測控技術與儀器專業卓越工程師課程體系整體優化研究

摘要：在確立卓越工程師培養課程體系整體優化原則的基礎上，結合武漢理工大學實際情況，對測控技術與儀器專業卓越工程師培養的專業課程體系和實踐教學體系進行了整體優化研究。

關鍵詞：測控技術與儀器；卓越工程師；課程體系

作者簡介：戴蓉（1965-），女，重慶人，武漢理工大學機電工程學院，副教授；趙燕（1957-），女，湖北武漢人，武漢理工大學機電工程學院測控技術與儀器系主任，教授。（湖北 武漢 430070）

基金項目：本文系湖北省高等學校省級教學研究項目“面向卓越人才培養的測控專業課程體系整合優化及重構的改革與實踐”（項目編號：2011006）、“適應卓越工程師培養的測控專業實踐教學體系及內容的優化研究與實踐”（項目編號：2012104）的階段研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0082-02

測控技術與儀器專業是國家儀器科學與技術一級學科所屬的唯一一個本科專業。武漢理工大學（以下簡稱“我校”）測控技術與儀器專業有25年的辦學歷史，具有儀器科學與技術一級學科碩士學位授予權，為湖北省高校本科品牌立項建設專業。2011年我校測控技術與儀器專業獲得教育部批準試點實施“卓越計劃”。以此為契機，在廣泛調研的基礎上，對測控專業人才培養課程體系進行了整體優化，優化的課程體系充分體現了卓越工程師培養所提出的“寬厚、復合、創新、實踐”的人才培養要求。[1]

一、卓越工程師培養課程體系整體優化的原則與要求

大學課程體系是實現大學教育理念和人才培養目標的主要載體，決定了培養對象所能具有的知識、能力和素質結構。[2]通過學科調研和走訪用人企業，確定了卓越工程師培養課程體系整體優化應遵循的基本原則：

1.準確把握人才定位，體現武漢理工大學測控專業特色

21世紀的儀器儀表學科是集機、光、電、自動控制技術，計算機技術與信息技術多學科相互融合、相互滲透而形成的一門高新技術密集型綜合學科。卓越人才本科專業課程體系一方面必須滿足社會經濟發展對人才的需求，另一方面也要充分考慮武漢理工大學在長期辦學中形成的建材建工、交通、汽車三大行業優勢條件，同時體現我校測控專業在機電工程學院二十多年的產—學—研發展中形成的光纖傳感技術與儀器、機電裝備檢測與控制、動態測試與故障診斷等學科特色，使卓越人才本科專業課程體系成為提高學校核心競爭力的重要標志之一。

2.構建結構完整有序、相互支撐并交叉融合的課程體系

卓越工程師應具有知識和技能兩大優勢，既具有扎實和寬廣的專業知識，又有良好的技術思維能力和實踐能力，能夠把科學知識、科學原理和技術方法直接運用到生產活動中，創造出現實的生產力。因此，應根據卓越工程師人才在知識、能力、素質三方面的要求，遵循工程學科專業的交叉性和綜合性規律，設計和構建結構完整有序、跨學科交叉融合的課程體系。

3.重視課程體系和教學內容的邏輯性、系統性和前沿性

卓越工程師培養涉及更廣的知識面和更復雜的課程體系設計，因此，更要注意學科知識的內在聯系和邏輯關系，以及知識結構的完整性，形成有序、完整的知識矩陣。在保證課程基本主體內容的傳承性和穩定性的同時，注意及時將最新學科知識和學科發展前沿信息補充到課程體系和教學內容之中。

4.以學生為本，注重學生個性發展

遵循學生為教育主體的原則，將學生知識的獲取、能力的培養、素質的提高作為課程體系設計的最終價值取向。明確每一門課程在卓越工程師培養中的貢獻，每一項能力的培養和素質的提升需要哪些課程和實踐環節的共同作用。注重學生個性發展的需求，加大選修課的內容與范圍。

5.強化實踐教學，營造良好的創新實踐條件

著重加強實踐、實訓教學環節，整合與改革實踐環節的形式和內容，形成目標明確，層次清楚，具有連續性、系統性、創造性的實踐教學體系。通過增加綜合設計型實踐項目、營造良好的創新實踐氛圍和條件、規范實踐教學要求等措施，以及輪崗實習、項目制訓練、畢業設計等企業實踐活動，強化對學生技術思維能力、知識轉化能力、專業行為能力、解決實際問題能力的培養。

