仪器仪表工程研究生课程体系及教学模式的探索与实践

舒双宝 夏豪杰 黄斌 潘成亮 党学明

摘 要：仪器仪表工程专业硕士研究生教育着眼于仪器仪表工程领域的科技进步，培养仪器仪表工程领域内具有创新意识和社会实践创新能力的高层次工程技术以及工程管理人才。文章首先分析了目前仪器仪表工程专业学位研究生培养中存在的课程体系以及教学模式问题。文章以合肥工业大学仪器仪表工程专业学位为例，详细介绍了该专业研究生的培养方案及培养目标，同时对课程体系设置、教学内容和教学方式进行了改革与探索，提出了具体的措施和方法，其成果为我国工科研究生培养提供了一个可借鉴的经验。

关键词：仪器仪表工程；课程体系；教学模式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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

近年来，研究生教育得到了空前的发展，研究生教育包括学术型与专业型两种。随着现代科学技术和社会生产的发展，国家大力提倡和加强专业学位的研究生教育，专业学位研究生教育已经成为国家创新体系的一个基本环节[1，2]。根据国务院学位委员会对专业学位研究生的培养定位，专业硕士研究生的培養目标是培养能够适应行业或职业实际工作需要的高层次工程技术以及工程管理人才[3，4]。仪器科学与技术学科是一个包含光学、机械、电子信息和计算机方面的综合知识的综合性、边缘性学科。仪器仪表工程专业是仪器科学与技术一级学科所属的专业型硕士专业，其核心任务就在于培养在仪器仪表工程领域内具有创新意识和社会实践能力的高级专业人才或工程管理人才。

为提高该专业研究生培养质量，国内很多教育结构及专家对教育改革和人才培养模式进行了深入的研究。对于专业型研究生的培养，必须与行业和职业实际相结合，了解企事业单位对专业型研究生能力的要求，加强和提高研究生培养质量。合肥工业大学仪器科学与光电工程学院（以下简称“仪器学院”）设有“仪器科学与技术”一级学科博士授予点（含4个二级学科博士点和相应的硕士点），“仪器科学与技术”博士后流动站，同时设有“仪器仪表工程”工程硕士授予点。本文研究从合肥工业大学仪器仪表工程硕士研究生教育和培养实践的理论和经验入手，在充分分析国内高校仪器仪表工程专业研究生培养课程体系设置和教学中存在的问题的基础上，结合行业需求和本学院主要科研领域方向，对仪器仪表工程专业硕士研究生课程体系设置及教学模式的改革进行有益的探索，在我院研究生教学实践中取得了一定的成果。

一、仪器仪表工程专业研究生课程体系设置和教学中存在的问题

1. 课程体系设置与专业学位研究生人才培养要求不一致。通过调研大量国内高校的仪器仪表工程专业研究生的招生情况来看，面向工程应用的研究生招生人数较少，往往只是作为仪器学科学术型研究生的补充。无论从学费收费政策标准，还是从研究生管理模式等方面来看，部分高校对专业学位研究生缺乏足够重视。由于招生人数偏少，部分高校学术型硕士和工程硕士的教育培养不能完全分开，造成研究生培养目标不清晰。很多学校则是把仪器科学与技术研究生专业设置统一的基础必修课再结合一定的专业选修课，专业学位的课程教学主要还是和学术型研究生的教学一起进行的。

2. 教学内容更新慢。仪器仪表工程应用领域与现代科技的发展密切相关，硕士生除了要掌握本专业的基础理论知识，如光、机、电、算、控等基本理论外，还要及时把握现代科技动态与最新研究成果。有部分老师在课程教学时，仍使用历年的教案来给研究生上课，课程内容陈旧，不能及时更新教学内容，这样极容易导致课程教学内容与企业生产实际情况相脱节[5]。由于面向公司、企业的生产技术及装备更新的速度非常快，因而要求研究生任课教师必须及时跟踪当前学术和技术发展状况，研究生教材和教学内容应该要涵盖最新的科学前沿及生产技术和设备，这样才利于研究生对新技术的了解和掌握。

3. 教学方式传统且单一，实践环节偏少，创新训练机会不多。在专业学位研究生课程教学中，很多高校和教师，把专业型硕士作为学术型硕士的补充，在课程教学时重理论、轻实践。课程教学也基本上是以教师讲授为主，缺少讨论和实践教学环节，缺少专业领域案例教学。对于专业型硕士研究生人才培养来说，更要注重应用型、实践型人才的培养。除了课堂讲授教学、课程实验以外，还要要求研究生参加创新创业训练、科研开发等，在实践中锻炼解决问题的能力。

