测控技术与仪器专业实践教学改革_唐求 (1).pdf
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1、 第 卷 第 期 年 月:测 控 技 术 与 仪 器 专 业 实 践 教 学 改 革唐 求,滕召胜,姚文轩,周朝霞,曹琳琳(湖南大学 电气与信息工程学院,长沙)摘 要:以湖南大学测控技术与仪器专业面向新工科建设进行的实践教学改革为例,通过分析高校传统实践教学模式的局限性,探索和构建新型实践教学体系,完善实践教学与训练环节,搭建实践教学与训练平台,改进实践教学模式与教学方法,训练学生的创造性思维,有效提升学生的实践能力和科学研究能力,推进专业人才创新创业能力培养进程。关键词:新工科建设;实践教学;测控技术与仪器中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(,):,:;收稿日期:基金项目:年湖南省普通
2、高等学校教学改革研究重点项目()作者简介:唐 求(),女,湖南长沙人,博士,教授,主要研究方向为智能仪器、智能信息处理等。:;:通信作者:曹琳琳(),女,湖南长沙人,本科,助研,长期从事高校教务管理工作。:;:引 言“新工科”建设计划于 年正式推出,是教育部为主动应对新一轮的科技革命与产业变革,提出的推动高等工程教育改革的“中国方案”。“新工科”建设以产业需求为引导,不仅是创建一批新型工科专业,更是对传统工科专业进行升级与改造,实现多学科多专业发展相融合,强化学生实践综合能力的培养。新工科建设给传统工科专业发展带来了新的机遇与挑战,创新创业能力成为新工科人才培养的一个重要目标。实践教学是工科专
3、业培养学生实践能力、创新意识、综合素质的主要渠道,传统的实践教学模式难以完成创新人才培养任务,为促进工程教育与新工科创新人才培养实践教学改革迫在眉睫。测控技术与仪器专业(以下简称测控专业)作为智能制造高新技术密集型综合专业,在全国 多所高校相继开设。其融合了机械、电子、控制、计算机与 第 期唐 求,等:测控技术与仪器专业实践教学改革信息技术等多学科知识为一体,涉及信息获取、信息传输、信息处理与信息利用的全过程,是典型的理论与实践紧密结合的工科专业。该专业以传感检测和仪器开发为核心,是我国产业转型升级过程中实现信息化、自动化和智能化的关键。为满足新工科人才创新创业能力培养的需求,我校测控专业针对
4、实践教学存在的教学体系不完善、教学项目单一、教学方法不灵活等主要问题,探索了面向新工科人才培养的实践教学环节改革基本思路:构建测控专业特色实践教学体系,在测控专业实践教学培养方案、教学方法、评价体系革新的基础上,结合产学研合作、交叉学科等多方力量,通过科学实验、学科竞赛、企业实训、科研开发等各种实践环节,培养学生的科研兴趣,训练学生的创造性思维,提升学生的实践能力和科学研究能力,推进专业人才创新创业能力培养进程。测控专业实践教学体系的建设 传统实践教学模式的局限性课程体系是人才培养的关键组成部分,经过多年的改革,测控专业的课程体系比较完善,课程教学与实践教学模块设置合理,各模块学分比例符合工程
5、教育认证标准要求,体现了测控专业特色。但在实践教学过程中侧重于传授理论知识,实践教学环节形式单一,没有形成一个完整的系统工程。传统实践教学大部分在实验室完成,以演示、验证实验为主,不利于大学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的创新能力和可持续发展能力培养,不能满足新工科高素质创新人才培养需求。如何根据测控专业培养目标与课程教学大纲,结合新工科人才培养方案与工程教育专业认证标准,并充分考虑实际实践条件、专业特色和仪器学科的产业特点,规划各门课程的理论和实践教学内容,设置各种实践环节,形成一个完整的实践教学体系成为实践教学改革的首要任务。新型实践教学体系构建根据测控专业创新人才培养计划与工程
6、教育专业认证的要求,以培养学生工程实践能力、提升学生专业技能为目的,我校测控专业对原有的实践课程体系进行了彻底优化。在对比分析国内外 多所著名高校实践教学体系的基础上,围绕如何提高学生工程实践能力进行了充分研讨、反复论证,结合本专业特色、新工科建设、专业认证要求与创新人才培养方案,构建了包括工程训练、课程实验、课程设计、实习环节、创新性项目训练、项目、学科竞赛和毕业设计等多个环节的新型实践教学体系。根据学术发展特点,针对课程教学要求和不同年级学生知识掌握情况来开展实践教学,按照“基础知识教育 基本技能培养 设计能力训练 综合技能提升 创新成果研究”逐步实现创新人才培养。面向新工科建设的测控专业