二、專業課程體系的整體優化建設

“卓越工程師培養計劃”本科階段學習年限一般為4年，采用“3+1”模式。其中在校內課程學習階段為3年，累計在企業學習和實踐1年。采用學分制管理，總學分190學分，其中課內學分180學分，課外學分10學分；課內學分中理論課程131學分（必修110學分，選修需修滿21學分），實踐環節49學分。

測控專業卓越工程師培養課程體系框架如圖1。優化建設課程體系的主要思路和舉措如下：

1.建設多學科既相互獨立，又交叉融合的系列化專業課程體系

本著“厚基礎、重實踐、強能力”的教學理念，以教育部儀器科學與技術教學指導委員會擬定的“測控技術與儀器本科專業教學規范”為依據，[3]將學科基礎課分為四個系列，并與后續的專業課程相呼應，形成基礎→專業→應用遞進式知識增長和能力強化課程體系。

機械系列主干課程包括工程圖學、工程材料、工程力學、精密機械設計、儀器制造技術等課程，使學生具備儀器結構設計、制造方面的基礎知識。

電子系列主干課程由電工學、模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎、儀器儀表電路等課程，以及模擬電子技術基礎實驗、數字電子技術基礎實驗兩門獨立實驗課組成，使學生具備儀器電路的分析、設計、制作、調試的基本知識和能力。

計算機系主干系列課程包括測控系統微處理器原理及應用、計算機程序設計基礎（C語言或VB語言）、測控系統軟件設計、現代儀器設計等課程，該系列課程為學生在智能儀器、虛擬儀器的構建和開發打下一定基礎。

測控系列主干課程有誤差理論與數據處理、測試信號分析與處理、傳感器原理及應用、控制工程基礎、儀器光學基礎等，該系列課程提供測量與控制方面的知識。

2.理順各課程內容之間的內在聯系，整合某些專業課程

明確每門課程在卓越工程師培養能力實現矩陣中的作用，理順各課程內容之間的內在聯系，兼顧基礎性和先進性，整合某些專業課程。

如原“微機原理與接口技術”課程存在部分內容陳舊、脫離實際的問題，同時與原“單片機原理及應用”課程有部分內容重合，因此將兩門課程整合成一門“測控系統微處理器原理及應用”；再如，原“智能儀器”和“虛擬儀器”兩門課程也存在著部分內容重疊的問題，將其整合成“現代儀器設計”。增加“嵌入式系統設計”、“可編程控制器原理及應用”、“測控系統仿真”、“組態控制技術”等實用性強、反映學科新發展的選修課程。

3.注重個性發展，充分利用專業的辦學條件和優勢，開設特色課程

武漢理工大學在長期辦學中形成的建材建工、交通、汽車三大行業背景，以及測控技術與儀器專業在機電工程學院二十多年的產—學—研發展中形成的光纖傳感技術與儀器、機電裝備檢測與控制、動態測試與故障診斷等具有代表性的學科特色，設置了“光纖傳感器”、“激光技術及應用”、“無損檢測技術”、“圖像檢測與處理技術”等特色課程。

此外，在培養方案中安排了9個學分的跨學科選修（分別為人文社科、經濟管理、藝術體育、創新創業類）和10個學分的課外實踐活動，鼓勵學生從事科技創新、社會實踐、文藝創作等促進個性化發展和綜合素質提升的課外活動。

三、實踐教學體系的優化建設

“卓越計劃”實行“3+1”校企聯合培養方式，對“卓越工程師”培養實踐教學體系的構建要站在實施專業整體優化的高度，統籌考慮，以形成目標明確，分層次、分模塊，具有連續性、系統性、創造性的實踐教學體系。

針對測控技術與儀器專業實踐性、綜合性強的特點，在卓越工程師培養計劃制定過程中，堅持理論教學與實踐教學并重并舉，協調發展的方針，形成了基本技能培養層、綜合應用與設計能力提高層、工程實踐與科技創新能力增強層的多層次、全方位、四年不斷線實踐教學體系。