4. 教师队伍结构不合理，缺少有丰富工程实践背景的指导教师。目前，在高校教师中，教师主要都是从事科学研究的，研究生导师很大部分都是直接从学校毕业后直接到学校从事工作，从企业再到学校来工作的教师较少，这样就造成了教师队伍普遍学历层次高，但是缺乏到企业一线生产或科研院所技术开发的实践工作经历。部分教师由于不具备相关专业的实践生产开发工作经验，从而对研究生实践环节的指导能力不足。

二、仪器仪表工程专业课程体系改革措施

（一）明确专业培养目标，紧跟学科前沿和现代企业技术水平

仪器仪表工程硕士专业学位着眼于仪器仪表工程领域的科技进步，侧重于工程实际应用，培养从事光、机、电、计算机一体化设备、仪器仪表等设计、制造、检测及维修的高层次工程技术人才和高级工程管理人才。合肥工业大学仪器科学与光电工程学院仪器科学与技术一级学科现有博士生导师16人，硕士生导师40余人。本学科紧密结合现代科技发展需求，长期致力于现代精度理论及应用、机器视觉检测理论与技术、先进测试技术理论与方法、生物医学仪器等方面研究与开发，积累了丰富的科研成果，形成了本学科公认的以测试精度理论为核心的鲜明学科科研特色。

结合学科前沿和现代企业技术水平以及本校本专业的实际情况，明确仪器仪表工程专业硕士的培养目标：本学科专业研究生主要培养信息、制造领域适应社会需求的高素质硕士研究生。掌握仪器学科基础理论和系统的专业知识；利用光学、机械、电子、计算机以及控制等学科理论知识，从事仪器科学相关的研究工作或担负专门技术工作；具有专业领域中表达沟通、组织管理、团队合作能力。培养可胜任机械工程、光电工程、电子信息、自动控制、计算机应用、环境保护、生物医学等领域的仪器系统设计制造、科研开发、运行管理等方面的高级工程技术人才或工程管理人才。

（二）构建特色鲜明的课程体系

合肥工业大学仪器一级学科研究方向主要有：仪器及装备精度保障技术、微纳测量技术及系统、复杂曲面与大尺寸测量技术、机器视觉与光电检测技术、光纤光学与传感技术、环境检测技术与系统、生物医学仪器及系统。根据国务院学位委员会对仪器仪表工程硕士学位的要求标准，在明确学校和学院办学定位基础上，结合仪器仪表工程硕士培养目标和仪器学院专业特色研究方向确定课程体系，同时要保证理论知识与实践训练相结合、前沿科技与行业需求结合的培养特色，合理设置课程，进行该工程硕士的硕士课程体系建设。

本专业培养要求专业研究生掌握仪器科学与技术学科基本理论知识和仪器仪表工程领域相关的工程技术，了解仪器学科的发展历史、研究现状以及国际上最新的学术研究动态，掌握一门外语并能够阅读与写作相关外文文献。培养研究生具有较好的專业理论基础知识，能较熟练运用仪器仪表专业技术从事相关工程领域产品的开发或实际应用，具有解决实践问题的先进技术方法和现代技术手段。

除了专业学位研究生统一要求的公共必修课，如思政类课程、外语课程以及数学类课程外，在专业课教学中通常是将基础理论课程和实践课程两者相结合，基础理论课程是为实践课程提供理论支持，而实践课程又会帮助研究生充分理解和掌握理论课程，两者要有机结合，相互促进，相互作用。图1是我院仪器仪表工程硕士研究生的专业课程关系图。其中学科理论课程和学科基础课程为专业必修课程，学科技术课程为选修课程，专业必修课程是选修课程的前提和基础，是本专业的基础课程，要求研究生掌握本学科的基本理论和技术方法。研究生在导师的指导下可以根据自身研究方向及课题需求自行选定相应的选修课程，同时要加强专业基础课和专业必修课的内容安排和设置。

三、教学模式探索与实践

（一）教学内容组织与教学方式的设计

仪器仪表工程专业硕士是以培养跨世纪的仪器仪表工程高级专门人才为目标。根据图1的硕士专业课程安排中，各门课程都有明确的课程教学大纲和具体的教学内容。课程教学内容除了要讲授基本的本门课程的原理、理论和方法外，还要介绍其相关的工业背景及实践应用，这也是符合工科研究生的培养特点。我院成立了专门的研究生教学指导委员会，该教学委员会既包括本专业的校内外高校专家，也包括企业以及行业协会专家，负责研究生课程的审核工作，所有专业课程的教学大纲都必须审核通过后方可进行教学。

