測控專業實踐教學體系的改革與創新

吳曉

（莆田學院 電子信息工程系，福建 莆田 351100）

測控專業實踐教學體系的改革與創新

吳曉

（莆田學院 電子信息工程系，福建 莆田 351100）

測控專業是一個光機電算一體化的學科，有著很強的實踐性、創造性.為了響應國家對測控專業學生素質的培養，結合學校現有的條件，對測控專業實踐教學體系進行改革與創新，主要從兩個方面進行.將學?，F有的CAD/CAM工程中心實驗室建設成學生實踐平臺，為該專業優秀的學生，創造一個科研的條件，培養這些學生的實踐能力，開闊其創新思維.建立一個基于Web的網上實驗系統，在緩解學校由于擴大招生帶來的實驗室資料緊張的同時，將學習帶入到學生的日常生活中，使得學生能更好的利用該實驗系統來學習.

測控專業；改革與創新；實驗室；網上實驗系統

1 引言

隨著科學技術的日益發展，如今社會對人才的要求越來越重視實踐能力和創新能力.實驗和實踐教學是高等工程教育教學的重要組成部分，是樹立學生工程意思、培養學生實踐能力和創新能力，提高學生綜合素質的重要環節[1].然而傳統的實踐教學，對學生這方面的培養太少了.因此在教育部《2003－2007年教育振興行動計劃》中和第二次普通高等學校本科教學工作會議都共同強調了一件事情，那就是各高等學校要注重對學生能力的培養特別是其實踐能力和創新能力，因此就需要對實驗室的教學體制進行改革并且要加大實驗室的建設力度，為學生的成長創造一個良好的學習條件.因此為了滿足學生開展有創新性、設計性和科研性實驗的要求，必須對現有的實驗教學體系進行改革與創新.

莆田學院這個地處海西經濟特區的地方性綜合大學，在高等教育跨越式發展的大背景下，全面高速的發展著.但仍然存在著實踐教學體系不完善的問題，特別是測控技術與儀器這個新興的專業，這是一個綜合性的學科.測控專業涉及傳感器技術、自動控制技術、計算機科學、電子技術、精密機械等多學科的知識，要求學生掌握數據采集、信號傳輸、信號處理以及系統控制等測控過程個環節的相關理論及技術[2].但由于這還是個年輕的專業，其實踐教學體系還不完善，培養出來的學生還無法達到預期的成效.因此測控專業實踐教學體系的改革與創新已經是莆田學院教育改革中的一個重要環節.

2 測控專業實踐教學體系的現狀分析

測控專業是是一個實踐性很強的專業，應該非常注重對學生動手能力的培養.但是現階段的實踐教學仍然是偏重與傳統的理論教學，即專業課實驗多處于驗證性、獨立的實驗階段，缺乏綜合性、設計性、開放性實驗[3].因此為了加強學校對測控專業學生的培養力度，就必須對現有的實踐教學體系進行課改.然而要對現有的測控專業實踐教學體系進行該革不僅要考慮到專業的特殊性，還要考慮到學校的因素，應兩方面綜合考慮，才能制定出好的改革方案.學校方面帶來的實踐教學問題主要有以下兩方面. 2.1 學生結構特殊化帶來的實踐教學的問題

莆田學院每年招收本科生中50%為莆田本地生源，30%為福建省生源，20%為省外優秀生源.這使得每個專業中的學生在一開始知識水平就是不一樣的，學習能力也會有著差距，接收知識的能力也有強弱之分.測控專業是一個實踐性很強，該專業是目前我國重點發展的科學技術專業，是專門為國家培養信息技術領域儀器儀表類人才[4].這是一個非常注重創新思維與實踐能力的綜合性學科，培養出來的學生在畢業后主要是往兩個方面發展，一個是從軟件發面發展，主要從事儀器儀表類研發；另一種是，更側重于機械類人才的培養，這類學生對高技術的儀器儀表維修的技能比較高.在傳統實驗教學模式和運行機制中，采用的是一律化的教學體制，無法培養學生的愛好，使學生能發揮自己的專長.并且這種生源結構特殊化，將導致無法在實踐教學中因材施教，為不同層次的學生提供不同的學習環境和資源.以達到即可以照顧到普通學生，在他們現有的學習能力的基礎上，給予指導來教導他們；又給部分優秀學生提供更多參加科研創新實驗的機會，讓他們在實踐過程中特長愛好，為他們將來成為某個專業領域的精英打下良好的專業基礎.因此在這種傳統的實踐教學過程中，長期下去將會埋浪費很多優秀大學生的才華，讓他們白白浪費大學四年寶貴的黃金時間.

