基于控制思维构建测控专业综合实践平台

浦铁成 徐嘉城 薛航

【摘要】针对创新能力和工程能力的培养要求，结合北华大学测控技术与仪器专业人才培养目标，分析现阶段实践教学存在的问题，提出单闭环控制结构的能力培养形式，构建的综合实践平台包括完整的控制系统结构，能够完成综合性、创新性实践教学，以提高测控技术与仪器专业学生综合能力和素质。

【关键词】人才培养 实践 创新 工程

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）01-0222-01

提高人才培养素质，培育高层次创新人才是我国高等教育改革的目标。国内很多高校都提出并开展了“工程教育”研究。北华大学测控技术与仪表专业根据学校的办学方针，制定专业人才培养目标，着重提高学生综合工程实践能力，培养学生主动学习、独立思考的创新素质。

一、实践教学存在的问题

测控技术与仪器是信息工业中的重要环节，在信息技术发展中发挥着重要的作用。加强实践教学有利于学生深入理解所学知识，提高学生运用知识的能力[1]。但现阶段实践教学存在如下问题：（1）设备经费投入不足；（2）教学体系设置混乱；（3）实践形式单一。

二、综合实践平台的重要性

面对上述存在的问题，要强调实践和设计，使课堂教学、工程训练、工程实践诸环节相互交融，这就需要一个综合性的实践平台。

基于单闭环控制思维，综合实践平台在人才培养中的作用如图1所示。此系统实现的功能是将学生培养成具有创新能力和工程能力的人才，作為系统控制器的综合实践平台，在人才培养中占有重要地位。

三、综合实践平台的特点

（1）专业突出化

工程教育的“实践”本质是将专业理论知识应用到工程实践中，解决工程实际问题，在解决问题的过程中加深对专业理论的理解，进而发展专业理论，达到工程创新的目的。

（2）系统工程化

系统工程化有两层含义：一是指该平台所提供的各种设备应与工程实际应用中的设备相符，让学生有身临其境的感觉，这样学生在以后工作中才能快速适应工作环境。二是在该平台上所设计的系统应符合工程实际，要核算经济成本，不能“大炮打蚊子”。

（3）结构模块化

在实际工程设计时所用到的设备很多都是各个厂家的产品，在构成系统时，只需要将这些产品作为一个个模块，知道其输入输出接口方式就可以了，对其内部结构没有太高要求。因此我们设计的综合实践平台也应是模块化的。把不必要的细节封装起来，按照工程设计真实情况提供一定接口即可。同时，这种模块化还可以缩短系统开发周期，提高工作效率。

（4）设计开放化

综合实践平台必须是一个开放的系统，没有太多的限制，允许学生在其上从事创造性设计，使学生可以按照自己的设计思想任意组合模块，甚至可以设计开发全新的模块，以实现学生的设计思想，从而真正发挥学生的想象力和创造力。

四、综合实践平台的构成

综合实践平台作为一个完整的控制系统，它包括被控对象，变送器，控制器和执行器四个组成部分。平台所使用的被控对象要符合工程实际。被控对象尽可能采用工程实际对象，如果条件不具备，也应该尽可能采用与工程实际对象特性相符的物理模型来代替，不能使用简单的仿真模型。平台上使用的变送器和执行器应采用实际工程仪表，其形式是多样的，供学生设计时选择。平台的控制器是其核心。为能够实现各种复杂控制算法，平台的控制器采用高性能计算机来实现。计算机运行LabVIEW软件，采用高性能数据输入输出采集卡来实现变送器信息的采集和执行器所需控制信息的输出。

综合实践平台的题目主要来源于以下几个方面：（1）教师的科研和学生接触的实际生活；（2）校企联合项目；（3）学生的好想法；（4）经过修改的网络或者图书上的相关项目。在题目设计时，要使所包含内容和技能具有时效性、完整性、典型性、真实性和层次性。

综合实践平台将传统的教师主导型的教学模式转变为在教师指导下、学生通过实践掌握知识、训练能力与技能的学生主导型教学模式。有机地将师生间的教与学关系密切结合。提高学生动手能力、自主学习能力以及分析和解决问题的能力。

参考文献：

[1]朱高峰. 工程教育中的几个理念问题[J]. 高等工程教育研究，2011（1）： 1-5.