面向新工科人才培养的测控实践教学体系探索与实践

黄宝娟 张育林 王娜 王明伟 李铭

摘  要：为了满足新工科人才培养的需求，在测控实习课程中优化教学内容，强化多学科交叉融合，拓展实践项目，构建了3层次递进式测控实践教学体系，形成了既能满足学生普及测控技术知识的需要，又能培养学生探究和创新精神的实践环境。近几年教学实践证明，对创新人才的培养初见成效.

关键词：新工科;实践教学体系;自主实践;科技竞赛

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）24-0097-04

Abstract： In order to meet the needs of the training of new engineering talents， the teaching content is optimized in the course of measurement and control practice， the multi-disciplinary integration is strengthened， the practical items are expanded， and the three-level progressive type measurement and control practice teaching system is constructed. It can not only meet the needs of students to popularize the technical knowledge of measurement and control， but also cultivate the practical environment for students to explore the spirit of innovation. In recent years， teaching practice has proved that the cultivation of innovative talents has achieved initial results.

Keywords： new engineering; practical teaching system; independent practice; science and technology competition

在新工科建设背景下，提高学生工程实践能力，培养学生实践创新意识，探索工程实践人才培养的新模式，对促进新时代经济发展和建设科技强国具有重要的战略意义[1]。多学科交叉融合、综合发展突出创新是新工科的重要特征之一，新工科把学生的综合应用能力和创新能力提到了新的高度，实践教学是实现新工科人才培养目标的重要途径，基于此，各高校对实践教学都在进行积极地探索与研究[2-4]。测控实习课程是我校实践教学中心开设的三大实习课程之一，为满足新工科人才培养的要求，对测控实习课程进行了重新定位，对测控实践教学体系进行了不断地探索与实践，几年来的实践教学表明新的测控实践教学体系在我校创新人才综合能力培养中发挥了积极的作用。

一、构建了3层次递进式测控实践教学体系

面向新工科人才培养的需求，对测控实习进行了重新定位：在夯实测控基本技能的同时，增强测控实践综合能力和创新能力。针对学生专业背景特点、所处年级阶段特点，以测控实习课程为基础，以新知识融合为导向，以大创项目和竞赛为驱动，以工程实践为目标，构建了3层次递进式测控实践教学体系（如图1），引导学生侧重与自身相适应的层次开展测控实践活动，提升各阶段测控实践活动的针对性，进而提升对不同专业、不同年级学生的综合素质培养实效。

第一层次：基础能力培养层次。面向大一、大二学生，以测控实习课程为主，让学生掌握通用测量仪器的使用，学会怎样用传感器、测量电路、控制电路、计算机等几大功能模块构建一个基本的测、控系统;从应用的角度出发，注重各功能模块的技术要求、相互间的连接和影响[5]。着重培养学生测控基本实践技能。

第二层次：综合能力提高层次。面向大二、大三学生，以测控实习课后自主实践选修課程为主，面向测控实践开设的自主实践有 一种液位测控系统的实现、一种温度监控系统的设计与实现等多门选修课。通过自主实践项目训练，使学生了解解决测控工程问题的方法，在完成实际项目任务过程中，锻炼学生的综合应用能力，引导学生进行创新设计和实现。

第三层次：创新能力培养层次。面向大二、大三、大四学生，引领学生申请各级大学生创新创业项目，参加中国机器人大赛、中国高校智能机器人创意大赛、全国大学生机械创新设计大赛等。以大创项目和科技竞赛为驱动，使学生将所学测控技术用于大创项目和竞赛项目的创新设计和技术研发中，并在大创项目和竞赛活动中进一步拓展学生的测控知识和技能。着重培养学生的创新能力、项目管理能力和团队协作能力。

二、提升课程内涵，更新课程知识体系，夯实基础

基于3层次测控实践教学体系，课程组老师对教学内容进行了优化，强化多学科交叉融合。对原有课程模块进行了更新和丰富，同时新开了3个课程模块：智能门禁识别控制项目、基于电梯的机电综合项目和机器人项目（如图2）。新开的模块是机、电、测、控技术的综合应用，体现多学科交叉融合。通过对课程内容的去旧增新，更新了课程知识体系。经过不同层次多模块的实践训练，切实培养学生综合应用能力和创新能力。

（一）自研训练板，新增综合训练项目

课程组老师研发自制了多种训练板，有信号调理训练板、多开关量传感器的DI-DO训练板、开关量驱动训练板和信号显示板等。结合训练板，设计了一些类似工程的实际问题，新增综合训练项目有：无人售票公交车限制超员管理系统，车库剩余车位显示系统和电机正、反转控制等。这些训练项目贴近工程实际，能够很好地引起学生的兴趣，激发学生动手操作的意愿。