能力需求导向的测控专业迭代升级人才培养体系建设

桑海峰 邢燕好 张志佳 律德财

[摘 要]沈阳工业大学测控技术与仪器专业结合新时代测控专业建设和自身优势特点，基于成果导向教育，依托辽宁省装备制造行业，体现“新工科”教育理念，以学生为中心，将工程实践能力和创新意识培养贯穿于大学四年，提出了“项目认知、方向启蒙—基础教育、核心引导—专业教育、能力培养—实践教育、创新提升”的贯通融合、迭代升级的全程培养体系。在该体系中实施了创设问题及能力导向教学方法，并配设相应的课程和实践教学环节，满足不同培养层次的知识能力需求。经过几年的实践检验，取得了较好的专业建设和人才培养效果。

[关键词]能力导向;迭代升级人才培养;测控仪表圈视界

[作者简介]桑海峰（1978—），男，辽宁沈阳人，博士，沈阳工业大学信息科学与工程学院教授，博士生导师，系主任，主要从事测控技术与仪器研究。

[中图分类号] G642[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）46-0-03[收稿日期] 2020-09-28

一、引言

以科技革命和產业革命为主要特征的新一轮工业革命，正在对社会生产和生活方式产生深刻影响，也对高等教育产生了质的影响[1]。人工智能的快速发展，对测控技术与仪器专业本科人才培养带来了新的挑战，同时“新工科”建设也对地方高校本科专业转型及人才培养提出了新的要求[2]。然而，以知识为中心和立足传统教学模式的人才培养很难培养出适应智能化产业高速发展需求的高素质应用型人才。如何促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，为已经迅速崛起的智能产业培养大批高素质仪器类应用型人才[3，4]，还缺乏成熟有效的模式。

2014年，沈阳工业大学测控技术与仪器专业基于学习产出的教育模式，研读工程教育专业认证标准，开始接受中国仪器仪表学会的工程教育专业认证。其中一项重要的工作就是进行人才培养体系改革，以学生为中心，提出了“能力需求导向迭代升级”的人才培养体系建设思路。经过三年的专业建设，2016年10月，测控技术与仪器专业经过认证专家的考查，首次通过了工程教育专业认证。经过三年的持续改进，提出“兴趣引导，激活潜能”的教学方针，深入研究了教学环节的设计，加强了解决复杂工程问题的能力和非技术因素能力的培养，进一步完善了迭代升级的人才培养体系建设。2019年11月，测控技术与仪器专业再次迎来了认证专家的进校考查，完成了工程教育专业认证的复评工作，所建立的人才培养体系，以培养学生的学习、实践与创新能力为目标，为“新工科”形势下人才培养提供了保障。

二、人才培养体系的设计与实践

沈阳工业大学测控技术与仪器专业的人才培养定位是培养具有检测、控制技术集成和仪器综合设计应用能力的创新应用型工程技术人才。本专业课程体系中涉及的知识点内容比较宽泛，传统的以知识为中心的教学培养体系注重的是局部内容知识点，课程之间的关联度只是停留在表面意义上，导致学生对专业的整体概念意识不强，专业综合能力素质达成度不高。为此，本专业以“新工科”建设为驱动、工程教育专业认证理念为根本，以“无损检测”和“视觉检测”为优势特色方向，确立了“认知启蒙—引导培育—能力提升—创新实践”四层次迭代升级的创新应用型人才培养体系（图1）。

（一）认知启蒙层

一年级开设的专业导论课由全体“双师”型专业教师共同开设，以专业相关的项目演示与分析为主，通过实验现象和工程实例唤起学生的好奇心，激发学生专业兴趣感，打破学科与专业的边界，打响测控技术与仪器专业“第一课”。每一名专业教师都要设计一个和自己科研相关的工程案例，以小班的形式向学生开放演示，并且让学生尝试动手操作和实践，使学生从入学开始就能了解通过本专业的学习后能做什么工作，从而增强学生对本学科专业的兴趣，增强学习动力与热情。