在研究生的课程教学方法上主要采用研究式、讨论式和启发式教学方式，避免像本科教学那样的讲授为主的教学，主要强调教师讲授与研究生自学相结合的方式，从而调动研究生独立思考与钻研的积极性。注意推广课堂讲座教育与研讨方式相结合，启发研究生的创造性思维，提高研究生的分析问题、解决问题的能力。

（二）科研与教学相结合

对研究生的培养须追踪现代科学技术前沿。通过紧跟学科前沿和现代企业技术水平，到企业调研，了解整个行业国内外发展动态，加强与国内外同行的联系，从而使教师能够紧跟最新的科研成果和产业化成果，将企业产品更新换代及本领域现代先进技术传授给学生。不断更新教学内容，优化教学方法，提高教学质量。在教学中要将国内外最新科技产品、科研成果、教改成果、先进的研究方法和技术手段引入到教学中来， 使研究生能及时把握行业动态。尽量要求研究生参加导师或任课教师的科研中来，使课程学习与研究结合， 以强化研究生学习的积极性和提高学习效果。

（三）增加实践探索环节，扩大案例教学

仪器仪表工程专业基础课和技术基础课的应用性都很强，在实际课程教学中，必须利用现代教学方法，增大案例教学比例，激发学生的创新思维意识和创新能力。加强实验室基础资源和实验仪器设备建设，以保证各课程实验课质量，有效锻炼研究生的实验技能。在我院的研究生课程内容中，有针对性的增加了实践探索环节，各课程根据教学计划制定教学大纲，设计好相关的实践实验项目，对课程中验证性实验主要以计算机模拟、仿真为主。在课程教学研讨环节中，要补充综合性以及创新性实验内容，实践实验内容可以紧密结合生产企业急需解决的科技及技术难题或者是导师的科研课题，主要是激发研究生的实验兴趣，培养研究生创新实践能力。

仪器仪表工程专业研究生研究领域覆盖的领域广，部分研究生缺乏工程实践经历。依托我院公共实验室、测控技术中心实验室、大学生创新实践基地、专业实验室以及校企合作实践基地，加强研究生实践创新能力的培养。充分利用学院已有的校企合作实践平台，到专业实践基地进行课题研究和创新实验，在生产实践中发现和解决实际问题，同时加强国际合作和交流，将基础理论、试验和工程实践相结合作为研究生培养的指导思想，提高研究生综合能力。

（四）加强教师队伍建设

进一步加强现有研究生导师的实践工程能力培养。鼓励教师深入到一线生产实践，了解企业技术发展实际情况及制约瓶颈，加强对企业技术革新中成功和失败的案例掌握，鼓励教师与企事业单位或科研院所开展联合研究，解决工程技术问题，增加现有导师的实践经验。

通过校企合作等政策，聘请企事业专家作为兼职导师，实现研究生培养的校内、校外的双导师制。同时也可以聘请科研院所、企事业单位的科研人员开展学术讲座，参与到研究生教学中来，介绍仪器仪表工程领域最新的研究成果、行业发展趋势以及多学科交叉创新实践方面的相关信息。

四、结束语

仪器仪表工程专业硕士研究生主要培养在仪器仪表工程领域内具有创新意识能力、社会实践能力的高层次专业技术人才和工程管理人才。本文以合肥工业大学仪器仪表工程研究生培养为例，根据国家培养仪器仪表工程硕士的要求，结合仪器学院的科研领域与校企合作实际情况，确定专业研究生的培养大纲和培养目标，在此基础上，构建合理的课程体系设置，完善教学内容，以培养研究生的创新实践能力为导向，对教学模式进行了积极探索和实践，取得了较好的效果，为其他高校该专业研究生的培养提供了很好的可借鉴的经验。

参考文献：

[1]古巧珍，刘海斌，苏美琼，等.关于全日制专业学位硕士研究生培养模式改革的思考——以西北农林科技大学全日制专业学位硕士研究生培养为例[J].高教学刊，2016（22）：201-202.

[2]邸明伟，张大伟，刘海英.全日制专业学位研究生实践创新能力培养的探索与实践[J].广东化工，2015，42（13）：286-287.

[3]硕士、博士专业学位研究生教育发展总体方案[Z].学位办（2010）49号.

[4]教育部关于做好2009年全日制专业学位硕士研究生招生计划安排工作的通知[Z].教发（2009）6号.

[5]刘桂礼，王晓飞.仪器仪表工程专业研究生实践创新能力培养[J].中国现代教育装备，2011（13）：76-78.

[6]陶然.加強高校教学管理培养高质量优秀研究生[J].高教学刊，2015（15）：107-108.

[7]姜松，刘晗，黄庆华.全日制硕士专业学位研究生教学问题及质量提升研究[J].高教学刊，2015（22）：70-71.