面向卓越计划的测控专业实践教学体系研究

王军

摘  要 “卓越工程师教育培养计划”提出强化培养学生的工程能力，而实践教学课程是提高学生动手能力、将理论知识转化为工程应用的主要教学环节。结合测控专业人才培养目标和专业特点，优化测控专业实践教学培养方案，构建校内特色课程实验室及校内实践创新平台，结合本地优势资源与优势行业，优选校外实践教学基地，加强校内校外导师队伍建设，鼓励学生参与各种科技竞赛，进而提升测控专业学生的工程实践能力。

关键词 新工科;卓越工程师;测控专业;实践教学体系;课程设计

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）20-0129-04

Research on Practical Teaching System of Measurement & Con-

trol Technology and Instrumentation Specialty for Excellence Plan//WANG Jun

Abstract “Excellent engineer education and training plan” proposes to strengthen the cultivation of students’ engineering ability. The practical teaching course is the main teaching procedure to improve students’ practical ability and transform theory knowledge into engi-neering application. Combined with the training objectives and cha-racteristics of measurement & control technology and instrumenta-tion specialty， we optimize the training scheme of practical teaching and build characteristic curriculum laboratory and practice innova-tion platform in school. Combined with the local advantages of re-sources and industries， we optimize the practice teaching base out-side school， strengthen the construction of tutor team， and encourage students to participate in various science and technology competi-tions. Through the above measures， the engineering practice ability of students is improved.

Key words new engineering; excellent engineer; measurement & control technology and instrumentation specialty; practical teaching system; curriculum design

0  前言

我國高等教育已从精英教育进入大众化教育阶段，在高等教育日益普及的今天，如何缓解理论与实践的矛盾，优化培养体系、提高培养质量，是摆在每一个教育工作者面前的问题[1-2]。

为应对知识经济时代的到来，国际高等工程教育走上改革与创新之路。美国“2020工程师”计划制定组提出工程师应具备的特质[3]：分析能力、实践能力、创造力、交流能力、商务与管理能力、领导力、伦理道德和终身学习能力;欧洲在“推进欧洲高等工程教育”研究中，从“回归工程”的角度，对高等工程教育提出四点方案[4]：增加兼容性、增强流动性、促进实践性、加强互动性。

为促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量，2010年6月，教育部联合有关部门和行业协（学）会启动“卓越工程师教育培养计划”，2018年10月又启动“卓越工程师教育培养计划2.0”。“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国转变为工程教育强国的重大改革措施，目的是培养一批具有工程实践能力与创新能力的各类型工程技术人才[5-6]。

江西理工大学测控技术与仪器专业（以下简称测控专业）于2002年创办并招生，2005年获批测试计量技术及仪器硕士学位授予权，2011年获批仪器科学与技术一级学科，目前已有14届共800多名毕业生。经过多年的教学研究工作，针对测控专业的特点，在面向卓越工程师培养的实践教学内容、实践课程体系建设等方面进行优化设计，并取得一定的经验和成效。

1  测控专业卓越工程师实践教学体系构建

《卓越工程师教育培养计划通用标准》中提出本科生需要“具有分析、提出方案并解决工程实际问题的能力”，在《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》中特别强调要“推动学科交叉融合”[7]。测控专业是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、计算机与信息技术等多学科交叉的学科，特别适合卓越计划的培养要求。通过对现有实验课程体系、实习课程体系、实践教学平台、科技实践活动等的改革，搭建测控专业一体化实践教学体系，如图1所示。

2  实施方案

2.1  实践培养方案

依托江西理工大学在矿冶方向上的特色优势，邀请矿山机械行业、新能源汽车企业及智能制造企业的工程技术人员和专家深度参与人才培养方案的制订工作，探讨测控专业的特色及专业定位，修订完善测控专业实践教学培养方案与教学计划，兼顾连续性和系统性，着重强化培养学生的工程能力和创新能力。

