新工科建設背景下測控技術與儀器專業培養方案研究*

◆王玉林 王超 蔣彥

0 引言

自黨的十八大以來，我國經濟發展進入以中高速增長、經濟結構優化、創新驅動等為特點的新常態。面對經濟發展新常態，測控技術與儀器專業教育迫切需要以市場需求為導向，適應經濟轉型、創新驅動、市場競爭日趨激烈的新形勢，更加注重有特色、創新型專業人才的培養與供給，通過供給側的創新教育模式改革，更好地適應新常態下發展的需要。

面對國家經濟發展的新常態，湖南省電子信息產業的發展規劃，以及地方高校應用型人才教育轉型的背景，都要求培養更多具有創新能力的應用型人才。然而現實問題是地方高校培養的能夠適應電子信息行業需求的創新應用型人才太少，學生應用能力差、創新能力不強問題較突出，開展自主創新性工作存在一定困難。面對創新人才培養的窘境，倒逼研究、改革創新教育的模式，在新工科建設背景下修訂測控技術與儀器專業的培養方案，以培養更多適應社會需求的創新人才。本文以南華大學為例，開展新工科建設背景下的測控技術與儀器專業培養方案研究。

1 南華大學測控技術與儀器專業培養方案存在的問題

目前，南華大學測控專業創新人才培養的內容體系不健全，總體而言，貫穿創新教育的人才培養體系力度和深度還不夠，在專業培養目標上還是以認知能力為主，仍過于專業化，對學生的實踐性、個性化的創新能力培養重視不足，難以保障創新教育的實施。具體體現在以下幾個方面。

1.1 專業課程設置特色不夠鮮明

由于歷史原因，之前測控專業設置在機械工程學院，定位服務于機械類專業，學生既學機械類課程，又學測控類課程，機械類課程占據25學分，總學分為174學分，機械類課程占比較大，所以造成什么都學而什么都不能學精的局面。這樣就主要壓縮了開設測控類專業基礎課的課時和專業課的課時，模擬電子技術和數字電子技術以及電路原理的這些重要的基礎課的課時都進行了壓縮。專業課程應開的而由于總學分的限制又不能開設，故而學生的電類基礎和測控專業所學的知識打了折扣，且限制專業的特色，導致沒有鮮明的方向。

1.2 實踐教學內容不夠豐富，實踐基地建設不足

老版培養方案的實踐教學環節只設置課程實驗、課程設計、生產實習、畢業實習和畢業設計，這種固定模式的教學設計嚴重限制了學生的主動積極創新能力，學生完全按照教師的教學設計固化在這個思維模式中，沒有充分發揮出創造性和主觀能動性，因此亟待設置一套科學的實踐教學體系，幫助他們積極探索科學問題，提高實踐動手能力。另外，之前的教學實踐環節只限于在學校里面，學生的視野受到很大限制，不能了解社會上專業技術的發展動態，不能緊跟時代知識的潮流，這樣培養出來的學生不能滿足社會和企業的需求。因此，迫切需要建設校外實踐基地，緊跟行業發展，讓學生與企業實踐能手交流學習，了解更多的行業動態，提升專業實踐能力。

1.3 學生競賽機制不夠成熟

學生競賽是檢驗學生在校期間實踐能力的一把尺子。目前各高校非常重視學生的競賽成績，積極探索提高學生競賽成績的方法。測控技術與儀器專業的學生可參加的競賽主要有電子設計競賽（分為國賽和省賽）以及虛擬儀器大賽。要在大賽中取得好的成績，沒有一套完善的培養機制和學生的刻苦努力是不可能的。在這方面，學校過往雖取得過一些成績，也拿過全國電子設計競賽國家一等獎，但是成績不穩定，時好時壞，究其原因，還是培養機制的設計問題，碰到學生自身努力，可能會取得較好的成績，所以沒有持續性。必須從組織機制和培養方案上下功夫，提升學生的實踐能力，增強競爭意識，促進競賽成績穩步提高。

2 人才培養方案修訂方法

為滿足創新人才培養需要，必須對課程進行改革，有必要在地方高校新工科應用型轉型背景下，探索以培養學生創新能力為目標的人才培養方案，以保障創新教育的開展。

2.1 專業課程設置穩步改革，形成專業特色

打破專業歷史局限，破除利益壁壘，一切以專業發展為重。經過與專業教師溝通和做思想工作，形成統一戰線，大家齊心協力，一致努力把專業建設好。專業課程設置遵循專業知識體系架構所需，在專業基礎課程方面，增加電路原理、模擬電子技術和數字電子技術等核心專業基礎課程的課時，把基礎打牢固扎實，增強學生學習專業課的信心；開設傳感器、測控電路、單片機、嵌入式系統、物聯網技術、自動控制原理、信號與系統、誤差理論與數據處理、虛擬儀器、電子測量技術基礎、自動化儀表與裝置、測控儀器設計、智能儀器、DSP技術及應用、微弱信號檢測與處理等專業核心課程，促使測控專業人才培養形成體系；前端課程有信號的采集（傳感器和電子測量技術基礎）等課程，中間有信號的處理（測控電路和微弱信號檢測與處理）等課程，后端有數據的計算處理（單片機、嵌入式系統課程和誤差理論與數據處理，以及控制顯示有智能儀器、自動化儀表與裝置、測控儀器設計和自動控制原理）等課程；由于移動互聯網的高速發展，迫切需要儀器的升級和聯網；開設物聯網技術和Java 語言程序設計，學生通過學習可設計手機APP，實現對儀器的聯網與控制和數據通信；另外，虛擬儀器也是儀器儀表領域一個重要的發展方向，虛擬儀器的理念是軟件就是儀器，為此開設虛擬儀器和Visual C++程序設計兩門課。通過這些專業課程的開設，逐步形成專業培養體系，建設成三個主要的培養方向：智能化儀器、虛擬儀器和網絡化儀器。

