測控技術與儀器專業生產實習模式探索

張雄星+王偉+王可寧

摘要：生產實習是工科大學生非常重要的實踐教學環節。通過對我校測控專業多年來生產實習運行情況的分析和總結，本文著眼于測控專業“測量、控制”的專業本質，提出了激光測距望遠鏡這一新的實習內容和實習模式，夯實學生實踐動手能力，凸顯測控專業的專業特色。

關鍵詞：生產實習；測控專業；實踐動手能力；探索

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）39-0049-02

生產實習是工科大學生教學計劃中一個十分重要的實踐性教學環節，是對學生進行專業基本訓練、培養實踐動手能力、理論聯系實際的重要手段。

多年來，我校測控技術與儀器專業學生生產實習的內容均是裝調望遠鏡，學生在3周的生產實習時間里，利用已有的零部件和CZW望遠鏡綜合檢查儀裝調出一款普通的手持式雙筒望遠鏡。

該生產實習內容和實習大綱均制定于9年前，反映了當時的工業技術水平、生產實習指導教師隊伍和基地的建設水平。經過9年來實習基地的運行，測控專業學生的生產實習也逐步暴露出兩個主要問題。（1）生產實習內容單一，知識綜合性不強，對學生創新能力培養不足。學生實習的主要工作是針對確定的光路，把望遠鏡鏡筒、棱鏡、固定結構件等光機零件組裝起來，再利用所學的應用光學知識，結合裝調儀完成望遠鏡的調試工作。在裝調過程中，要求學生嚴格依據每一步既定的工藝工序進行操作，從實習對象、到光路結構、再到裝調工藝，內容單一、綜合性不強，無法激發出學生的參與熱情、創造激情和專業興趣的內容。（2）工作量不飽滿，時間浪費情況嚴重。傳統光學望遠鏡所需的零件約有20個左右，裝調大工序有5項，小工序約有15項，結構的裝配按照步驟很快就可完成，程度好的同學只需3天的時間就可完成望遠鏡的組裝工作。可是，由于我校CWZ調試儀只有兩臺，學生數量多，他們很多時間都在排隊等待調試儀，時間浪費非常嚴重。

一、生產實習引入激光測距望遠鏡內容，凸顯我校測控專業的光學特色

生產實習在培養高校學生的實踐能力與創新精神方面起著至關重要的作用。而順應時代需要、跟進科技不斷發展的步伐，探索生產實習新模式，培養符合科技發展、符合行業需要的新型復合型創新人才至關重要。

為了提高生產實習的質量，鍛煉學生的創新能力，凸顯我校測控專業的專業特色和光學特色，給生產實習引入“激光測距望遠鏡”新內容。

激光測距望遠鏡重量輕、體積小、操作簡單、測量準確、速度快，其誤差僅為其他光學測距儀的五分之一到數百分之一。它把望遠鏡和激光測距機兩臺儀器有效的結合起來，望遠鏡可實現對遠距離目標的觀測，測距機可對目標進行位置測量，在遠距離觀測的同時確定目標對象的距離信息。激光測距望遠鏡的生產實習內容既體現了測控專業的“測量、控制”的專業本質，也凸顯了我校多年來在光學領域方面積累的雄厚的光學特色。

激光測距望遠鏡是一種綜合性的光電系統，需要學生所學的很多專業課程和實踐知識、工具的凝練和支撐，不僅可對“應用光學”、“光學設計”等課程所學的知識加以應用，而且可把實踐內容擴展到“光電信號探測與處理”、“光電儀器設計”、“傳感器”、“單片機”以及“測控電路”等課程所學的內容中。另外，生產實習中所用的計算機輔助工具也會涉及光學輔助設計軟件“zemax”，機械結構輔助設計軟件“AutoCAD”，電路輔助設計軟件“Protel（Altium Designer）”，嵌入式系統開發工具“Keil uVision”等，能起到對學生綜合能力充分鍛煉的作用，綜合性強、創新能力培養作用大，突出我校測控專業的光學特色。激光測距望遠鏡所涉及的工具、直接課程背景如圖1所示。