2.2  课程设计体系

课程设计体系包括课内实验、课程设计、专业综合设计与毕业设计，如图2所示。

课内实验部分，验证性实验是基础实验，针对课程重点内容设置，占比50%：综合性实验是结合课程几个相关内容的实验，占比30%;设计性实验由任课教师制定实验目的与要求，学生自行设计实验方案并实现相关的实验操作，占比20%。本专业的专业基础课和专业课的课内实验都按照这样的比例进行设计，对于巩固理论知识点、优化课程知识结构、提升学生的自主设计能力有较好的促进作用。

测控专业开设了三门课程设计内容，其中传感器课程设计是针对信息的采集，单片机课程设计是针对信息的处理，PLC课程设计是针对过程控制相关理论的理解。在课程设计的选题上，要求指导教师综合考虑课程的现行后续关系，传感器课程设计在大三上学期开设，单片机课程设计及PLC课程设计在大三下学期开设，传感器课程设计采集的信息可以作为后续课程设计的控制对象及数据来源加以利用，在课程设计环节上有层次递进关系，同时减轻指导教师的工作压力。课程设计3～4人一组，指导教师给定题目，小组自行完成设计内容。

专业综合设计安排在大四上学期，指导教师根据测控学科的研究前沿、热点，结合自身科研项目给定设计课题，学生要运用大学四年所学知识完成设计内容。专业综合设计主要训练文献检索、论文写作能力，是对所学课程的一个小结，为毕业设计做准备。

毕业设计安排在大四下学期，指导教师给定设计题目，学生也可以根据自己特长、兴趣或工作需求自行选题。毕业设计是对大学四年学习内容的总结，除了按照学习要求提交毕业设计论文，还鼓励学生根据毕业设计制作实物模型，将自己的研究内容进行总结，发表论文、申报专利或者软件著作权，相关申报费用由指导教师在科研项目中给予报销。

2.3  实习课程体系

测控专业实习包括金工实习、电子工艺实习、生产实习、毕业实习：金工实习安排在大一下学期，学习机械制图之后，目的是让学生了解机械零件的常用加工方法及所用主要设备的工作原理和操作方法;电子工艺实习安排在大二下学期，目的是让学生掌握电子元器件的识别与检测方法、手工焊接技术及电子产品生产的工艺过程;生产实习安排在大三下学期，学生进入相关制造类企业进行三周的跟班实习，了解工业控制领域相关检测及控制设备，掌握检测仪器和测控系统在生产实际和科学研究中的使用维护方法;毕业实习安排在大四下学期，是毕业前的最后一次实习，进一步提高学生硬件设计、工程计算、软件开发及编写技术文件的能力。

2.4  实践教学平台

实践教学平台分为三个模块，分别是实验室、校外实习基地、校内实习工厂，如图3所示。

結合测控专业实验室建设规划，选购及自行设计与企业主流生产设备相近的测控设备，增加实验设备投入，积极与企业共建实验室。2014年至今，新建单片机与Proteus

仿真实验室、虚拟仪器实验室、信号与系统实验室，并对原有的传感器实验室、PLC实验室、光电检测实验室、过程控制实验室进行设备更新。2019年，制定并发布《测控技术与仪器专业实验室开放与管理制度》，对实验室的开放和使用进行有效管理。通过以上建设，校内实验室能较好满足本专业学生课程实验需求。

机电工程学院借助划拨的校实习工厂，在内部设立工程培训基地及实习中心，制定并发布《江西理工大学机电工程学院教师工程实训管理暂行办法》，为教师和学生提供良好的校内实践平台。

校外实践教学环境建设是实现学生走出校门，与生产实际相结合，增强工程能力和解决实际问题能力的重要保障。进一步加强与赣州本地企业的校企合作，针对测控专业特点和赣州行业特色，优选以智能制造、汽车、水电为背景的实践基地，建立江西众能光电科技有限公司、江西亿科光电有限公司、江西绿萌科技控股有限公司、新余钢铁集团有限公司、东风汽车有限公司、江西三和电力股份有限公司、华能瑞金发电有限责任公司、赣州市天力电子有限责任公司等实习基地，按照工程案例和工程项目组织实践教学内容，共同规划实践教学的目标、任务以及实施办法，通过课程形式、内容和考核方式等方面的改革和建设，进一步提高校企合作教育的质量。在增加实习基地数量，实现测控技术在相关企业扩展的同时，进一步深化校企合作的范畴，邀请企业工程技术人员定期给学生作学术讲座，以实际工程案例为背景，讲解现场工艺流程及测控仪器设备工作原理，着力提高学生的工程意识、工程素质。

