以測控系統設計為主線培養測控專業學生電類工程實踐能力

何翔 中國計量大學現代科技學院

測控技術與儀器專業是集光、機、電為一體的工程應用專業,不僅要求扎實的理論基礎，而且要求系統的工程設計能力，對學生的工程實踐能力要求較高。

從我院畢業生及用人單位反饋的信息看，測控專業學生對于本專業的基礎知識掌握得比較扎實，但對電子技術的應用、儀器儀表的設計能力以及控制系統的應用相對薄弱，原因是我院測控專業電類實踐教學體系存在如下問題：①實踐教學從屬于理論課程。實驗課程大多為課內實驗，教學內容是基于課程的知識點，而不是基于工程項目②實踐內容欠缺系統性、綜合性。實踐教學都是配合一門門的理論課程而開設，很少有對多門課程或多個知識點的貫穿應用，與企業實際需求和工程應用嚴重脫節，致使學生在學完理論課和相關實踐課程后，對于測控專業知識不具備綜合應用能力和工程實踐能力，更不要說創新能力了。③任課教師缺乏工程實踐經驗。學校缺乏具有企業工作背景或具有豐富工程實踐經驗的實踐課教師，在指導學生的課程設計、畢業設計時與實際聯系并不緊密。

針對以上問題，我院電工電子實踐教學團隊借鑒國內外兄弟院校工程應用能力培養經驗，結合我院測控專業實際情況，依托我院電工電子省級實驗教學示范中心，開展電類創新實踐課程教學改革探索與實踐，設計了一套實踐教學方案，對應用型人才的培養具有較強的的示范作用。

1 構建基于“測控系統項目設計”理念的實踐教學目標體系

實踐教學目標是實踐教學體系構建的基礎。通過廣泛地社會調研、畢業生的信息反饋、企業對畢業生素質及工作能力的綜合評價以及相關校企合作企業的建議，了解社會對測控專業人才知識、技能和素質等方面的實際需要，構建了由基礎、綜合、創新和社會實踐四級能力目標組成的實踐教學目標體系，如圖1 所示。

圖 1 基于“測控系統項目設計”理念的實踐教學目標體系

2 構建基于“測控系統項目設計”的模塊化實踐課程內容

建立課程與課程之間的聯系，使學生學習各門實踐課程的知識點的時候具備系統規劃和設計思維。按照實踐教學目標體系要求，整合相互聯系的數門課程：（《電路與電子技術實驗》、《電子實習》、《測控電路》、《課程設計》）重新開設一門專業必修課程《測控系統設計與開發》，以工程實際項目為紐帶進行統一規劃貫穿于測控系統設計與開發的整個過程，把課程需要掌握的重要知識點串連在一個個綜合實踐項目中，凝練若干個單元電路模塊，如圖2 所示。綜合實踐項目采取課程設計或開放實驗室學生自由安排時間的形式進行。課程后期要求學生掌握各個模塊的功能電路，并能夠熟練的進行組合、應用、創新。

3 以項目為中心開展“做中學、做中教”，注重培養學生的學習能力的培養，在實踐過程中提高學生基礎理論知識的應用

學生在學習基礎理論知識的時候往往會產生 “這知識有什么用？”的疑問，而在理論教學過程中老師很少去回答這一問題，學生在枯燥的理論學習過程中逐漸就失去了對本專業的興趣。我們的課程就是在基于對項目的反復訓練中要教會學生“做中學”，在實驗過程和工程項目應用中再結合專業知識的傳授。首先在課程初期教授一些基礎知識，讓學生對該課程有一些基本了解，然后在基于實驗項目設計、開發的過程中發現問題，再去教授、自學一些專業知識去解釋、解決問題。讓學生獲得自學的方法、應用和創新能力。

圖 2 基于“測控系統項目設計與開發”理念的實踐教學課程內容

4 融合現代虛擬仿真等信息技術，按照虛實結合、相互補充的原則，構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗項目

虛擬儀器是現代計算機技術與儀器技術相結合的產物，基于虛擬儀器開發專業綜合實驗項目滿足了測控專業各個實驗環節的銜接，能夠滿足從信號采集到信號調理、數據處理、顯示、傳送、存儲、通訊及控制等各個方面的需求，在課程以及項目設計的各個環節引入Multisim、Labview 等虛擬仿真平臺，讓學生在項目設計開發之前先經過仿真得到初步的實驗結果，能夠根據自己的設計目的靈活實時變換自己的設計方案，將抽象的概念變得清晰明了，增強學生學習的積極性、主動性和創造性。

5 構建科學合理的彈性實踐教學考核評價體系

實踐考核是檢查和評價教學效果的重要手段。主要圍繞實踐能力、創新能力及實踐結果，采取靈活多樣的考核評價方法，構建了分層一體化實踐教學考核評價體系，引導學生投入到實踐活動，鼓勵創新思維方式，不僅僅以實踐結果為導向。

(1)基礎實踐層。注重激發學生實驗興趣，按照預習、考勤、操作、態度和實驗報告等給出實驗成績。

(2)綜合應用層。注重激發學生動手能力的培養，按照方案設計、過程態度、實驗結果 、實驗報告等給出成績。

(3)創新實踐層。鼓勵學生自擬項目，主要通過項目的創新性、設計方法、答辯等綜合給出成績。

通過多年的探索與實踐，我院測控專業學生綜合實踐能力獲得了豐碩的成果，測控專業學生近一半學生參加過諸如全國大學生電子設計競賽、智能車競賽、工程訓練競賽等各類電類學科競賽培訓，獲得包括全國大學生電子設計競賽全國一等獎等各類學科競賽獎勵30 余項，在全省同類院校專業中名列前茅。