以测控系统设计为主线培养测控专业学生电类工程实践能力

何翔 中国计量大学现代科技学院

测控技术与仪器专业是集光、机、电为一体的工程应用专业,不仅要求扎实的理论基础，而且要求系统的工程设计能力，对学生的工程实践能力要求较高。

从我院毕业生及用人单位反馈的信息看，测控专业学生对于本专业的基础知识掌握得比较扎实，但对电子技术的应用、仪器仪表的设计能力以及控制系统的应用相对薄弱，原因是我院测控专业电类实践教学体系存在如下问题：①实践教学从属于理论课程。实验课程大多为课内实验，教学内容是基于课程的知识点，而不是基于工程项目②实践内容欠缺系统性、综合性。实践教学都是配合一门门的理论课程而开设，很少有对多门课程或多个知识点的贯穿应用，与企业实际需求和工程应用严重脱节，致使学生在学完理论课和相关实践课程后，对于测控专业知识不具备综合应用能力和工程实践能力，更不要说创新能力了。③任课教师缺乏工程实践经验。学校缺乏具有企业工作背景或具有丰富工程实践经验的实践课教师，在指导学生的课程设计、毕业设计时与实际联系并不紧密。

针对以上问题，我院电工电子实践教学团队借鉴国内外兄弟院校工程应用能力培养经验，结合我院测控专业实际情况，依托我院电工电子省级实验教学示范中心，开展电类创新实践课程教学改革探索与实践，设计了一套实践教学方案，对应用型人才的培养具有较强的的示范作用。

1 构建基于“测控系统项目设计”理念的实践教学目标体系

实践教学目标是实践教学体系构建的基础。通过广泛地社会调研、毕业生的信息反馈、企业对毕业生素质及工作能力的综合评价以及相关校企合作企业的建议，了解社会对测控专业人才知识、技能和素质等方面的实际需要，构建了由基础、综合、创新和社会实践四级能力目标组成的实践教学目标体系，如图1 所示。

图 1 基于“测控系统项目设计”理念的实践教学目标体系

2 构建基于“测控系统项目设计”的模块化实践课程内容

建立课程与课程之间的联系，使学生学习各门实践课程的知识点的时候具备系统规划和设计思维。按照实践教学目标体系要求，整合相互联系的数门课程：（《电路与电子技术实验》、《电子实习》、《测控电路》、《课程设计》）重新开设一门专业必修课程《测控系统设计与开发》，以工程实际项目为纽带进行统一规划贯穿于测控系统设计与开发的整个过程，把课程需要掌握的重要知识点串连在一个个综合实践项目中，凝练若干个单元电路模块，如图2 所示。综合实践项目采取课程设计或开放实验室学生自由安排时间的形式进行。课程后期要求学生掌握各个模块的功能电路，并能够熟练的进行组合、应用、创新。

3 以项目为中心开展“做中学、做中教”，注重培养学生的学习能力的培养，在实践过程中提高学生基础理论知识的应用

学生在学习基础理论知识的时候往往会产生 “这知识有什么用？”的疑问，而在理论教学过程中老师很少去回答这一问题，学生在枯燥的理论学习过程中逐渐就失去了对本专业的兴趣。我们的课程就是在基于对项目的反复训练中要教会学生“做中学”，在实验过程和工程项目应用中再结合专业知识的传授。首先在课程初期教授一些基础知识，让学生对该课程有一些基本了解，然后在基于实验项目设计、开发的过程中发现问题，再去教授、自学一些专业知识去解释、解决问题。让学生获得自学的方法、应用和创新能力。

图 2 基于“测控系统项目设计与开发”理念的实践教学课程内容

4 融合现代虚拟仿真等信息技术，按照虚实结合、相互补充的原则，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验项目

虚拟仪器是现代计算机技术与仪器技术相结合的产物，基于虚拟仪器开发专业综合实验项目满足了测控专业各个实验环节的衔接，能够满足从信号采集到信号调理、数据处理、显示、传送、存储、通讯及控制等各个方面的需求，在课程以及项目设计的各个环节引入Multisim、Labview 等虚拟仿真平台，让学生在项目设计开发之前先经过仿真得到初步的实验结果，能够根据自己的设计目的灵活实时变换自己的设计方案，将抽象的概念变得清晰明了，增强学生学习的积极性、主动性和创造性。

5 构建科学合理的弹性实践教学考核评价体系

实践考核是检查和评价教学效果的重要手段。主要围绕实践能力、创新能力及实践结果，采取灵活多样的考核评价方法，构建了分层一体化实践教学考核评价体系，引导学生投入到实践活动，鼓励创新思维方式，不仅仅以实践结果为导向。

(1)基础实践层。注重激发学生实验兴趣，按照预习、考勤、操作、态度和实验报告等给出实验成绩。

(2)综合应用层。注重激发学生动手能力的培养，按照方案设计、过程态度、实验结果 、实验报告等给出成绩。

(3)创新实践层。鼓励学生自拟项目，主要通过项目的创新性、设计方法、答辩等综合给出成绩。

通过多年的探索与实践，我院测控专业学生综合实践能力获得了丰硕的成果，测控专业学生近一半学生参加过诸如全国大学生电子设计竞赛、智能车竞赛、工程训练竞赛等各类电类学科竞赛培训，获得包括全国大学生电子设计竞赛全国一等奖等各类学科竞赛奖励30 余项，在全省同类院校专业中名列前茅。