2.2 教育資源不足帶來的實踐教學問題

莆田學院近幾年迎來了高速發展的時代，如今在校學生人數已從五年前的0.6萬人激增到目前的1.3萬人.學生人數的增長要求學校在教學條件方面必須投入更多的資金，來建設學校的硬件設備，讓學生有一個更好的學習環境.然而盡管學校已經加大了對教學條件的投入，但總體上教學資源的增長仍然是滯后于學生總人數的增長，使得學生在硬件設備上無法達到滿足，特別是理工科的學生，面臨著實驗室數量不夠的問題，儀器設備資源不足的現象，這使得很多課程無法安排學生去實際實踐.而即使能安排實踐的課程，也有部分課程存在著在實踐過程無法滿足人人手中一套實驗設備，這使得學生不能獨自的去完成任務.這些問題的存在很大程度的制約著學生能力水平的增長，非常不利于對學生實踐能力和創新能力的培養.

由于這個兩個問題的存在，已經影響了學校實踐教學水平的發展，這就決定了必須在這個基礎上要對現有工科特別是測控專業實踐教學體系進行改革與創新，使得測控專業的學生能夠真正的在實踐教學中，培養出自己的實踐能力與創新能力.

3 測控專業實踐教學體系的改革方案

實踐教學環節由一般性實踐教學環節和集中性綜合實踐環節組成[5].為了對測控專業實踐教學體系的改革，根據我校現有的教學條件和可提供的資金，可以從其中的實踐教學平臺與實踐教學管理兩方面進行探索與創新.目前的改革方案是：將該系的C A D/C A M工程中心實驗室，對該專業優秀的學生進行開放，以提供一個良好的科研環境，使得這些有能力，有上進心的學生，能夠更好的學習.同時建立一個基于We b的網上實驗系統，來緩解我系目前擴招后存在的實驗室數量不夠、儀器設備資源不足的壓力.因為是網上的實驗系統，這就不存在著由于學校的儀器設備不足，使得很多實踐無法進行現象.而且學生可以更加充分利用自己的課余時間，自學自己喜歡的課程，通過We b網上實驗系統來進行驗證，這也在很大程度培養了大部分學生的自學能力，是對學生知識水平一次提高.

3.1 將C A D/C A M工程中心實驗室建設成學生實踐平臺可行性分析

開放實驗室可以：培養學生的實踐能力和創新能力，培養學生科研能力和自我管理能力，有利于高校實驗室的改革和高校實驗教學的發展[6].我系的C A D/C A M工程中心實驗室，擁有著先進的儀器設備，近年來電信系多次組織優秀的本科大學生，利用這些儀器設備來開展科研創新實驗，以培養出一批批具有實踐能力和創新能力的優秀大學生，并且多次參加福建省和全國的“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽，取得了令人矚目的成績，在培養學生創新能力和實踐教學改革方面做了有意的嘗試，并且受到了肯定.因此將其建設成學生實踐平臺，對優秀的學生開放，已經有一定的理論基礎.

不過C A D/C A M工程中心實驗室在過去也是僅供教師和研究生使用，因此要想對優秀的本科大學生開放還有很大的問題要解決.因為實驗室內的儀器設備多是非常的貴重，只要在實踐過程中，有那么點小小的失誤，往往會帶來很大的經濟損失.而本科生無論有多么的優異，都會存在著理論知識不足、科研訓練的不夠、實驗設計與分析能力的缺陷和對儀器設備使用的不熟練等現象，這些均有可能在實踐實踐過程中，給儀器設備帶來無可挽回的損害，這將給實驗室的管理帶來全新的問題.因此，只有建立一套完善的C A D/C A M工程中心實驗室開放運行機制，才能在保證保持C A D/C A M工程中心實驗室的正?？蒲兄刃虻那疤嵯?，又能使那些優秀的本科學生擁有一個開展科研創新的實驗平臺.

而為了能更好的完善這套運行機制，該系曾在今年2月前往馬來西亞P P K S大學機電技術研究所訪問，因為了解到該校優秀的本科學生在經過一定的程序之后即可進入科研實驗室，在教師或博士研究生的指導下，進行科研實驗，在這過程中不僅培養出學生的特長愛好，而且發揮出學生的才能，并且為日后成長為專業研究領域的精英打下良好的基礎.故在這訪問期間專門調研P P K S大學優秀本科學生進入國家級科研實驗室進行實驗與創新的做法與情況.

通過這次調研，綜合學校現有關于實驗室管理的有關規章制度，并結合該系本科生進入C A D/C A M工程中心實驗室開展科研實驗的具體情況，要將C A D/C A M工程中心實驗室建設成為學生實踐平臺，只要解決一下關鍵的幾個方面既可.

（1）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生科研實驗準入制度，選擇符合資格的優秀本科學生進入C A D/C A M工程中心實驗室.

（2）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生科研實驗項目管理制度，明確本科學生在C A D/C A M工程中心實驗室開展科研實驗的項目來源和經費支持.

（3）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生科研管理制度，維護C A D/C A M工程中心實驗室的正常科研秩序.

（4）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生儀器設備使用培訓制度，使學生學習和掌握所需使用的儀器設備的性能、用途和正確操作方法.

