测控技术与仪器专业是国内近年来发展最快的专业之一,是一个集光、机、电、算一体化的实践性、技术性、工程性和综合性很强的专业。天津工程师范学院测控技术与仪器专业隶属自动化工程系, 2002年11月申报了测控技术与仪器专业,于2003年开始招收第一届本科生(39人)。目前,这一专业在校学生数量为270人。
1 测控技术与仪器专业培养目标
我院测控技术与仪器本科专业培养目标定位为:确定工业自动化仪表专业方向,具有“高级、高新、复合”技术和技能,就业竞争力明显,满足社会需求。加强学科之间交叉、融合,注重实践应用能力与一定科研能力的有机结合,使通识(大众)教育与专才(精英———通过重点培养或各类竞赛凝炼或选拔出来的优秀学生)教育紧密结合,即通专结合,协调发展。以专业特色争创地位和影响,培养测控技术与仪器领域内的高技能、高素质、具有创新精神与能力的高等技术应用人才及“一体化”职教师资。
以上原则充分体现宽口径、强实践、重素质、求创新的人才培养目标,要求使学生不仅具有扎实的基础理论知识,而且具有较强的工程实践能力,能够跟踪科学技术的发展,具有可持续发展的能力。
2 构建测控技术与仪器专业课程体系
依照仪器仪表类专业规范,根据学院办学特色和学科发展方向,构建测控技术与仪器专业的专业课程体系,主要由五个系列课程组成:电工电子系列课程。学生掌握一定的基本理论,培养分析问题的能力,确立科学的专业逻辑与思维方式。计算机应用系列课程。使学生具有一定的软、硬件综合运用能力,能掌握和使用相关的仿真软件,具有开发计算机应用软件的初步能力。测试控制系列课程。保证学生具有应用所学的知识解决实际技术问题的能力。专业方向系列新课程。拓宽学生专业面,使其特长突出、创新后劲强,适应所从事的仪器仪表或测控系统设计的具体工作。⑤综合实践类课程。以课程设计、专业综合设计、技能训练、生产实习、毕业实习、毕业设计等实践教学环节,加强多学科之间的融合,加强实际动手能力的培养。
这些课程既相对独立、又相互统一,理论知识和实践能力把五个系列课程贯穿起来,构成一个完整的课程体系。该体系的设计强调实践教学,强化工程实践,注重培养学生的创新意识和创新能力。
3 打造过硬的专业师资队伍
科学有效地利用实训条件和“一体化”教师资源优势,开展特色师资队伍建设,使教师的学历层次、职称结构、技能水平等得到全面提高,高水平“双师型”教师队伍迅速扩大。 自动化工程系已引进博士1人、硕士10余人,在职获得博士学位1人、硕士学位3人,在职攻读博士学位3人、硕士学位5人,“双师型”教师中高级技师4人、技师15人,这是一支不可或缺的造就“本科+技师”名牌的高水平“一体化”师资队伍。
制定“新引进青年教师的教学上岗制度”,通过助课、进实验室、下实训基地锻炼等形式,对青年教师提高自身的综合水平提出了具体要求;采取走出去请进来等多种形式,让青年教师尽快跃过“教学关、技能关”。如派专业教师和实验员参加一些教学成果展览会和教学仪器展销会,到重点院校参观、学习,邀请高水平的专家、学者传授实验教学管理经验和指导工作,邀请厂商开展实验实训设备技术培训等。
提出“硕士+技能”师资队伍建设新模式,努力打造出更多专业强、素质高的“三高”(高学历、高职称、高技能)一体化师资。这些专业教师在新实验实训室购置方案的提交和论证、实验实训课程的设计、教学新设备的开发利用等方面发挥了重要作用,并且在新课程讲授、专业综合设计实验指导、仪表维修工技能训练和职业资格鉴定等教学中都起到了主导作用。
4 加速高水平实验实训室建设
俗话说:工欲善其事,必先利其器。要达到培养社会需要的高等技术应用人才的目标,学校具备高新技术实验实训设备是必要条件之一。
2003年前,自动化工程系实验实训中心设有:电工原理实验室、模拟电子技术实验室、数字电子技术实验室、PLC实验室、电机与拖动实验室、自动控制系统实验室、过程控制实验室、电力电子实验室和综合开放实验室(微机原理、单片机、CPLD等),以及电子工艺实训室、维修电工实训室、机床线路排故实训室等。2004年以建测控新专业为契机,建成了现代检测与传感器实验室、微机新型接口实验室、现代控制技术实训室,以及现代虚拟仪器实验室等,加速了高水平实验实训室建设。
虚拟仪器实验室建设以抬高起点、避免低水平徘徊为主线,引入美国NI公司的先进设备,包括PCI-6014E和PCMCIA数据采集卡、ELVIS实验平台、整套PXI教学测试系统(612位万用表、示波器、函数发生器等)、GPIB测试接口教学模块、SCXI信号调理箱、输入输出端子演示盒等测量控制硬件接口,以及彩色数字视频数据采集卡、运动控制卡(PCI,USB, PXI接口)和全套正版软件等,另外还配有美国泰克示波器、任意波形发生器等数字存储仪器。该实验室的配置在国内处于领先地位,不仅在教学和毕业设计中发挥了很好的作用,而且为提高科研水平创造了条件。目前结合专业实验实训室建设已发表相关专业论文7篇,完成省部级项目1项,院级项目2项,在研教委科技规划项目1项,院级项目2项,取得了一定的成效。