（二）引导培养层

经过公共基础学习和项目启蒙认知，学生可以带着兴趣和问题开始学习本专业的专业基础课程。专业提出了创设问题及能力导向教学方法，所有的专业授课教师根据课程内容中的有关知识能力点，结合特定需求，创造相关情景，创设出一定的问题，在教学中引导学生去研究和探索相关创设问题，培养学生的综合实践能力，其总体框架如图2所示。本层次人才培养教学环节中涉及了电路知识、电工测量以及数模电知识，这些知识是各种工程实践的基础，如果能通过能力导向的教学方式去激发学生的学习兴趣，调动他们的情绪，引领学生主动开展学习活动，这将大大提高人才培养质量。所以，本培养层次所提出的创设问题主要是围绕各种电子设计竞赛和创新创业项目所涉及的知识能力需求，赋予一定的项目载体，让学生在现有知识能力基础上进行相关的学习、体验、探究和提升。通过完成项目并进行分析和改进提升，从而获得竞赛和“双创”知识能力的锻炼，并为真正的竞赛和创新创业项目奠定基础。

（三）能力提升层

本层次的培养阶段是从专业基础上升到专业层面，这个阶段是能力提升的主要过程。为了进一步提升学生工程实践能力，要求本专业实践环节指导教师结合自己科研工作去创设问题，融入相应的实验或课程设计，所有实践类课程要求学生都以团队形式去完成相应的项目课题。本专业建立了导师科研团队训练营，学生可以根据自己的兴趣、爱好选择相应研究方向的导师，进入科研团队中。导师创设科研环境，确保学生对即时科研成果的真切体验、学习及应用。实践环节考核也不再简单地以实践报告为主，制定了文献检索和材料综述、程序设计、硬件制作、团队合作、表达沟通、论文写作等能力考核量化指标，通过答辩、现场演示综合评价给出实践考核成绩，以此达到学生工程实践能力全面提升的目标。

（四）创新实践层

随着现代知识生产方式的深刻变革，社会发展呈现出复杂化与多元化，多学科多专业交叉对知识能力体系的量和结构提出了新的要求[5，6]，创新意识培养也不再局限于某一单一领域，而是逐渐过渡为综合知识体现。为了适应“新工科”时代下创新能力培养的需求，本专业结合“无损检测”和“视觉检测”优势学科特色方向，打造了全新的实践环节“测控仪表圈视界”创新实训实习活动。该项实习以“无损检测”和“视觉检测”两个方向的研究内容为主题，宗旨是使学生从使用仪表到动手制作仪表，通过“立项—设计—仿真—加工—调试—封装—仪表检验”等实训环节培养学生创新意识、团队协作精神、多学科背景下的沟通和工程实践能力。该实习过程要求学生以团队参加，而且队员中必须有相关其他专业的成员参与共同完成。本专业培养方案中设计了符合该人才培养模式的教学元素（表1）。

三、建設成效与应用

沈阳工业大学测控技术与仪器专业所建立的“迭代升级”式人才培养体系，为培养学生的工程实践能力和创新意识提供了保障，“兴趣引导，激活潜能”的教学方针以及能力导向下的问题创设教学方法改革焕发了实践教学的活力，激发了学生的学习热情、探索和钻研精神。本教学改革应用于沈阳工业大学测控专业四届共480余名学生，同时还在省内兄弟高校得到了推广，应用范围广、受益面大。

（一）人才培养质量提升

学生培养质量高，学生毕业能力达成逐年提高，生源质量逐年提高，毕业生竞争力不断增强。2017—2019年就业率年均增加0.93%，升学率明显提升，其中考入985院校人数占升学人数的27.8%。2017—2019年的用人单位满意度分别为91.84%、91.95%和92.03%。学生“双创”能力提升，2016年以来，学生连年获得中国仪器仪表奖学金，获批大学生创新创业国家级及省级项目30余项，国家及省级各类竞赛获奖20余项，学生申请专利24项。

