工程教育專業認證標準下的測控專業實踐教學的改革與實踐

楊洪濤， 王小兵

(安徽理工大學 機械工程學院， 安徽 淮南 232001)

工程教育專業認證標準下的測控專業實踐教學的改革與實踐

楊洪濤， 王小兵

(安徽理工大學 機械工程學院， 安徽 淮南 232001)

在2015新版工程專業認證標準引導下，分析了標準對測控技術與儀器專業實踐教學體系建設的要求，剖析了測控專業現有的實踐教學環節存在的問題，以滿足復雜工程問題和非技術要素對實踐教學的要求為出發點，對測控專業的實踐教學活動進行深入的改革與建設，完善了實踐教學體系、實踐教學方式和教學質量監控保障體系，使測控專業的實踐教學環節符合工程教育認證標準的要求。

工程教育認證； 實踐教學； 復雜工程問題； 非技術要素

只有在實踐教學中才能培養學生的實踐能力、動手能力，才能突出知識、理論的應用性，因此實踐教學在本科教學體系中有著十分重要的地位[1-3]。為了保證工科專業畢業生培養質量達到行業認可的既定質量標準要求，我國于2016年6月正式加入《華盛頓協議》，開展工程教育專業認證。工程教育專業認證要求專業課程體系設置、師資隊伍配備、辦學條件配置等都圍繞學生畢業能力達成這一核心任務展開，對工科專業實踐教學提出了一系列的新要求。本文在分析工程教育專業認證對實踐教學提出的要求的基礎上，結合我校測控技術與儀器專業的實踐教學不足之處，進行了一系列的改革與實踐，使其滿足工程教育專業認證標準的要求。

1 工程教育專業認證標準對實踐教學的要求

工程教育專業認證的“通用標準”和測控技術及儀器專業的“專業補充標準”對實踐環節、畢業設計或畢業論文等實踐教學環節提出了新要求。

1.1 標準課程體系對實踐教學的要求

在2015工程教育專業認證標準中課程體系部分第三條明確規定：工程實踐與畢業設計(論文)至少占總學分的20%[4-5]。必須設置完善的實踐教學體系，并與企業合作開展實習、實訓，培養學生的實踐能力和創新能力。畢業設計(論文)選題要結合本專業的工程實際問題，培養學生的工程意識、協作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力[6-7]。對畢業設計(論文)的指導和考核有企業或行業專家參與[8]。

1.2 標準畢業要求中對實踐教學對象的明確定義

2015年新工程教育專業認證標準中第一次明確了“復雜工程問題”的概念，解析了“復雜工程問題”必備的7個特征：

(1) 必須運用深入的工程原理，經過分析才可能得到解決；

(2) 涉及多方面的技術、工程和其他因素，并可能相互有一定沖突；

(3) 需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現出創造性；

(4) 不是僅靠常用方法就可以完全解決的；

(5) 問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業工程實踐的標準和規范中；

(6) 問題相關各方利益不完全一致；

(7) 具有較高的綜合性，包含多個相互關聯的子問題。

新標準畢業要求中明確說明：畢業生必須能夠針對復雜工程問題設計解決方案，設計滿足特定需求的系統、單元(部件)或工藝流程；能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據并通過信息綜合得到合理有效的結論[9]。這對工科專業學生的實踐教學提出了新的要求。

1.3 標準畢業要求中加強了實踐教學環節的非技術要素要求

在2015新工程教育專業認證標準的畢業要求中明確表明實踐教學活動必須培養學生團隊協作能力、與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流(特別是跨文化背景下進行溝通和交流)能力、掌握工程管理原理與經濟決策方法。特別強調了通過理論教學和實踐教學活動，促使學生能正確評價專業工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律、文化以及環境、社會可持續發展的影響，并理解應承擔的責任[10-12]。這同樣對工科專業學生的實踐教學提出了新的要求。

2 測控技術與儀器專業實踐教學現狀

高等工程教育中普遍存在實踐課程體系陳舊、實踐教學課時量偏少和教師缺乏工程經歷等問題，導致學生專業面窄和實踐能力不足[13]，我校的測控技術與儀器專業也存在類似的問題。

(1) 單一性、驗證性、模仿性的課程實驗。由于實驗經費、實驗場地的限制，測控技術與儀器專業多數的課程實驗都是在實驗室、在定好的范圍內做演示性實驗，只能讓學生對學習的知識有個基礎的直觀性認識，培養不了學生的動手能力、設計能力、創新能力。