2.5  科技实践活动

为了培养学生的实践能力，除做好课堂的教学工作外，还应重视科技实践活动建设，通过兴趣小组、科技竞赛、创新创业活动激发学生的创造热情和学习主动性。科技实践活动体系如图4所示。

本专业积极开展科技活动建设，建立智能仪器与虚拟仪器设计、机电设备智能检测与控制两个课外兴趣小组，并配备专职教师进行指导。兴趣小组也会根据学生兴趣积极引导学生参加与测控专业相关的职业技术认证考试，如LabVIEW助理开发员认证、PAEE认证。学生通过参加职业技术认证考试，以考促练，不仅培养了实践能力，而且培养了主动学习能力。

在大学生科技竞赛中，积极鼓励学生参加测控专业相关的省级、校级科技竞赛活动，配备指导教师进行指导。近四年，本专业学生在机械创新设计大赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、机器人大赛、电子设计竞赛、虚拟仪器设计大赛、数学建模竞赛等比赛中获奖20余次。

大学生创新创业活动主要是依托学校的大学生创新创业园，与测控专业相关的有3D打印协会、机器人协会、电子设计协会，指导教师通常将大学生竞赛项目与创新创业活动紧密结合，积极推进比赛成果向实际应用转化。近四年，测控专业学生获批国家级大学生创新项目四项、省级大学生创新创业项目九项、校级创新创业项目14项。

2.6  师资队伍

建立专任教师与非专任教师相结合的工程教育师资队伍，加强专职教师师资培训，编制并发布《测控技术与仪器教研室师资培训计划》。该计划提出：1）建立校企合作联盟，聘请具有工程实践经验的企业工程技术人员来校教学或指导学生进行实践;2）鼓励专业教师到企业进行工程实践，丰富教师的工程实践经历，要求教师每两年必须进入企业进行两个月的工厂实践活动;3）鼓励教师参加省、国家级的各种短期培训与高级研修活动，增强同行交流，开阔视野。

3  结束语

测控技术与仪器专业是工程实践特性特别突出的专业。近年来，以教育部实施“卓越工程师教育培养计划”及学校实施质量工程建設为切入点和突破口，通过校内外实践教学平台、课程设计体系、实习课程体系、师资队伍、科技实践活动等项目建设，构成全方位测控专业实践教学体系，使本科生的实验、课程设计、实习、创新创业、科技竞赛活动能够紧密结合，不断提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。卓越工程师培养涉及学校、企业、社会多方面的因素，需要在实践中继续完善。未来，将按照新工科及卓越工程师教育培养计划2.0的要求继续优化实践教学体系，总结多年来实践教学体系建设经验，探索培养模式、实践教学体系的创新发展。■

参考文献

[1]魏志明，夏立平.论职业院校校企合作新型产业学院的理解维度[J].高教学刊，2020（29）：189-191，196.

[2]张尧轸，陈耿，钱晔.高校应用型人才禀赋结构与培养模式探索[J].大学教育，2017（2）：9-11.

[3]冯兴杰，韩雁，梁志星，等.卓越工程人才关键特征研究：基于国际比较视角[J].中国高校科技，2014（5）：48-51.

[4]李正，林凤.欧洲高等工程教育发展现状及改革趋势[J].高等工程教育研究，2009（4）：37-43.

[5]李戬，金培鹏，时博，等.校企联合培养卓越工程师的探索[J].中国冶金教育，2020（3）：116-120.

[6]教育部 中国工程院关于印发《卓越工程师教育培养计划通用标准》的通知[EB/OL].（2013-12-05）[2021-06-15].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201312/t20131205_160923.html.

[7]教育部 工业和信息化部 中国工程院关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见[EB/OL].（2018-10-08）[2021-06-15].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201810/t20181017_351890.html.