（二）专业建设成果显著

在人才培养体系建设的过程中，测控技术与仪器专业近年来教学管理制度完善、评价机制健全，先后获批辽宁省综合改革试点专业、辽宁省优势特色专业、辽宁省一流本科教育示范专业，在辽宁省普通高等学校本科专业最近一次综合评价中位列全省第一，2016年和2019年通过了国家工程教育专业认证。获批辽宁省教学名师2人，辽宁省教学团队1支，辽宁省创新团队2支，形成了“无损检测”和“视觉检测”两个国内具有影响力的教学科研团队。

（三）教育教学成果突出

2016年以来，获得省级以上教育教学成果奖3项、辽宁省教育教学改革立项6项，建设2门省级资源共享课、1个省级校外实践教学基地，出版教材和学术专著8部，发表教改论文10篇，获批教育部产学合作协同育人项目3项。

（四）社会影响力

本专业在省内的影响力逐步扩大，2017年本专业牵头成立了辽宁省仪器仪表产业校企联盟，省内示范引领作用明显。“迭代升级”式人才培养体系在联盟内多所高校得到了应用和推广。2019年学校承办了教育部高等学校仪器类专业教学指导委员会主办的“新工科建设背景下仪器类专业转型升级的探索与实践”项目研讨会，扩大了学校在相关高校的知名度。

四、结语

为了解决测控专业传统教学内容碎片化、体系不健全，以及学生实践能力锻炼不足、创新意识不强的问题，本专业以“新工科”建设为驱动、工程教育专业认证理念为根本，以“无损检测”和“视觉检测”为优势特色方向，确立了能力导向下的“认知启蒙—引导培育—能力提升—创新实践”四层次迭代升级的创新应用型人才培养体系。该体系不同阶段的学习项目既有内在联系，又不断升级，以“兴趣引导，激活潜能”为原则，从新生专业项目导学开始逐级挑战测控专业“新工科”人才培养体系，结合智能感知和测量控制知识体系，强调问题导向、纵向递进、横向交叉，面向工程应用能力培养。在实验、课程设计、实习以及本专业所创建的“测控仪表圈视界”等实践教学环节中融入不同需求的创设问题，能够有效培养学生在智能制造新时期测控领域解决复杂工程问题的能力和工程创新能力。

参考文献

[1]周珂，赵志毅，李虹.“学科交叉、产教融合”工程能力培养模式探索[J].高等工程教育研究，2019（03）：33-39.

[2]史静寰，陈乐.构建“本研一体”“双一流”高校人才培养模式[J].中国高等教育，2019（01）：23-26.

[3]赵长禄.面向世界一流大学目标 建设高水平人才培养体系[J].中国高等教育，2019（Z1）：40-42.

[4]申怡，夏建国.应用型人才的特点及其培养体系构建[J].中国高等教育，2019（08）：34-36.

[5]李丽娟，杨文斌，肖明，章云.跨学科多专业融合的新工科人才培养模式探索与实践[J].高等工程教育研究，2020（01）：25-30.

[6]赵以霞，张思思，陶奕湲，李治.新工科背景下基于前沿交叉学科项目引导的深度学习[J].高等工程教育研究，2019（05）：41-47.

Abstract： Based on the achievements-oriented education， and relying on the equipment manufacturing industry in Liaoning Province， the measurement and control technology and instrument specialty of Shenyang University of Technology embodies the educational concept of "emerging engineering"， takes the students as the center， combines with the new era of measurement and control professional construction and its own advantages， puts forward the whole training system of "project cognition and direction enlightenment-basic education and core guidance-professional education and ability training-practice education and innovation promotion"， which runs through the cultivation of engineering practice ability and innovation consciousness for four years. In this system， problem-creation and ability-oriented teaching methods are implemented and the corresponding courses and practical teaching links are set up to meet the needs of knowledge and ability under different levels of training. After several years of practical testing， we have achieved good results in professional construction and talent training.

Key words： ability orientation; iterative upgrading of personnel training; scope of measuring and controlling instrument circle