(2) 參觀性實習。實習主要需要向學生展示行業現場，目的是為了讓學生了解測控專業的發展現狀和趨勢、常用技術規范和標準，但大多數高校的學生生產實習、畢業實習都是參觀性質的，不能滿足新專業認證標準對實踐教學的要求。

(3) 理論性課程設計、畢業設計。高校的課程設計、畢業設計基本都是交一個設計報告、做一些理論性設計。從專業認證標準上看，課程設計、畢業設計主要為了培養學生的認證標準下畢業要求的所有技術要素和非技術要素，純理論性設計滿足不了認證標準規定的具備解決復雜工程問題能力和非技術要素要求。

3 專業認證標準下的實踐教學改革

根據上述分析的工程教育認證標準對實踐教學的要求和測控技術與儀器專業實踐教學的不足之處，本文從以下幾個方面開展測控技術與儀器專業的實踐教學改革，使培養的學生能夠滿足認證標準的畢業要求和培養目標。

3.1 建立科學合理的適應新標準的實踐教學體系

本科生的實踐教學必須符合學校的專業特色，圍繞專業的培養目標，在2015新工程專業認證標準指導下，本專業組織專家教授根據社會經濟發展的新形勢、新政策以及科技發展的新成果，制定科學合理的實踐教學計劃，設置具有層次性、漸進性、可操作性的實踐教學內容，完善實踐教學體系。對以理論為核心的教學體系需進行重構，轉變為以實踐為導向的實踐教學體系，不是單純地靠增加實踐教學的課時量來實現實踐教學的改革，而是在新標準引導下對實踐教學的觀念、目標、內容、方法等一系列內容的改革與建設。加強管理制度建設，在課程實驗教學、綜合實驗教學、畢業實習、畢業論文、課外實踐教學活動、現場實踐等幾個方面對實踐教學進行改革、創新；著重從產、學、研合作層面，從教師、學生和教學過程3個方面出發，構建適合各個水平層次學生的教學模式，并采取有效措施把實踐教學和實驗室建設、師資隊伍建設、專業建設、科研發展等幾個方面有機結合起來。

3.2 完善實踐教學內容，改變實踐教學方式

根據實踐教學需要，重新編寫實驗大綱，實驗教材或者其他指導實踐教學的資料。在實踐教學的過程中，注重按照工程教育認證標準、社會對測控類專業人才的就業素質要求和區域經濟發展水平的要求，及時調整和拓展專業實踐教學內容。實踐教學方式從傳統的“知識傳授”向“問題解決”與“能力培養”進行轉變。

為此，測控專業加強了專業課程的課程實驗，同時有針對性地開設了如“電子電路綜合實訓”“測控電路與工程光學綜合實驗”“檢測技術與傳感器綜合實驗”“單片機與PLC綜合實驗”“測控專業綜合課程設計”等一系列綜合實驗、實訓活動，并新建了精密測試技術實驗室、電子創新設計實驗室、機械創新設計實驗室等，對充分發揮學生的主觀能動性、培養學生動手實踐能力、解決測控“復雜工程問題”的能力和創新能力、提高實踐效果，從硬件上進行了有效的保障。

對實踐教學環節課時最長的課程設計、畢業設計要求按照“理論設計—實物制作—現場調試—答辯驗收”的培養模式，對設計的格式、內容進行嚴格的規定。設計說明書中要求有國內外發展現狀分析、方案比較論證、設計過程、實驗驗證、經濟成本分析、實物驗證等，用于培養學生的相關能力；同時增加了外文翻譯，培養學生專業外語應用能力，進一步培養國際視野。在課外，積極鼓勵教師組建創新實驗、課外科研實踐團隊，組織學生參加學科競賽，承擔大學生科研項目或創新創業計劃項目，進一步培養學生的專業知識綜合應用能力、組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力。

在生產實習、畢業實習環節，優化選擇對口的實習單位和實習內容，加強校企合作，要求合作單位提供隨崗實習平臺，為學生提供優質的實驗、實踐場所，采用“半頂崗實習”方式，讓學生充分了解生產現場、生產設備和相關產品技術，并結合生產實際，深入地了解測控專業的發展現狀和趨勢、不同產品常用技術規范和標準，了解相關行業、產業對測控類復雜工程問題的生產、設計、研究與開發等方面的方針、政策和法律、法規，并培養學生能夠就測控類“復雜工程問題”與企業工程師及一線操作人員進行有效溝通和交流。

