基于多學科交叉融合的測控專業人才培養模式探討

景敏 杜宇波 張士勇 陳應舒 楊帆

[摘? 要]為促進多學科交叉融合在地方院校測控專業創新型人才的培養過程中的應用，以陜西理工大學為例，在分析探討多學科交叉融合的必要性及意義的基礎上，針對地方優勢及學校特點，提出了從優化課程體系，構建新型教學培養模式，建設多學科交叉融合研究平臺及加強交叉與融合下的專業實踐等途徑培養創新型人才，以期為陜南地方經濟發展服務。該培養模式對地方應用型高校培養創新型人才具有指導意義。

[關鍵詞]多學科交叉融合? 測控專業? 人才培養

多學科交叉融合的必要性及研究意義

1.多學科交叉融合是產生新學科的必要途徑

學科交叉融合是指通過不同學科的有效組合，構建新型的學科體系，它是培養具有多學科知識理論背景、綜合素質強，基礎扎實、適應能力好的應用型人才的關鍵[1]。所謂多學科交叉是指在兩種或兩種以上單一學科基礎上，由不同學科領域和分支學科相互聯系、作用彼此融合。由于是不同學科的融合，所以它兼具各學科的優點，具有多樣性及跨學科性，同時它又具有融合性，各學科互補，可以取長補短。不同學科之間的不斷交叉融合使得學科領域不斷擴展，相互交融，在這種發展趨勢下，一批新的新興交叉學科應運而生。因此，學科之間的相互交叉融合是新興交叉學科產生的必要途徑。

2.推進創新的重要途徑

學科之間的交叉滲透、思想碰撞是創新型學科發展的動力。學科之間的交叉可以增加各學科知識之間的聯系，加速知識從隱性到顯性的轉化過程，是新知識的一個創造過程。知識體系的融合實質就是學科之間的高度綜合化、系統化及整體化，同時不同知識體系的交叉可以促進大量新興學科知識的產生和發展，科學發展的歷史也表明，科學上的重大突破及新學科的產生通常都是在不同學科彼此交叉和滲透的過程中形成的。

3.培養復合型創新人才的依托

學科交叉融合是培養創新人才的關鍵。在國際新形勢下，國家提出了建設創新型國家和推動中國經濟發展新動力的“大眾創業、萬眾創新”（“雙創”）的重大戰略舉措。這一戰略實施的關鍵是要培養一大批既具備創新素質與能力又具有創業實踐能力的人才。學科交叉融合是培養創新人才的關鍵之舉。通過不同學科交叉融合，構建新型的學科體系，是培養具有多學科知識背景、知識能力結構合理、素質全面的綜合型人才的關鍵。相關科學研究發展證明，近20年來，超過66%的諾貝爾獎得主大都具有既專又博的科學研究背景及知識結構[2]，他們以自己的專業為知識中心點，利用其他相近學科知識作為紐帶，組建巨大而相互交錯的知識結構網[3]。

基于多學科交叉融合結合我校特色的測控專業人才培養模式

陜西理工大學是一所省屬地方型大學，位于陜西南部秦巴山脈，漢水之濱。學校地理條件優越，學術氛圍濃厚，有以秦巴山區自然資源研究與開發利用為特色的理學學科群、以工業應用技術開發研究為特色的工學學科群和以漢水流域文化史及文化產業發展戰略研究為特色的人文社會科學學科群等，建成了一批具有鮮明特色的學科及研究與服務平臺。近年來，我校在貫徹落實陜西省高校建設總體戰略過程中，圍繞一流學科建設目標，提出將學科交叉融合和創新型人才培養作為根本任務。

1.優化課程體系，探索新型教學及培養模式

堅持“因材施教，以生為本”的理念，優化課程體系，采用模塊式進行設置，加大整合力度，注重課程之間知識的銜接，增加跨學科種類的選修課，提高選修課的廣泛性，增設提高學生自然科學素質的專業選修課，增加學生選擇的自由度，激發學生學習的積極主動性與創造性;為擴展學生視野，讓學生接觸前沿知識，開展各類專題講座、學術論壇、學術沙龍等學術交流活動。本著多學科交叉融合的理念，結合本校實際，依據我校辦學特色和學科優勢，建立以我校測控專業課程為主，以其他交叉學科和創新創業教育類課程為輔的課程體系，在2018年人才培養修訂方案中，設置了創新創業課程體系與交叉學科課程體系模塊，專業課程體系模塊包括精密機械設計、工程光學基礎、傳感器原理、自動控制原理、計算機輔助測試等課程;交叉學科課程體系模塊包括計算機軟件應用、智能儀器設計、嵌入式系統設計、無線傳感網絡技術、光電檢測技術等課程，創新創業課程體系模塊包括創新創業基礎、職業生涯規劃及就業指導等課程及專業設計軟件實訓和專業綜合課程設計等實訓環節。