虚拟仿真技术的发展突飞猛进,其强大的功能显示着巨大的威力,不仅节省硬件资源,而且在提高计算机应用能力、开发智能因素等方面有明显的优势。然而,随着企业中专业岗位的技术含量越来越高,加工过程的工艺设计越来越复杂,虚拟仿真技术并不能完全替代这些岗位中各种各样真实的操作过程,而且,从人的感知角度出发,虚拟仿真技术不可能解决人类面临的所有问题。所以,为了达到训练的实际效果,拉进学校与社会、课堂与企业的距离,在当前的工程专业培训机构中投入专业化、智能化、网络化、数字化、信息化、多功能化的专门设备是必然趋势,特别是在培养专业化强的高等技术应用人才的实践教学方面就更离不开具有整体性、复杂性、综合性的实际的现代化设备。基于以上现实的需要,在实验实训室建设上,我们率先提出“实训设备现代化,训练项目工程化,操作过程实战化”的新理念。为此, 2005年又利用“中央与地方”共建项目,组建了PLC控制技术实训室、数控机床电气维修实训室、专业综合设计训练室、现场总线测控系统实训室等高水平实训室。
现场总线测控系统实训室的装置全部采用市场覆盖率高及实用性、标准化和技术成熟的德国SIEMENS设备,包括S7-300PLC、6RA70直流调速器、6SE70变频器、直流弱磁和交流变频调速电机等设备以及检测装置,在考虑满足实际教学要求的同时,每套设备完全依照工业现场以监控台和电气控制柜的形式组合后构成,之间采用现场总线连接,组成PROFIBUS-DP网,每套系统的计算机可相互观察到所有系统的工作状态和运动过程,实时记录电机的负载特性,提供便于分析的运行数据和工作曲线。经集成创新后的整套设备,其规模和组成形式达到了国际一流水平。学生通过全面系统的学习和实际动手训练,深入领会操作方法和步骤,逐一地剖析各种现象和原因,熟练地掌握PROFI-BUS技术、运动控制技术、传感器技术、检测技术、机器人技术等,而且能在建立整体系统意识等方面产生良好的现场实际效果。该设备目前已充实到“本科+技师”培训考核鉴定中去,在构建学生专业知识体系,提高专业技能水平、提升就业竞争力等方面会取得明显的优势。
如今就业市场急需基础好、上手快的高等技术应用人才,这就要求我们应让学生在校期间就能尽早地接触到现代化的设备,通过课题式、项目式、案例式训练法提高他们的工程实践能力,通过实战演练让他们深入掌握先进的高新技术,将他们培养成具有一定理论基础和专业素质的高技能人才。
5 测控技术与仪器专业建设规划
5.1 学科建设规划
学科建设是专业和教学基本建设的核心,是提高本科教学质量的基础。学科建设规划包括:继续加大人才引进力度,不断增加和扩展科研项目来源和渠道,争取在五年内申报检测技术及自动化装置专业或测试计量技术及仪器专业硕士点;扩大具有研发能力的实训教师队伍,增强自制实验实训设备、开发实训项目、开展培训和技能鉴定等方面的实力;根据课程大纲要求,尽快将新原理、新概念、新理论、新技术、新材料、新工艺引入到课堂,开设实践性、应用性较强的课程,编写出高水平的特色教材;调动教师主动参与实验室建设的积极性,多渠道探索实践性教学的新模式,进一步提高教学水平。
在学科建设中,要以建促研,通过新实验实训室建设,拓展实验实训室功能,进一步提升工程实践层次,为科研提供良好的知识条件和环境,促进科研水平和实力的提高;要以研带建,通过科研项目带动和加强专业技术开发,形成教学、科研、产业相结合的技术创新体系,不断增进教学改革和建设,产生更多的教学科研成果。
5.2 实验实训建设规划
测控技术与仪器专业将根据学院办学特色,结合仪器科学与技术学科建设需要,在保证专业基础教学的前提下,按照智能仪器及应用、现代检测技术、DSP技术、控制仪表与装置等专业课和选修课程教学要求,于2006—2007年建设测试与计量仪表实验室、智能仪表实训室、智能仪器实训室和网络化传感器实训室等,通过建设使实验实训中心设备更先进、功能(教学、科研、培训)更齐全、专业性更强,不断满足教学和学科建设的需要。
实验实训建设要以建促改,整合实验室资源,充分开发利用现有闲置资源(如将闲置的日本捐赠的一整套机械手分拣系统等大型仪器设备用于教学中),改革实践教学体系和内容,增加高级、高新、复合技术培训项目,建立对内对外教学、科技服务、技能培训的基地,增开工业自动化装置及仪表修理工的鉴定工种,引领职业技能鉴定的创新化发展;要建管并举,为进一步加强实验实训制度和组织建设,成立新实验实训室建设项目组,建立和完善实验实训室长效管理机制,出台使管理重心下移的分级(院、系、室、组、人)管理办法,提出建设目标、要求和任务,加快设备的开发和利用,并且抓好实验实训室文化建设,营造优质的实践育人教学环境。
参考文献:
[1] 刘 伟.构建热能与动力工程专业创新教学体系[J].高等工程教育研究, 2005, (1): 44—47.
[2] 高等学校仪器仪表学科教学指导委员会.仪器仪表类专业规范(修改稿)[Z]. 2005.
[3] 崔惠柳.以高新技术改造传统专业———测控技术与仪器专业人才培养方案研究[ J].科学中国人, 2004, (11):33.
[4] 邬华芝.测控技术与仪器专业应用型人才培养研究与实践[J].常州工学院学报, 2004, 17(4): 74—77.
摘 要:测控技术与仪器专业通过三年多的建设与实践,确立了专业培养目标,构建了专业课程体系,培养了师资队伍;建成了高水平的实验实训室;并依照专业培养特色,制订了测控技术与仪器专业的发展规划。
