儀器儀表工程研究生課程體系及教學模式的探索與實踐

舒雙寶 夏豪杰 黃斌 潘成亮 黨學明

摘 要：儀器儀表工程專業碩士研究生教育著眼于儀器儀表工程領域的科技進步，培養儀器儀表工程領域內具有創新意識和社會實踐創新能力的高層次工程技術以及工程管理人才。文章首先分析了目前儀器儀表工程專業學位研究生培養中存在的課程體系以及教學模式問題。文章以合肥工業大學儀器儀表工程專業學位為例，詳細介紹了該專業研究生的培養方案及培養目標，同時對課程體系設置、教學內容和教學方式進行了改革與探索，提出了具體的措施和方法，其成果為我國工科研究生培養提供了一個可借鑒的經驗。

關鍵詞：儀器儀表工程；課程體系；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）01-0076-03

Abstract： The education of graduate students majored in instrument and meter engineering focuses on scientific and technological progress in instrumentation engineering， so as to cultivate high-level engineering and management personnel with innovative ideas and the ability of practices. The present problems of curriculum system and the teaching mode of instrument and meter engineering majors are analyzed firstly. This thesis takes the instrument and meter engineering majors in Hefei University of Technology as an example， introducing the training program and training objectives in detail. At the same time， according to the exploration of the curriculum system， teaching contents and teaching methods， concrete measures are put forward， which is to provide a reference for engineering graduates cultivation in China.

Keywords： instrument and meter engineering； curriculum system； teaching model

引言

近年來，研究生教育得到了空前的發展，研究生教育包括學術型與專業型兩種。隨著現代科學技術和社會生產的發展，國家大力提倡和加強專業學位的研究生教育，專業學位研究生教育已經成為國家創新體系的一個基本環節[1，2]。根據國務院學位委員會對專業學位研究生的培養定位，專業碩士研究生的培養目標是培養能夠適應行業或職業實際工作需要的高層次工程技術以及工程管理人才[3，4]。儀器科學與技術學科是一個包含光學、機械、電子信息和計算機方面的綜合知識的綜合性、邊緣性學科。儀器儀表工程專業是儀器科學與技術一級學科所屬的專業型碩士專業，其核心任務就在于培養在儀器儀表工程領域內具有創新意識和社會實踐能力的高級專業人才或工程管理人才。

為提高該專業研究生培養質量，國內很多教育結構及專家對教育改革和人才培養模式進行了深入的研究。對于專業型研究生的培養，必須與行業和職業實際相結合，了解企事業單位對專業型研究生能力的要求，加強和提高研究生培養質量。合肥工業大學儀器科學與光電工程學院（以下簡稱“儀器學院”）設有“儀器科學與技術”一級學科博士授予點（含4個二級學科博士點和相應的碩士點），“儀器科學與技術”博士后流動站，同時設有“儀器儀表工程”工程碩士授予點。本文研究從合肥工業大學儀器儀表工程碩士研究生教育和培養實踐的理論和經驗入手，在充分分析國內高校儀器儀表工程專業研究生培養課程體系設置和教學中存在的問題的基礎上，結合行業需求和本學院主要科研領域方向，對儀器儀表工程專業碩士研究生課程體系設置及教學模式的改革進行有益的探索，在我院研究生教學實踐中取得了一定的成果。

一、儀器儀表工程專業研究生課程體系設置和教學中存在的問題

1. 課程體系設置與專業學位研究生人才培養要求不一致。通過調研大量國內高校的儀器儀表工程專業研究生的招生情況來看，面向工程應用的研究生招生人數較少，往往只是作為儀器學科學術型研究生的補充。無論從學費收費政策標準，還是從研究生管理模式等方面來看，部分高校對專業學位研究生缺乏足夠重視。由于招生人數偏少，部分高校學術型碩士和工程碩士的教育培養不能完全分開，造成研究生培養目標不清晰。很多學校則是把儀器科學與技術研究生專業設置統一的基礎必修課再結合一定的專業選修課，專業學位的課程教學主要還是和學術型研究生的教學一起進行的。

2. 教學內容更新慢。儀器儀表工程應用領域與現代科技的發展密切相關，碩士生除了要掌握本專業的基礎理論知識，如光、機、電、算、控等基本理論外，還要及時把握現代科技動態與最新研究成果。有部分老師在課程教學時，仍使用歷年的教案來給研究生上課，課程內容陳舊，不能及時更新教學內容，這樣極容易導致課程教學內容與企業生產實際情況相脫節[5]。由于面向公司、企業的生產技術及裝備更新的速度非常快，因而要求研究生任課教師必須及時跟蹤當前學術和技術發展狀況，研究生教材和教學內容應該要涵蓋最新的科學前沿及生產技術和設備，這樣才利于研究生對新技術的了解和掌握。