實施多種教學模式探討，以學生為主體，教師為主導的教學模式，以問題導向的形式體現在日常教學模式中。在教學過程中運用微課、慕課等多種教學模式、建立信號與系統、精密儀器電路等課程慕課視頻，將課程重點錄制成教學視頻，讓學生上課前進行線下學習，提高課堂授課效率;在模擬電子技術、自動控制原理等課程中運用雨課堂軟件等進行混合教學模式改革，加強各門學科與本學科的交叉融合，豐富了教學形式，調動了學生的學習積極性，取得了良好的教學效果，積極努力打造出學校“金課”。

2.基于多學科交叉融合研究平臺的建設

加強校企合作，建立實踐基地。與當地漢中米克隆工量具實業有限公司、漢中貝爾科技電子有限公司、四川長虹等企業合作建立產、學、研相結合的科研和實踐基地，搭建良好的實踐平臺。利用學生在企業實習鍛煉或在企業內完成畢業論文的機會，鍛煉學生解決實際問題的能力，培養學生綜合思維能力和創新能力，更進一步加強學生對基礎知識的掌握。

組建多學科交叉創新研究團隊。鼓勵交叉學科科研課題的研究，產學研相結合發展交叉學科。根據自身測控專業教師人員學緣結構特點，積極吸納不同學科背景的教師開展多學科交叉的項目研究，通過設立學科交叉研究團隊，讓各學科優勢得到充分體現，建立“機電設備智能監測與控制創新團隊”，以機電設備在線監測與診斷、激光雷達檢測技術、機器視覺檢測技術等為研究方向，開展交叉學科的項目研究，并且在國家級、部級、省級、校級等各級科學技術研究項目申報中取得了一定的成績。開展了“水潤滑橡膠軸承的水膜壓力無線傳感監測方法及潤滑機理研究”“激光誘導熒光技術水面石油類污染物檢測研究”“高儲能密度薄膜電容器的制備及性能研究”“基于重構技術的滾珠絲杠檢測及評價方法研究”“基于機器視覺的花椒采摘系統設計”等各類項目的研究工作，并且與企業開展多種形式的科研合作，其中與企業合作的“機器視覺螺紋檢測技術與裝置”項目獲得陜西省高等學校科學技術二等獎。

3.加強學科交叉與融合下的專業實踐

利用開放實驗室項目增加學生參與科研項目研究的機會。在低年級學生中開展數模電混合應用電路設計、微小零件幾何尺寸精度測量及單片機實踐與開發等開放實驗室項目，提出讓學生自主選題立項的方式，激發學生自主創新、勇于探索的科研熱情。在開放實驗室項目實施過程中，學生申報了“集成三維車削力傳感器研究”“基于窄帶物聯網的機電設備安全監測儀的研制”等大學生創新創業訓練項目參加省級及國家級比賽。

依托學科交叉融合創新團隊教師科研項目，加強畢業設計選題的實用性，提高畢業課題的研究質量。畢業設計選題采用自由選擇與擇優錄取相結合的方式，挑選對科研感興趣和具有科研潛力的學生參與或獨立承擔科研項目。結合專業特色與創新團隊教師科研項目，畢業設計選題有“基于機器視覺的螺紋參數綜合測量系統設計”“智能果蔬識別秤設計”“農田環境監測系統設計”“基于單片機的超聲波倒車雷達系統的設計”“煤氣監測及控制系統設計”等多學科交叉類課題，學生通過參與課題研究實踐教學活動，不僅增強了學生的實踐能力，還可以極大地提高學生的邏輯思維能力，鍛煉學生獨立發現問題、分析問題與解決問題的能力及訓練學生撰寫科研研究報告的能力，最后實現創新能力的培養。

結? 語

依據學科交叉融合的理念，積極發展新興交叉學科，地方高校有望在新的交叉學科中實現新的突破。同時，在學科交叉與融合的過程中，地方高校可以利用自身優勢解決地方經濟發展中面臨的實際科學問題，為地方經濟發展服務，同時也可以通過學科交叉融合培養出創新型人才，為地方經濟發展提供人才保障及智力支持。因此，積極促進學科交叉融合，不僅能夠帶動地方高校的學科發展，為地方經濟社會發展服務，而且對培養創新型人才起到一定的促進作用。

參考文獻：

[1]孫巍、夏春雨、邱龍新 等：《基于多學科交叉融合的地方高校生物技術應用型人才培養策略探討》，《長江大學學報》（自科版）2017年第6期，第82-84頁。

[2]徐飛、袁哲：《多學科交叉與融合背景下高校機械工程實驗室的建設與管理》，《吉林廣播電視大學學報》2017年第7期，第90-91、119頁。

[3]熊勇清、劉霞：《基于“雙創”型人才培養的學科交叉與跨界融合促進機制研究》，《創新與創業教育》2017年第1期，第6-11頁。

作者單位：陜西理工大學機械工程學院? 陜西漢中