測控專業通過建立基礎性實驗—專業綜合性實驗—創新性實驗—學生自主創新實踐的實踐教學模式，采用校企實踐、產學研基地合作等方式，鼓勵學生參與院校、省級、國家級學科競賽，很好地培養了學生的實踐能力，解決了之前測控技術與儀器專業普遍存在的理論知識與創新實踐脫節、扎實的基礎知識學習與實踐動手能力培養相沖突的問題，極大地提高了測控專業實踐教學效果，使其完全滿足工程教育專業認證標準的要求。

3.3 建立嚴格的教學質量保障體系

理論教學存在很大的共性，通過教務處和教學督導機構能較好地掌控和監督。而實踐教學的專業性相對于理論教學更強，要對其進行過程監督存在很大困難。如果沿用理論教學的監督體系，顯然不能有效地監督實踐教學過程。測控專業在新標準的指導下，制定科學合理的實驗實踐教學、實習實訓、畢業論文、專業技能質量評價標準，建立由學生、教學督導組、教師同行、教學管理人員、用人單位參與的實踐教學評價網絡和教學質量保障體系，如圖1所示。另外，構建自我評價機制和認證標準評估機制的實踐教學評價機制，從專業知識掌握、專業技能訓練、解決問題的能力、創業創新能力等方面全面考查和評價學生實踐能力，更好地與國際實踐教學機制接軌。

3.4 加強實踐教學師資隊伍建設

“火車跑得快，全靠車頭帶”， 要貫徹實踐教學體系，培養學生的實踐創新能力，必須培養、打造優秀的師資隊伍。本測控專業采用內部培養、外部引進的方式，進一步優化了教師結構，提高教學業務能力，保證學校實踐教學工作的穩定開展。目前校內有3位專職實驗人員負責常規實驗的開設和實驗設備的維護。測控專業教師全部參與綜合實驗和部分課程實驗的開設、課程設計和畢業設計的指導，以及學科競賽的開展。同時聘請畢業實習、生產實習所在單位技術人員為外聘教師，負責生產實習、畢業實習的現場指導，提高實踐教學效果。

4 結語

加強測控專業本科高校實踐教學改革與建設，是提高測控專業人才培養質量、滿足工程教育專業認證要求的重要環節。本文在2015新版工程專業認證標準引導下，分析了標準對測控技術與儀器專業實踐教學體系建設的要求，剖析了我校測控專業現有的實踐教學環節存在的問題，以滿足復雜工程問題和非技術要素對實踐教學的要求為出發點，對測控專業的課程實驗、綜合實驗、實訓、實習、設計等實踐教學活動進行深入的改革與建設，完善了實踐教學體系、實踐教學方式和教學質量監控保障體系，提高了所培養的測控專業學生的實踐能力、理論知識綜合應用能力和綜合素質，使本校測控專業的實踐教學環節符合工程教育認證標準的要求，并于2016年提交了測控技術與儀器專業工程教育專業認證申請書。

圖1 教學質量監控保障體系

References)

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Practical teaching reform and practice of Measurement and Control Technology and Instrument specialty under engineering education professional certification standards

Yang Hongtao, Wang Xiaobing

(College of Mechanical Engineering，Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)

The requirements of the practical teaching system construction for the Measurement and Control Technology and Instrument specialty are analyzed under the guidance of the 2015 new engineering professional certification standards. The problems existing in the practical teaching of the Measurement and Control Technology and Instrument specialty in our school are discussed. The starting point is to meet the requirements of complex engineering problems and non-technical factors of the practical teaching. The practical teaching system, practical teaching methods and teaching quality monitoring and control system are optimized. which can make the practical teaching of the Measurement and Control Technology and Instrument specialty in our school meet the requirements of engineering education certification standards.

engineering education certification; practical teaching; complex engineering problems; non-technical factors

10.16791/j.cnki.sjg.2017.06.046

2016-12-05 修改日期：2017-02-17

安徽省重大教學改革項目(2013jdjy083)

楊洪濤(1972—)，男，福建莆田，工學博士，教授，系主任，研究方向為精密測試技術.

E-mail：lloid@163.com

G642.0

A

1002-4956(2017)06-0183-04

實驗課程改革