測控技術與儀器專業人才培養體系的研究

劉海艷，李俊敏

（南京理工大學紫金學院智能制造學院，南京210023）

0 引言

測控技術與儀器是研究信息的獲取、傳輸、分析處理及控制的手段和設備的學科，是人類了解世界和改造世界的基礎工具，也是信息產業的源頭和組成部分。測控技術與儀器專業是機械、電子、計算機及控制等多學科互相滲透而形成的一門綜合學科，與其他學科相輔相成，互為融合，為各領域產品智能化提供基礎的數據支撐。隨著我國傳統產業持續轉型升級、新興產業加快發展、人民生活水平不斷改善，重大工程、工業裝備、智能制造、生命醫藥、新能源、海洋工程、核電、科技研究、環境治理、檢驗檢疫等領域對儀器儀表的需求將進一步擴大，我國儀器儀表行業將迎來新的發展機遇。在信息技術高速發展的今天，如何把握先機，與時俱進，需要及時調整專業人才培養方案，為培養服務區域產業、經濟、社會發展的緊缺工程技術型人才做出貢獻。

1 產業發展調研分析

為做好專業人才需求情況的預測，圍繞智能制造、工業互聯網、人工智能等新興產業鏈及產業群，充分調研區域產業、行業發展現狀及人力資源需求，專業鏈對接區域產業鏈，分析專業涉及產業的規模與布局，論證不同產業群對專業的輻射與需求。

1.1 “兩化”融合進入新階段

黨的十九大報告指出，“推動新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展”，而“兩化”深度融合在“四化同步”發展過程中起到重要的支撐作用，“十三五”期間國家也密集發布了一系列促進兩化融合的政策措施。未來，繼續不斷推進“兩化”深度融合仍將是“十四五”國家信息化建設重點。兩化深度融合是指信息化與工業化在更大的范圍、更細的行業、更廣的領域、更高的層次、更深的應用、更多的智能方面實現彼此交融。從應用來看，物聯網、云計算等新一代信息技術將在工業領域得到應用，企業信息化從單項應用向局部集成應用、全面集成應用發展。從智能來看，企業生產經營各個環節的智能化水平將更高，涌現出一批“智慧企業”“智慧行業”“智慧產業”。這些都對測控技術與儀器專業人才提出更高需求。

1.2 “新基建”速度加快

2018年底召開的中央經濟工作會議上，就已經明確了5G、人工智能、大數據中心、工業互聯網等“新基建”的定位。2020年3月，中共中央政治局常務委員會強調，加快新型基礎設施建設作為國家的長期戰略任務，各地對于新基建的部署更加深入。目前，我國數字化、智能化、微型化等高新技術產品嚴重短缺。國家重大裝備所需高端產品主要依賴進口。而涉及國家安全和重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表，國外對我國往往采取限制。近年來，我國儀器儀表行業處于遞增發展階段，政府“十三五”規劃中明確指出要加強科學儀器設備研發和應用。自2011年以來，我國儀器儀表制造業企業單位數呈遞增趨勢，該趨勢與我國儀器儀表行業的收入規模變化趨勢基本相同。據統計局數據顯示，2020年1-5月我國儀器儀表制造業企業數量為4829個，同比增長8.64%。

1.3 儀器儀表向智能化發展

作為中國制造業的重要基礎性產業，儀器儀表行業無疑也將面臨人工智能的大洗牌。雖然相比于其他新興產業，儀器儀表行業接觸人工智能并不算早，但是已經有一批企業成為了先行者，證明了儀器儀表與人工智能之間結合的可能。譬如，虛擬儀器、智能儀器的誕生已經有了人工智能的特征——操作自動化、數據處理、人機對話等等。專業人士分析，儀器儀表行業正在從自動化向智能化方向發展，更確切地說，是朝著微型化、多功能化、人工智能化、虛擬化等方向發展。

2 崗位需求調研分析

根據上節對國家、地方相關政策與人才需求調研，結合江蘇地區的智能制造、消費電子、智能家居、物聯網等產業發展情況。明確測控技術與儀器專業人才在產業鏈中的崗位群與發展空間，確定專業人才培養規格，實現產業人才需求與專業人才培養對接互嵌。確定測控技術與儀器專業人才培養目標，面向長三角經濟發展需求，對接聚焦新型基礎設施建設各行業的基礎和核心，致力于培養智能制造、智慧城市、智能家居、工業控制、云監測、公共安全等領域，從事檢測控制系統設計與研制等工作的專門技術人才。

