技术与仪器专业课程体系

专业课程设置主要围绕信号的获取、处理、传输、控制设置对应课程组。为适应智能制造、工业互联、物联网、人工智能等领域仪器仪表向微型化、智能化、虚拟化方向发展，课程设置中信息获取方式增加智能感知技术以及MEMS技术及应用的课程，信息传输由传统的有线传输转变为无线传输方式，课程对应设置无线传感网络技术及物联网技术。

为培养适应经济社会发展的工程应用型人才，设置能力提升模块，针对仪器仪表在不同领域的应用设置相应理论课程，如智能仪器设计、嵌入式系统设计、虚拟仪器等课程。为进一步加强学生创新能力培养，强化实践能力训练，设置有针对性的集中实践教学环节，包括电子实习、智能仪器课程设计、测控电路课程设计、检测与控制技术综合试验、生产过程控制综合实验。

4 人才培养体系的实施

4.1 课程教学改革

人才培养过程中，以岗位职业能力需求为第一要素，以满足企业需求为终极目标，培养“基础知识够用、专业知识管用、专业技能实用”的本科层次的应用型人才。

专业核心课程与企业共建，选取工程应用中典型的物理量作为研究对象进行测量、控制，并以此为主线贯穿于整个实践教学体系。将多门课程的知识点串联，强化学生对实际工程测控系统的感性认识，加强学生对所学知识的综合运用能力。

对现有实验教学项目进行改革，重新对实验内容和教学方法进行设置，增设综合性、设计性实验，使有综合性、设计性实验的课程比例达到实验课程总数的80%以上，在此基础上，鼓励和提倡创新型实验，通过整合、共享、发展、创新，实现了从验证模仿型实验向设计创新型实验的转变。

4.2 深化校企合作

紧密联系产业行业企业，搭建教师发展平台，通过产学融合、校企合作，多途径提升发展教师教育教学能力、科研应用能力、专业建设能力、社会服务能力、跨学科合作能力。与企业合作建立稳定的“双师型”教师校外实习、培训基地，通过顶岗工作，挂职锻炼等方式，引导教师为企业开展技术服务，在实践中提升能力。继续引进企业技术管理人员参与到专业人才培养方案制定，引进企业工程师参与的专业课程授课、毕业设计指导、学生创新项目指导等。企业师资和专职师资的互融交流，通过横向课题联合申报、合作开发专利等方式来深化校企合作，提升师资能力。

另一方面，与产业行业协同发展，加强校企合作、拓展专业建设资源。深入开展校企合作，建设若干运行有效的人才培养基地，鼓励企业进校，联合开发实训中心、开发中心、工作室等；积极利用企业平台和资源，推动专业设置与产业、行业对接，课程内容与职业标准对接，教学过程与生产过程对接。

5 结语

针对地方本科院校应用型人才培养目标，结合地方经济发展需求，通过市场调研，同类型高校调研、回访毕业生、与行业企业紧密接触，对测控技术与仪器专业人才培养方案进行调整，改革人才培养模式，完善专业课程体系，更新课程教学内容等，旨在提升学生职业素质和职业能力。当然，人才培养模式的研究还需要紧扣社会需求，在实践中不断改进和提高，实现可持续发展。