1.基本技能培養層

內容包括：電子、機械、計算機類基礎課程課內實驗；獨立實驗課：大學物理實驗課（32學時）、模擬電子技術基礎實驗課（16學時）、數字電子技術基礎實驗課（16學時）；設計與實訓：機械制造工程實訓（4周）。

該實踐層以鞏固學生機電基礎知識、強化基本技能為目的，時間安排在大一大二階段，均在學校建設的公共基礎課實踐教學平臺上完成。

2.綜合應用與設計能力提高層

內容包括：測控專業基礎課和專業課課內實驗；專業課程設計與實訓：儀器儀表電路設計與實訓（1.5周）、傳感器原理及應用課程設計（2周）、測控系統微處理器應用實訓（2周）、現代儀器設計與實訓（2周）、測控系統綜合技能實訓（2周）。

該實踐層以鞏固學生專業基礎及專業知識，促進專業知識的綜合應用，培養學生專業設計技能為目的，為學生大四進入企業實習打下良好基礎，時間安排在大二和大三階段。

本專業歸口的機電工程學院擁有國家級實驗教學示范中心，有一批高素質的實驗指導教師，采用全開放實驗教學管理模式。近幾年學校先后為測控專業實驗室投入建設經費總計約400萬元，建成了以測控專業系列主干課程為核心的多個專業實驗室，為專業課程的綜合性、設計性實驗和課程設計與實訓提供了人員、制度、設備的全面保障。

3.工程實踐與科技創新能力增強層

內容包括：科技創新與學科競賽（如全國大學生機械設計創新大賽、虛擬儀器設計大賽、“節能減排”大賽等）；企業實踐：專業實習（2周），企業輪崗實習、項目制訓練（累計18周），畢業設計（17周）。企業實踐環節主要集中在大四階段。

本專業從1987年開始就一直研究探索、堅持和完善產—學—研合作教育人才培養模式。在與企業合作人才培養上，以汽車、建材行業為依托，目前已建立的校企合作人才培養形式包括：設立企業獎學基金，如蘇州中材杯機械設計創新大賽基金、浙江精工獎學金、法雷奧照明公司獎學金；建立企業冠名培訓中心，如三菱CNC培訓中心、Solidworks授權培訓中心；共建工程實踐教育中心，如2012年本專業與荊州恒隆汽車零部件制造有限公司獲批共建國家級工程實踐教育中心；建立企業人才培養基地，如本專業已與東風汽車有限公司設備制造廠、東風汽車公司商用車發動機廠、武漢東洋櫻花電器有限公司、中興通訊股份有限公司、武漢鋼鐵集團公司等15個企業建立了校企合作人才培養機制，結合畢業生就業，形成了學生到企業接受培訓，參與實際技術工作，結合企業實際問題解決方案進行畢業設計的人才培養方式。每年有15%左右的學生通過雙導師制參與了學校與企業的合作培養教育，學校與企業的長期密切合作為卓越工程師培養計劃的實施創造了良好條件。

四、結語

“卓越計劃”開啟了一種新的人才培養模式，涉及學校、企業、社會多方面，需要在實踐中逐漸完善。大學課程體系作為實現人才培養目標的主要載體，是卓越工程師培養目標實現的關鍵。整體優化后的課程體系體現了“寬厚、復合、創新、實踐”的卓越人才培養價值取向，為實現本專業卓越人才培養目標“培養能夠適應國家經濟、科技、社會發展對高素質工程技術人才的要求，滿足測控技術與儀器領域的生產實踐需求，具有扎實的專業基礎知識，較強的工程能力和創新意識，良好的團隊合作精神，掌握測控系統與設備的現場技術，能在儀器科學與技術領域從事測控系統與設備的設計、制造、維護和運行管理等方面工作的應用型工程師”打下了良好基礎。

參考文獻：

[1]林健.面向“卓越工程師”培養的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）：1-9.

[2]李德才，王俊.關于培養“卓越工程師”的幾點認識[J].研究生教育研究，2011，（3）：54-57.

[3]楊俊，王光明，葉湘濱.測控技術與儀器專業創新人才培養探索與實踐[J].高等教育研究學報，2010，（2）：14-16.

（責任編輯：王意琴）