3. 教學方式傳統且單一，實踐環節偏少，創新訓練機會不多。在專業學位研究生課程教學中，很多高校和教師，把專業型碩士作為學術型碩士的補充，在課程教學時重理論、輕實踐。課程教學也基本上是以教師講授為主，缺少討論和實踐教學環節，缺少專業領域案例教學。對于專業型碩士研究生人才培養來說，更要注重應用型、實踐型人才的培養。除了課堂講授教學、課程實驗以外，還要要求研究生參加創新創業訓練、科研開發等，在實踐中鍛煉解決問題的能力。

4. 教師隊伍結構不合理，缺少有豐富工程實踐背景的指導教師。目前，在高校教師中，教師主要都是從事科學研究的，研究生導師很大部分都是直接從學校畢業后直接到學校從事工作，從企業再到學校來工作的教師較少，這樣就造成了教師隊伍普遍學歷層次高，但是缺乏到企業一線生產或科研院所技術開發的實踐工作經歷。部分教師由于不具備相關專業的實踐生產開發工作經驗，從而對研究生實踐環節的指導能力不足。

二、儀器儀表工程專業課程體系改革措施

（一）明確專業培養目標，緊跟學科前沿和現代企業技術水平

儀器儀表工程碩士專業學位著眼于儀器儀表工程領域的科技進步，側重于工程實際應用，培養從事光、機、電、計算機一體化設備、儀器儀表等設計、制造、檢測及維修的高層次工程技術人才和高級工程管理人才。合肥工業大學儀器科學與光電工程學院儀器科學與技術一級學科現有博士生導師16人，碩士生導師40余人。本學科緊密結合現代科技發展需求，長期致力于現代精度理論及應用、機器視覺檢測理論與技術、先進測試技術理論與方法、生物醫學儀器等方面研究與開發，積累了豐富的科研成果，形成了本學科公認的以測試精度理論為核心的鮮明學科科研特色。

結合學科前沿和現代企業技術水平以及本校本專業的實際情況，明確儀器儀表工程專業碩士的培養目標：本學科專業研究生主要培養信息、制造領域適應社會需求的高素質碩士研究生。掌握儀器學科基礎理論和系統的專業知識；利用光學、機械、電子、計算機以及控制等學科理論知識，從事儀器科學相關的研究工作或擔負專門技術工作；具有專業領域中表達溝通、組織管理、團隊合作能力。培養可勝任機械工程、光電工程、電子信息、自動控制、計算機應用、環境保護、生物醫學等領域的儀器系統設計制造、科研開發、運行管理等方面的高級工程技術人才或工程管理人才。

（二）構建特色鮮明的課程體系

合肥工業大學儀器一級學科研究方向主要有：儀器及裝備精度保障技術、微納測量技術及系統、復雜曲面與大尺寸測量技術、機器視覺與光電檢測技術、光纖光學與傳感技術、環境檢測技術與系統、生物醫學儀器及系統。根據國務院學位委員會對儀器儀表工程碩士學位的要求標準，在明確學校和學院辦學定位基礎上，結合儀器儀表工程碩士培養目標和儀器學院專業特色研究方向確定課程體系，同時要保證理論知識與實踐訓練相結合、前沿科技與行業需求結合的培養特色，合理設置課程，進行該工程碩士的碩士課程體系建設。

本專業培養要求專業研究生掌握儀器科學與技術學科基本理論知識和儀器儀表工程領域相關的工程技術，了解儀器學科的發展歷史、研究現狀以及國際上最新的學術研究動態，掌握一門外語并能夠閱讀與寫作相關外文文獻。培養研究生具有較好的專業理論基礎知識，能較熟練運用儀器儀表專業技術從事相關工程領域產品的開發或實際應用，具有解決實踐問題的先進技術方法和現代技術手段。

除了專業學位研究生統一要求的公共必修課，如思政類課程、外語課程以及數學類課程外，在專業課教學中通常是將基礎理論課程和實踐課程兩者相結合，基礎理論課程是為實踐課程提供理論支持，而實踐課程又會幫助研究生充分理解和掌握理論課程，兩者要有機結合，相互促進，相互作用。圖1是我院儀器儀表工程碩士研究生的專業課程關系圖。其中學科理論課程和學科基礎課程為專業必修課程，學科技術課程為選修課程，專業必修課程是選修課程的前提和基礎，是本專業的基礎課程，要求研究生掌握本學科的基本理論和技術方法。研究生在導師的指導下可以根據自身研究方向及課題需求自行選定相應的選修課程，同時要加強專業基礎課和專業必修課的內容安排和設置。

