面向新工科人才培養的測控實踐教學體系探索與實踐

黃寶娟 張育林 王娜 王明偉 李銘

摘? 要：為了滿足新工科人才培養的需求，在測控實習課程中優化教學內容，強化多學科交叉融合，拓展實踐項目，構建了3層次遞進式測控實踐教學體系，形成了既能滿足學生普及測控技術知識的需要，又能培養學生探究和創新精神的實踐環境。近幾年教學實踐證明，對創新人才的培養初見成效.

關鍵詞：新工科;實踐教學體系;自主實踐;科技競賽

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：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

在新工科建設背景下，提高學生工程實踐能力，培養學生實踐創新意識，探索工程實踐人才培養的新模式，對促進新時代經濟發展和建設科技強國具有重要的戰略意義[1]。多學科交叉融合、綜合發展突出創新是新工科的重要特征之一，新工科把學生的綜合應用能力和創新能力提到了新的高度，實踐教學是實現新工科人才培養目標的重要途徑，基于此，各高校對實踐教學都在進行積極地探索與研究[2-4]。測控實習課程是我校實踐教學中心開設的三大實習課程之一，為滿足新工科人才培養的要求，對測控實習課程進行了重新定位，對測控實踐教學體系進行了不斷地探索與實踐，幾年來的實踐教學表明新的測控實踐教學體系在我校創新人才綜合能力培養中發揮了積極的作用。

一、構建了3層次遞進式測控實踐教學體系

面向新工科人才培養的需求，對測控實習進行了重新定位：在夯實測控基本技能的同時，增強測控實踐綜合能力和創新能力。針對學生專業背景特點、所處年級階段特點，以測控實習課程為基礎，以新知識融合為導向，以大創項目和競賽為驅動，以工程實踐為目標，構建了3層次遞進式測控實踐教學體系（如圖1），引導學生側重與自身相適應的層次開展測控實踐活動，提升各階段測控實踐活動的針對性，進而提升對不同專業、不同年級學生的綜合素質培養實效。

第一層次：基礎能力培養層次。面向大一、大二學生，以測控實習課程為主，讓學生掌握通用測量儀器的使用，學會怎樣用傳感器、測量電路、控制電路、計算機等幾大功能模塊構建一個基本的測、控系統;從應用的角度出發，注重各功能模塊的技術要求、相互間的連接和影響[5]。著重培養學生測控基本實踐技能。

第二層次：綜合能力提高層次。面向大二、大三學生，以測控實習課后自主實踐選修課程為主，面向測控實踐開設的自主實踐有 一種液位測控系統的實現、一種溫度監控系統的設計與實現等多門選修課。通過自主實踐項目訓練，使學生了解解決測控工程問題的方法，在完成實際項目任務過程中，鍛煉學生的綜合應用能力，引導學生進行創新設計和實現。

第三層次：創新能力培養層次。面向大二、大三、大四學生，引領學生申請各級大學生創新創業項目，參加中國機器人大賽、中國高校智能機器人創意大賽、全國大學生機械創新設計大賽等。以大創項目和科技競賽為驅動，使學生將所學測控技術用于大創項目和競賽項目的創新設計和技術研發中，并在大創項目和競賽活動中進一步拓展學生的測控知識和技能。著重培養學生的創新能力、項目管理能力和團隊協作能力。

二、提升課程內涵，更新課程知識體系，夯實基礎

基于3層次測控實踐教學體系，課程組老師對教學內容進行了優化，強化多學科交叉融合。對原有課程模塊進行了更新和豐富，同時新開了3個課程模塊：智能門禁識別控制項目、基于電梯的機電綜合項目和機器人項目（如圖2）。新開的模塊是機、電、測、控技術的綜合應用，體現多學科交叉融合。通過對課程內容的去舊增新，更新了課程知識體系。經過不同層次多模塊的實踐訓練，切實培養學生綜合應用能力和創新能力。

（一）自研訓練板，新增綜合訓練項目

課程組老師研發自制了多種訓練板，有信號調理訓練板、多開關量傳感器的DI-DO訓練板、開關量驅動訓練板和信號顯示板等。結合訓練板，設計了一些類似工程的實際問題，新增綜合訓練項目有：無人售票公交車限制超員管理系統，車庫剩余車位顯示系統和電機正、反轉控制等。這些訓練項目貼近工程實際，能夠很好地引起學生的興趣，激發學生動手操作的意愿。