面向工程教育认证的测控技术与仪器专业毕业设计分析

牛金星　李恒灿

摘要：本文介绍和分析了测控技术与仪器专业工程教育认证对毕业设计的要求，分析了我校毕业设计的执行情况，并提出下一步的改进措施。

关键词：测控技术与仪器；毕业设计；专业认证

中图分类号：G642.477 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）28-0233-02

一、工程教育认证背景和标准

我国工程教育认证标准由通用标准和专业补充标准构成。通用标准是各工科专业应该达到的基本要求，专业补充标准是在通用标准的基础上根据不同专业的特点提出的专业要求，其中通用标准包括7大项：（1）学生，包括招生、学业指导、学习评价、学分认定；（2）培养目标，包括培养目标定位、培养目标内涵、培养目标修订机制；（3）毕业要求，包括学生毕业必须掌握的知识、能力、素质等要求，要求能够支撑培养目标；（4）持续改进，包括教学过程监控、毕业设计反馈机制以及持续完善机制；（5）课程体系，包括理论课程、工程实践与毕业设计，要求课程设置能支持毕业要求的达成，有企业行业专家参与；（6）师资队伍，包括师资概况、师资水平、职业指导、教学责任；（7）支撑条件，包括教室、实验室资源、图书、教学管理。测控技术与仪器专业补充标准包括3项：（1）课程体系，包括课程设置、实践环节、毕业论文；（2）师资队伍，包括专业背景和工程背景；（3）专业条件，主要指实验条件。

二、测控专业毕业设计认证要求

工程教育认证测控技术与仪器专业补充标准对毕业设计给出了具体要求：建立与毕业要求相适应的质量标准和保障机制，引导学生完成选题、调研、文献综述、方案论证、系统设计、性能分析、工作交流、论文撰写等训练环节，涵盖本专业基本技能训练要素。

1.工程设计类，包括仪器设计、测控系统（装置）设计及传感器、控制元件部件设计等。毕业设计（论文）应包括文献综述、方案论证、软硬件设计、数据处理、技术性能测试与分析等内容。

2.实验研究类：完成完整的研究和实验过程，取得实验数据。毕业设计（论文）应包括文献综述、研究方法、实验装置、实验验证、数据分析等内容。

3.软件开发类：完成与测控系统相关的应用软件或较大软件系统的模块开发。毕业设计（论文）应包括文献综述、需求分析、总体设计、实现与性能测试、结果分析等内容。

三、我校测控专业毕业设计情况

我校本科生毕业设计要求使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，较好地应用先修课程，符合本专业的培养目标及毕业要求。设计（论文）题目工作量适中，有一定的深度、广度，工作量饱满，使学生得到比较全面的训练。课题选取时有明确的工作任务和研究对象，既能达到培养训练的目的，又保留了发挥学生创造性的余地。设计中既运用了先修课程知识，又培养学生利用Protel、LabVIEW等软件设计、调试及仿真的能力，实现毕业设计题目中要求的电子电路的设计、原理图绘制、编程和仿真，并通过制作和调试电路板实物提高学生的实际动手操作能力。

工程设计类的题目所占比例最大，题目有“基于LabVIEW机器视觉的机械臂控制系统设计”、“基于PLC及组态软件的污水处理监控系统设计”、“一种智能电风扇控制系统设计”、“基于STM32的智能充电桩系统的设计”、“基于电磁传感的智能小车设计”、“酿酒环境检测系统”。软件开发类的题目有：“光学像差的分析与图像校正系统设计”、“手写体字符识别的研究”、“汽车牌照识别系统的设计”等。通过对我校测控技术与仪器专业的毕业设计题目进行分析，80%以上的题目为工程设计类题目，少部分为软件开发类，没有实验研究类题目。

部分题目以STM32单片机或飞思卡尔K60单片机为核心，配以外围电路实现某特定功能：智能循迹小车、基于NI USB-6351数据采集卡的测温系统、电机控制系统、基于485通信的在线测速仪、基于STM32的工业测温系统。通过毕业设计，培养学生的嵌入式系统开发能力，同时也加强了学生对模拟电路、数字电路、单片机C语言编程等课程知识的实际应用能力。学会利用Protel软件绘制电路原理图、PCB图，能够在不同的软件开发环境下进行C语言编程、在线调试，利用Proteus软件进行仿真，学会使用下载器进行程序下载、烧录，学会识别各种电子元件，学会焊接印刷电路板，这是学生综合运用所学知识设计实物的一次完整工程训练。部分设计成果如下图所示。

设计前两周，主要组织学生进行调研及对课题的熟悉，并针对学生查阅文献的实际情况组织了相应的辅导。在开题报告中，要求学生基本都能完成对自己课题设计的大致思路，也明确了自己的设计思路和设计所要实现的目标。外文翻译要求学生翻译近年出版的和课题相关的英文文献一篇，要求翻译后的汉字字数不少于2000字。经过指导和纠正，不仅能使学生提升自己的英语水平，还让他们了解了国外在自己所做的课题方面的研究及成果。然后根据设计内容，为每个学生布置了每周应完成的具体设计任务，并对设计任务的完成情况进行定期检查，同时做好学生的考勤记录，注重培养学生独立查阅资料和独立完成设计的能力。

在时间安排上，规定指导教师每周至少10小时用于指导学生毕业设计，其中当面指导时间不少于2学时，其他时间可以通过网络指导等其他方式及时发现并解决学生毕业设计中出现的问题，并做好毕业设计周记录，加大学生设计（论文）成果的检查力度，对所有学生的阶段性设计情况进行逐一检查，很好地保证了设计质量。答辩前，对学生的成果进行了多次审阅，并进行了查重，对查重结果不满足要求的学生要求限期整改，直到满足学校的要求。

在答辩过程中，对学生的成果和学生对自己设计内容相关知识的熟悉程度进行了认真的审核，保证了学生成绩评定的公平性，并对选题意义、设计内容、设计方法、结果、结论和论文撰写的质量给出评阅成绩，再根据答辩质量给出答辩成绩，对毕业设计质量较差的学生进行二次答辩，进一步督促其更好地完成毕业设计任务。学生成绩的评定是根据指导教师成绩和答辩成绩综合来进行给定的，指导教师成绩主要以学生的设计成果为主，参考了学生设计过程中的考勤情况及学习态度，最后按学校规定的优秀、良好、中等、及格和不及格的比例确定最终成绩。

四、结论

我校从毕业设计的选题到学生答辩的整个过程都有具体的要求，学校制定了毕业设计质量标准和保障措施，对比毕业设计（论文）的撰写格式给出了具体要求。从答辩情况来看，多数学生都能在教师的指导下圆满的完成相应的毕业设计（论文）任务，工作量符合学校规定。论文的撰写按照学校出台的毕业设计（论文）规范来进行，学生毕业设计（论文）的质量逐年提高，但也存在一些问题，比如没有实验研究类题目，分析原因如下：（1）专业教师的基础研究较少，对实验研究重视不够；（2）学生对实验研究类课题不感兴趣；（3）专业办学时间短，能够支撑实验研究类题目的仪器设备少。结合工程认证要求，将进一步加强对畢业设计题目的评选和认定，同时鼓励指导教师多做科研项目，并把学生的毕业设计题目和自己的科研结合起来，使学生能够得到更好的专业训练，不断提高学生的专业技能水平。