（5）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生儀器設備使用管理制度，保證C A D/C A M工程中心實驗室大中型、貴重儀器設備的正常運行和有效使用.

（6）建立C A D/C A M工程中心實驗室本科學生安全管理制度，保證C A D/C A M工程中心實驗室的安全運行而隨著這些問題的解決，將C A D/C A M工程中心實驗室作為本科生的實踐平臺不再是一個設想，而是變成一個可行性的方案.這項實踐教學體系的改革，不僅提高了實驗室優勢資源和科研環境的利用率，更將使得測控專業的中那些優秀的學生，能接受到更好的教育條件，有利于學校對高素質，高能力人才的培養.

3.2 建立一個基于We b的網上實驗系統可行性分析

為了緩解由于學校擴招后，帶來實驗室數目不夠、儀器設備無法滿足需要的壓力，提出了建設一個網上實驗系統的方案.隨著電子信息時代的高速發展，與電腦有關的實用性強越來課程知識越來越受到在校大學生的喜愛.特別是既有講授電子商務網站的技術構成、工作原理和應用環境等基礎知識,又有傳授遠程測量控制技術及J a v aS c r i pt、V B S c r i p t等網頁腳本程序語言編程的專門技巧與技術的組態監控技術、We b程序設計課程最受歡迎.然而這兩門教學課程比較與眾不同，其J a v a S c r i p t、V B S c r i p t腳本程序雖然可以在D r e a m w a v e r、F r o n t p a g e等網頁開發工具下進行編寫,但它們不能在單機環境下執行,而須在We b服務器環境下運行,且D r e a m w a v e r、F r o n t p a g e等開發工具不具有調試程序代碼、檢查語法錯誤、顯示運算結果的能力.因為這些設計好的動態網頁想要進行測試只有通過We b服務器上的瀏覽器來實現，再來根據測試完成的結果來判斷其腳本程序是否需要進行修改,這樣給實際的教學過程帶來很多不便.而測控專業的課程學習中，就有一門組態監控技術，由于以上問題的存在，讓實驗室的資源變得更加緊張，使得很多學生無法更好的學習.建設出一個能運行的We b的網上實驗系統，使得測控專業的學生能更好的學習有關組態監控技術課程及相關的科目.

由于科技的發展，學校為了跟上時代的步伐，也加大力度的進行建設.目前，我校的校園網絡寬帶的數據傳輸的速度已經能夠滿足需求，M o c r o s o f t D o tN e t等新一代高性能網絡應用體系結構的出現，極大地提升了We b應用的處理能力，使我們能夠設計出滿足教學需要的網上實驗系統.因此在現有的校園條件下，設計一個網絡實驗系統是可行的，并且不需要增加網絡設備和工作站的投資，只需要配備一個后臺服務器，不僅設備投資很少，而且在經濟上的花費也不大.因此就有能力來建設以一個即有程序編輯錄入、又有現場編譯、還有模擬運行結果等多功能的網上實驗環境.而隨著We b的網上實驗系統的建立，學生就能更好的利用自己的課余時間，學習自己感興趣的知識，將課堂延續到學生的生活中.而且該系統的建立，也有利于老師更好的了解到學校的實驗室使用情況，更好的利用起來.總之，本項目體現了鮮明的現代化管理特點和多個技術創新之處，能夠有效的解決實驗資源相對短缺而實際利用率又相對較低的矛盾，具有重大的現實意義.

4 結論

經過分析，在現有的基礎上對測控技術專業實踐教學體系的改革是能夠進行的，可以通過開放C A D/C A M工程中心實驗室，使得該專業優秀的學生更有一個更好的科研環境，培養這些學生的實踐能力和創新能力，這是一次對傳統實踐教學制度的改革，為將來學校培養出更多優秀的人才做好基礎準備.而建立一個We b的網上實驗系統更是一次教學體系的創新，使大部分的學生脫離了實驗室不足，儀器設備不夠的困境，為測控專業學生的實踐創造了一個更好的學習條件.而這次測控專業實踐教學體系的改革與創新也為學校的教改做出了貢獻.

〔1〕郭虹.測控技術與儀器專業實踐教學體系改革與探索[J].中國教育技術裝備，2011（27）：33.

〔2〕孟飛.面向應用的測控專業本科實踐教學改革探索[J].中國電力教育，2010（18）：129.

〔3〕裴九芳.基于網路虛擬儀器的實驗改革研究[J].信息技術，2008（19）：28.

〔4〕孫琪.對測控技術與儀器專業教學改革的思考[J].中國科技財富，2011（20）：14.

〔5〕張文娜.測控技術與儀器專業課程體系整體優化研究[J].高等教育研究學報，2008，31（2）：35.

〔6〕李大鵬.測控技術與儀器專業開放式實驗室建設[J].科技創新導報，2011（20）：62.

G 642

A

1673-260X（2012）05-0235-03

福建省科技重大項目（2011H6022、JG201128、JB10140、JB11161）