為了結合學校的核特色，開設選修課程核測控，有興趣的學生可以把測控專業所學的專業知識與核技術相結合，培養核監測和控制以及核儀表方面的人才，突出特色。

2.2 實踐教學內容逐步提升，建設長期的實踐基地

實踐教學對工科專業來講至關重要，可培養學生的科學實踐精神和工程實踐能力。為了提升實踐教學水平，在培養方案的制訂過程中對實踐教學內容進行有效設計。除每門理論課開設相應實驗外，針對本專業的特點還開設電子線路CAD實訓、電子技術課程設計、電工電子實訓、單片機原理及應用課程設計、測控與儀器綜合課程設計、測控生產實習、測控畢業設計等實踐教學內容。電子線路CAD實訓課程實訓三周，強化學生的繪制電路原理圖和繪制PCB板的能力。電工電子實訓課程實訓兩周，強化學生的焊接、調試電路能力。電子技術課程設計實訓兩周，強化學生的模擬電路和數字電路設計能力。單片機原理及應用課程設計實訓兩周，強化學生的單片機軟硬件設計能力。測控與儀器綜合課程設計是一門綜合性實訓，實訓三周，開設在第七學期，讓學生利用所學知識設計一個測控系統完成測試任務，制作電路板完成調試和測試功能。測控生產實習區別于以往的只在企業實習參觀的單一教學形式，增設在粵嵌（長沙）實訓一周的教學內容，主要培訓嵌入式系統方面的內容。這一環節既讓學生了解企業的產品和文化，又讓學生得到實訓能力的提升。最后的一個實訓教學環節是測控畢業設計，讓學生綜合運用大學所學知識完成一個較大型的畢業作品的設計制作并撰寫畢業設計論文。這些實踐教學環節與課程實驗一起構筑整個測控專業的實踐教學內容，相輔相成、環環相扣，有效提升學生的實踐能力。

不僅如此，通過努力，聯系衡陽衡儀電氣有限公司和粵嵌（長沙）兩家單位作為本專業的實踐教學基地。衡陽衡儀電氣有限公司是一家專業生產聲級計和電控儀表的企業，與測控專業非常對口，離學校也近，便于開展實踐教學。學生可以接觸產品一線的設計、生產、調試、銷售過程，鍛煉非常明顯。粵嵌（長沙）公司是一家專業做嵌入式人才培訓的企業。學生通過嵌入式系統理論課的學習，已經具備一定的基礎；通過實踐基地產品一線工程師提供的實訓，可以有效提升實際操作能力。通過這一環節學習，學生的求職競爭力大大加強。

2.3 探索形成競賽機制，提升學生的競爭優勢

測控技術與儀器專業對學生的實踐動手能力要求較高，側重實踐教學內容，重點打造實習基地建設，可以使學生的實踐動手能力普遍得到提高；而通過競賽強化訓練方式，可以培養高水平動手能力很強的尖子生，通過尖子生帶動其他學生，這樣可使整個專業的實踐動手能力提高一個臺階，形成良性發展。而推動競賽取得好的效果和成績需要形成一個行之有效的機制，才能對競賽活動的持續發展提供保障。首先，篩選一批有能力、有精力、甘于奉獻的教師，組成一個團隊，定期舉辦專題知識講座；平時把學生的基礎知識打扎實，然后在競賽前三月進行強化訓練，重點突破。針對本專業的特點，重點面向全國電子設計競賽中的儀器儀表方向進行努力。其次，組建學生競賽團隊，以電子協會的方式建設團隊，從大一開始進行引導，大二正式實施，以大三、大四學生為主力軍，逐步形成傳幫帶的模式。最后，為了讓教師樂于奉獻和讓學生樂于競賽，學校近幾年出臺很好的獎勵政策，給競賽獲獎者提供豐厚獎金，還給指導教師晉升職稱和學生研究生推免提供制度優惠，有很好的政策制度保障。

3 結束語

人才培養方案是實現人才培養目標的重要途徑，直接影響著培養人才的知識結構、質量和社會、企業的符合度，必須引起高校教育工作者的高度重視。以新技術、新產業、新業態和新模式為特征的新經濟的蓬勃發展，對儀器類工科人才的培養提出新的要求。因此，本科專業人才培養不能再固守陳舊理念，必須拋棄傳統的人才培養模式，按照新工科要求進行人才培養方案的制訂與實施。南華大學人才培養方案完成修訂，經過同行專家論證通過，目前已經開始實施，根據專業教師和學生的反饋，效果良好。