依據前期所做社會人才需求狀況調研，測控技術與儀器專業人才主要從事就業崗位及能力要求如表1所示。

3 人才培養體系的創新

基于上述產業和人才需求調研，針對產業鏈和崗位分布實際培養對口應用型人才，以就業為導向，以培養學生的創新思維、實踐能力和就業競爭力為根本目的，提高應用型人才的專業能力和崗位勝任力[1]。從能力導向出發，按照技術邏輯設置專業模塊課組，重構課程教學體系和實踐教學體系，制定人才培養方案，確定專業核心課程。課程體系[2]如圖1所示。

基礎課程包括思想政治類課程、形勢與政策、英語、體育、心理健康教育與服務、職業發展與就業創業指導等公共必修課。以及為了培養學生具有扎實的自然科學、電工電子技術、社會科學、程序設計、工程圖形學等基礎知識設置的學科基礎課。

表1 測控技術與儀器專業主要就業崗位及能力要求

圖1 測控技術與儀器專業課程體系

專業課程設置主要圍繞信號的獲取、處理、傳輸、控制設置對應課程組。為適應智能制造、工業互聯、物聯網、人工智能等領域儀器儀表向微型化、智能化、虛擬化方向發展，課程設置中信息獲取方式增加智能感知技術以及MEMS技術及應用的課程，信息傳輸由傳統的有線傳輸轉變為無線傳輸方式，課程對應設置無線傳感網絡技術及物聯網技術。

為培養適應經濟社會發展的工程應用型人才，設置能力提升模塊，針對儀器儀表在不同領域的應用設置相應理論課程，如智能儀器設計、嵌入式系統設計、虛擬儀器等課程。為進一步加強學生創新能力培養，強化實踐能力訓練，設置有針對性的集中實踐教學環節，包括電子實習、智能儀器課程設計、測控電路課程設計、檢測與控制技術綜合試驗、生產過程控制綜合實驗。

4 人才培養體系的實施

4.1 課程教學改革

人才培養過程中，以崗位職業能力需求為第一要素，以滿足企業需求為終極目標，培養“基礎知識夠用、專業知識管用、專業技能實用”的本科層次的應用型人才。

專業核心課程與企業共建，選取工程應用中典型的物理量作為研究對象進行測量、控制，并以此為主線貫穿于整個實踐教學體系。將多門課程的知識點串聯，強化學生對實際工程測控系統的感性認識，加強學生對所學知識的綜合運用能力。

對現有實驗教學項目進行改革，重新對實驗內容和教學方法進行設置，增設綜合性、設計性實驗，使有綜合性、設計性實驗的課程比例達到實驗課程總數的80%以上，在此基礎上，鼓勵和提倡創新型實驗，通過整合、共享、發展、創新，實現了從驗證模仿型實驗向設計創新型實驗的轉變。

4.2 深化校企合作

緊密聯系產業行業企業，搭建教師發展平臺，通過產學融合、校企合作，多途徑提升發展教師教育教學能力、科研應用能力、專業建設能力、社會服務能力、跨學科合作能力。與企業合作建立穩定的“雙師型”教師校外實習、培訓基地，通過頂崗工作，掛職鍛煉等方式，引導教師為企業開展技術服務，在實踐中提升能力。繼續引進企業技術管理人員參與到專業人才培養方案制定，引進企業工程師參與的專業課程授課、畢業設計指導、學生創新項目指導等。企業師資和專職師資的互融交流，通過橫向課題聯合申報、合作開發專利等方式來深化校企合作，提升師資能力。

另一方面，與產業行業協同發展，加強校企合作、拓展專業建設資源。深入開展校企合作，建設若干運行有效的人才培養基地，鼓勵企業進校，聯合開發實訓中心、開發中心、工作室等；積極利用企業平臺和資源，推動專業設置與產業、行業對接，課程內容與職業標準對接，教學過程與生產過程對接。

5 結語

針對地方本科院校應用型人才培養目標，結合地方經濟發展需求，通過市場調研，同類型高校調研、回訪畢業生、與行業企業緊密接觸，對測控技術與儀器專業人才培養方案進行調整，改革人才培養模式，完善專業課程體系，更新課程教學內容等，旨在提升學生職業素質和職業能力。當然，人才培養模式的研究還需要緊扣社會需求，在實踐中不斷改進和提高，實現可持續發展。