二、探索生產實習新內容，指導學生自主開發激光測距望遠鏡

把“激光測距望遠鏡”內容引入生產實習，指導學生自主開發，還可以解決學生時間浪費、內容單一等問題。由于綜合性的生產實習內容和環節多、模塊復雜，在3周的生產實習中，學生實習內容非常充實，需要動手操作和思考的問題很多。實際操作時，可依次把學生分成多批進行操作，降低由于設備瓶頸和內容單一造成的時間浪費現象，同時也可以鞏固和豐富學生學過的大量光電類專業課所學的知識。

要想真正的為學生服務，為生產實習服務，必須結合我校測控專業學生的培養計劃和專業特色，依靠測控專業生產實習指導團隊，依據生產實習基地和相關實驗儀器和場地的條件，自主開發，設計出一款適合學生生產實習特點的激光測距望遠鏡。

由于生產實習內容繁多，時間緊張，在指導學生自主設計開發激光測距望遠鏡時可相應降低有關望遠鏡的測距精度指標，重在讓學生真正參與，激發學生的設計創新能力和意識，了解望遠鏡的開發流程和各種工藝要求。指導學生自主開發時應遵循以下原則。

1.普通測距精度，低成本。

2.激光模塊、探測器模塊、時間間隔測量模塊學生可自制、可調。

3.測距算法和程序給學生預留改進提高的空間，鍛煉學生的創新實踐能力。

三、探索測控專業生產實習新模式，促使生產實習應達到的目標

引入激光測距望遠鏡內容，探索測控專業學生生產實習新模式，根據培養目標的要求，夯實實踐動手能力，提高學生將來就業競爭力，力爭生產實習達到以下主要目標。

1.和科技接軌，提升生產實習內容的綜合性和創新。現代光學儀器基本上都是光機結合，以光為測量原理或信號源，以電為信號處理或者人機交流的接口。縱觀連續開展了四屆的“全國大學生光電設計競賽”，每屆比賽都有兩個賽題，一個是光電測量儀器，另一個是競賽競速小車或無人機。每個題目都需要參賽學生利用光學傳感器或者光學裝置，把攜帶有目標信息的光信號轉換為電信號，然后對電信號進行處理，每個題目都是既有光路，又有電路。因此，探索測控專業生產實習新內容，凝練專業特色，提升生產實習內容的綜合性和創新性具有重要的實踐意義。

2.在嚴格的工序、工藝的基礎上增加可調、可變、可提高的自主創新環節。以傳統望遠鏡為基礎，引入激光測距技術，整合為激光測距望遠鏡，在測距功能模塊中加入結構上可供學生動手設計、焊接、裝調的內容，測距算法上可讓學生發揮、提高的內容，這樣，就可以在以前嚴格的工序工藝的實習內容基礎上增加可調、可變、可提高的自主創新環節，培養學生解決問題的能力，給學生發揮創新意識提供必要的空間和支持。

3.夯實學生的實踐創新能力，提高學生的就業競爭。考查測控專業學生求職和工作實踐也可以發現，用人單位既看中學生在光學知識方面的扎實基礎，也希望學生具有光電系統的全面知識。激光測距望遠鏡的生產實習內容能夠有效提高學生的實踐創新能力，培養學生組織生產、獨立工作以及初步的科學研究水平，解決生產技術問題，并進一步掌握生產技術，成為合格的專業技術人員，增加學生就業的競爭力。

四、總結

適應科技和時代的發展，以學生為本，探索測控專業學生生產實習的新內容和新模式，引入激光測距望遠鏡新的生產實習課題，對切實提高學生的實踐動手操作能力、激發學生的創新意識、凝練測控專業的專業特色、提升學生將來就業的競爭力等方面都具有重要的意義。

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