三、教學模式探索與實踐

（一）教學內容組織與教學方式的設計

儀器儀表工程專業碩士是以培養跨世紀的儀器儀表工程高級專門人才為目標。根據圖1的碩士專業課程安排中，各門課程都有明確的課程教學大綱和具體的教學內容。課程教學內容除了要講授基本的本門課程的原理、理論和方法外，還要介紹其相關的工業背景及實踐應用，這也是符合工科研究生的培養特點。我院成立了專門的研究生教學指導委員會，該教學委員會既包括本專業的校內外高校專家，也包括企業以及行業協會專家，負責研究生課程的審核工作，所有專業課程的教學大綱都必須審核通過后方可進行教學。

在研究生的課程教學方法上主要采用研究式、討論式和啟發式教學方式，避免像本科教學那樣的講授為主的教學，主要強調教師講授與研究生自學相結合的方式，從而調動研究生獨立思考與鉆研的積極性。注意推廣課堂講座教育與研討方式相結合，啟發研究生的創造性思維，提高研究生的分析問題、解決問題的能力。

（二）科研與教學相結合

對研究生的培養須追蹤現代科學技術前沿。通過緊跟學科前沿和現代企業技術水平，到企業調研，了解整個行業國內外發展動態，加強與國內外同行的聯系，從而使教師能夠緊跟最新的科研成果和產業化成果，將企業產品更新換代及本領域現代先進技術傳授給學生。不斷更新教學內容，優化教學方法，提高教學質量。在教學中要將國內外最新科技產品、科研成果、教改成果、先進的研究方法和技術手段引入到教學中來， 使研究生能及時把握行業動態。盡量要求研究生參加導師或任課教師的科研中來，使課程學習與研究結合， 以強化研究生學習的積極性和提高學習效果。

（三）增加實踐探索環節，擴大案例教學

儀器儀表工程專業基礎課和技術基礎課的應用性都很強，在實際課程教學中，必須利用現代教學方法，增大案例教學比例，激發學生的創新思維意識和創新能力。加強實驗室基礎資源和實驗儀器設備建設，以保證各課程實驗課質量，有效鍛煉研究生的實驗技能。在我院的研究生課程內容中，有針對性的增加了實踐探索環節，各課程根據教學計劃制定教學大綱，設計好相關的實踐實驗項目，對課程中驗證性實驗主要以計算機模擬、仿真為主。在課程教學研討環節中，要補充綜合性以及創新性實驗內容，實踐實驗內容可以緊密結合生產企業急需解決的科技及技術難題或者是導師的科研課題，主要是激發研究生的實驗興趣，培養研究生創新實踐能力。

儀器儀表工程專業研究生研究領域覆蓋的領域廣，部分研究生缺乏工程實踐經歷。依托我院公共實驗室、測控技術中心實驗室、大學生創新實踐基地、專業實驗室以及校企合作實踐基地，加強研究生實踐創新能力的培養。充分利用學院已有的校企合作實踐平臺，到專業實踐基地進行課題研究和創新實驗，在生產實踐中發現和解決實際問題，同時加強國際合作和交流，將基礎理論、試驗和工程實踐相結合作為研究生培養的指導思想，提高研究生綜合能力。

（四）加強教師隊伍建設

進一步加強現有研究生導師的實踐工程能力培養。鼓勵教師深入到一線生產實踐，了解企業技術發展實際情況及制約瓶頸，加強對企業技術革新中成功和失敗的案例掌握，鼓勵教師與企事業單位或科研院所開展聯合研究，解決工程技術問題，增加現有導師的實踐經驗。

通過校企合作等政策，聘請企事業專家作為兼職導師，實現研究生培養的校內、校外的雙導師制。同時也可以聘請科研院所、企事業單位的科研人員開展學術講座，參與到研究生教學中來，介紹儀器儀表工程領域最新的研究成果、行業發展趨勢以及多學科交叉創新實踐方面的相關信息。

四、結束語

儀器儀表工程專業碩士研究生主要培養在儀器儀表工程領域內具有創新意識能力、社會實踐能力的高層次專業技術人才和工程管理人才。本文以合肥工業大學儀器儀表工程研究生培養為例，根據國家培養儀器儀表工程碩士的要求，結合儀器學院的科研領域與校企合作實際情況，確定專業研究生的培養大綱和培養目標，在此基礎上，構建合理的課程體系設置，完善教學內容，以培養研究生的創新實踐能力為導向，對教學模式進行了積極探索和實踐，取得了較好的效果，為其他高校該專業研究生的培養提供了很好的可借鑒的經驗。

參考文獻：

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