7、新型实践教学体系如图 所示。图 测控专业实践教学体系 测控专业的实践教学分为 个阶段,这 个阶段的实践教学对学生的培养侧重点不同,根据专业课程学习进度与要求,贯穿于整个本科学习阶段,交叉进行,由浅入深、由面向点来开展。大学低年级以第 阶段实践教学为主,大学中高年级学生主要进行第、阶段的实践学习。实践教学第 阶段主要由演示实验、基础实验、开放实验、学科前沿讲座与学科基础知识竞赛等环节组成,以基础知识、基本技能学习为主,帮助学生夯实专业基础,培养学生对实验过程的正确认识,激发学生的实践热情和探索精神;强调掌握和运用工程实践基础知识,以活跃思维、提高学生对学科专业和工程设计的兴趣为目的,为学生综合素
8、质的养成打下坚实的基础。实践教学第 阶段主要由实习实训、综合实验、创新训练与课程设计等环节组成,以设计能力、综合能力训练为主,帮助学生深入了解和掌握专业知识,强调以动手能力、实践能力为主的专业性课程实践教学,启发学生重视设计环节、完善方案,动手、动脑和学习交流结合,提高学生创新兴趣,培养学生发现问题和解决问题的能力。实践教学第 阶段以培养学生综合知识应用能力为主,由毕业设计、项目、科研项目研究、开放创新项目和学科竞赛等环节组成,强调工程实践能力、创新思维能力和可持续发展能力的培养,引导学生将所学知识综合应用于本专业领域的实践,进一步提高学生的归纳问题、分析问题和解决问题能力,形成基础扎实、勤于
9、思考、勇于实践的高素质人才培养实践教学环节。实践教学与训练平台的搭建 实践教学项目的设计在新型实践教学体系的建设中,测控专业广泛征集了行业和企业专家意见,不断完善实践教学与训练环节,聘请了一批高层次校外导师参与实践教学工作第 卷环节。根据不同年级学生知识结构的差异,设计了一套贯穿于整个大学 年的完整实践教学项目,从演示实验、基础实验与开放实验相结合的基础实验教学开始,循序渐进开展实训项目、课程设计、学科竞赛等一系列实践教学与训练环节。对每个实践教学项目进行修改,制订了符合创新能力培养要求的实验教学计划和教学大纲,编写了实验教材;探索实践性教学环节的新方法和新思路,完成了测控专业实验教学、课程设
10、计、企业实习、创新训练、学科竞赛与毕业设计等实践教学环节的方案修订;制订了专业实验室建设计划和企业培养实施计划,形成了实践教学与科技创新结合、校内学习和企业学习配合的实践教学培养体系,提出并实施了在 年学习中持续强化实践教学、带动学生实践能力、创新能力逐步大幅提升的教学理念。与此同时,测控专业在课程教学体系中拓宽学科基础、夯实专业基础、加强多专业融合,以工程实践作为导向进行理论知识点的渗透和穿插,安排专业前沿讲座,增加课程思政、工程伦理、环保与可持续发展以及创新设计实践等有关内容,构成一个完整的课程教学与实践教学体系。使实践课程教学既相对独立、又与理论课程教学相互统一,将理论知识和实践能力贯穿
11、起来,变重理论传授为理论知识、实践技能、创新意识并重,变学校独立培养为校企联合培养,全面提升学生自主学习能力、创新能力和组织协调能力。校内外实践教学基地的完善传统的以实验课程为主的实践教学授课过多、动手太少,实验功能单一且封闭,学生接触不到实际工业过程,难以掌握本专业最新科技动态。为了达到新工科人才培养目标与工程教育专业认证标准,让学生能够学到真正的专业知识和技能,紧密联系工程实际,专业出台了多项鼓励政策调动教师主动参与校内外实践基地建设的积极性。多渠道探索实践性教学的新模式,搭建多层次实践教学平台,进一步提高教学水平,为学生创造良好的软硬件环境。建设了校内实践教学基地,建有传感与检测、电气测
12、量、虚拟仪器与网络测控、智能仪器等本科教学实验室,实验室面积达 ,设备达 台(套);利用校企科研合作优势与校友资源获得了企业的实验室建设捐赠,建设了 湖南大学虚拟仪器实验室、海兴 湖南大学电测实验室 个开放实验室;与多个相关知名企业建立了稳固的联合实训实践基地,现建有杭州海兴电力科技股份有限公司、长沙开元仪器有限公司、力合科技(湖南)股份有限公司等多个实训实践基地,为学生提供多种创新实践平台和全面素质培养基地。实践教学资源的研发传统的实验教学基于真实的仪器设备,电压等级高、电流强度大、实验成本高、场地占用大的实践项目难以开展,探索性实践受限。测控专业组织研发了如图 所示的“电气化铁路谐波检测与
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