测控技术与仪器专业是一个专业面很宽的多学科结合的行业,是现代工业技术中的重要支柱,是解放和发展生产力、增强产品市场竞争力的可靠保障。在现代科技领域中,特别是在尖端技术领域中,重大成果的取得都与测控技术是分不开的。可以说如果没有现代测控技术,支撑现代文明的科学技术就不可能得到发展。面向目前市场发展的大趋势来规划测控技术与仪器的教学与研究方向是搞好测控技术与仪器专业建设的基本战略。
西南石油大学测控技术与仪器专业本着为石油行业以及其他行业培养优秀的高级应用型工程技术人才的宗旨,经过近20年的建设,已在专业建设等方面取得了丰富的成果,确立了专业人才培养方案、培养目标和培养要求, 2005年被评为西南石油大学校品牌专业,并于2007年被评为“四川省特色专业”。
1 突破传统专业体制制约,实施宽口径专业教育
我校测控技术与仪器专业自1987年建专业招生以来,专业培养目标经历了实验测试技术、检测技术及仪器仪表、测控技术与仪器等几个阶段的重大调整,在本专业领域内已建成石油工程二级学科“油气测控工程”博士点1个,相应硕士点1个, “仪器科学与技术”一级学科硕士点(含2个二级学科硕士点“测试计量技术及仪器”、“精密仪器及机械”),“仪器仪表工程”领域工程硕士学位授权点,本科招生规模从30人增加到目前的90人。在20余年的办学实践中,形成了行业特色,为石油天然气行业及非石油天然气行业培养了大批合格的中、高级技术人才。现有在职教职工11人,教师队伍中的博士研究生导师、教授、副教授8人,具有博(硕)士学位的教师人数已达教师总数的60%以上。在教学中,我们采取“内联外引”的模式,将相当数量具有实际科研开发生产经验的测控技术及相关领域高级专家、技术人才引向教学前台,极大地开阔了学生的眼界,使学生的知识结构形成了具有相当深度的测控技术专业知识与宽泛的相关科学技术知识的合理结构。学生在掌握扎实的专业基本理论的同时,与测控技术发展的前沿近距离地接触,使学生用专业的眼光看待、分析问题,同时,触类旁通,又善于将专业知识与看似不相关的研究对象、领域相结合,以较快的速度成长为宽口径人才。事实证明,突破传统专业体制的制约,实施宽口径专业教育,完全符合21世纪对新型技术人才的需求。
2 打破传统课程体系,优化课程设置
课程体系的构建是培养目标实现的策划。测控专业4年的本科教育,要较全面地掌握光、机、电、计多学科基础理论和技能,获得测控技术应用和开发能力,还要学习学科前沿的高新技术,获得进一步发展的能力,难度很大。在制定专业教学计划、策划课程体系中,我们反复研讨,从4个方面着手,优化改进课程体系。
2. 1 精选经典教学内容,补充最新科技成果
增加多学科交叉渗透形成的新的技术理论和反映当代测控技术发展特征的课程或内容。例如在课程体系上走出原检测专业的框框,在光、机、电、计一体化培养模式思想的指导下,抓住主干专业基础课,并作适当的内容整合,削减相关的传统课程,增加了光电检测技术、传感器技术、计算机控制技术、智能仪器EDA技术和虚拟仪器等先进技术的教学内容。
同时,以“传感器原理与应用”(省级)和“自动控制原理”(校级)精品课程为建设契机,促进测控专业其他课程的课程改革和建设,对促进专业发展,扩大专业影响力,将同时起到十分重要的作用。同时,加强网络课程和CAI课程建设,以保证专业多方向化建设、教学改革和专业教学的有效进行,提高教学质量和办学水平。
2. 2 多学科基础理论既交叉融合,又各成体系
光、机、电、计4条线贯穿于整个课程体系。如:机械基础保持了机制基础、工程力学一条线;电学基础保持了电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、电子技术综合实验、集成电路实验、单片机、微机原理一条线。学科交叉综合的如:计量学基础、数据处理与误差分析、传感器技术、光电测试技术和石油工程仪表等一些专业课。
2. 3 采用灵活柔韧的专业课教学方法
把专业限选课按发展方向模块化,让学生有选择地决定发展方向。同时加大专业任选课的内容,使学生有较大的选择空间,促使学生个性发展。我们尝试选择了测控技术在油气领域培养目标相一致的两个学科方向设置专业模块:计算机与测控技术模块,以工程测试、控制技术为发展方向;油田测井技术与自动化仪表模块,以智能化仪器、自动检测为发展方向。专业拓宽类的任选课设置了5门,其中多数课程内容反映了本专业前沿技术和当前服务于油气工程开发应用的热门技术。
2. 4 加大实践性教学投入,强化应用型人才培养
我们在调整教学计划过程中,从3个方面改进实践性教学环节。
2. 4. 1 主干课程压缩课内学时,增加课程设计时数
本专业主要课程学时修订情况,削减的学时增加到专业课程设计中。专业课程设计含电子技术、微机原理与应用、信号与系统、自动控制原理、传感器等课程的综合设计。通过老师指导,学生自己思考完成典型问题的设计与操作,给了学生自我提高,运用课堂知识解决具体问题的时间和空间。
2.4. 2 压缩验证性实验和计量、检定实验,开发、增加综合性、设计性实验
如自动控制原理课程,实验学时为8学时,均为4个验证性实验,修订为2个验证性实验,一个综合性实验。这样一方面挖掘现有实验设备的潜力,另一方面加大实验室建设投入,增添先进新型实验设备。
2. 4. 3 重视实习基地建设
在原有二重股份有限公司、德阳东电集团公司等4个生产实习基地的基础上, 2003年又与川化厂签订了实习基地协议。良好的实习、实验条件是培养和提高学生实践动手能力的保障。通过工程实践、实验动手,带着问题思考并完成课程设计的训练,强化学生工程技术应用能力。新的培养计划,实践教学总学时数占必修课、限选课理论总学时数比例达到42%。
通过课程体系的优化改进,为我校测控专业应用型人才培养构筑了以专业基础、专业课和实践性教学环节组成的专业大平台。有了这个大平台,学生可以选择自己的发展方向,选修相关课程或接受继续教育来满足将来工作的需要。
3 改革实践教学,增强学生创新能力
测控技术与仪器专业主要是培养工业参数的测试、仪器仪表和过程控制系统的分析、设计、开发和管理的高级工程技术人才。实验教学是全面实现人才培养目标的重要环节,调整改革测控技术与仪器专业实验教学环节是理顺建设好测控技术与仪器专业课程体系的重要组成部分。
电气信息实验中心经过多年来的建设,尤其是通过实施“中地共建基础实验室项目”、“日元贷款项目”、“国际合作Rockwell实验室建设”等项目,先后添置了成批的教学实验课程和科研急需的实验设备。以四川省高校省级重点实验室“测控技术与自动化”实验室为学科群实践能力培养建设中心,先后整合建成了电子技术与集成电路室、高频电路与通信原理室、信号和控制室、传感技术室、计算机与固网通信室、电气工程室、自动化与罗克韦尔室、电子工艺实习与学生课外科技室等实验分室,形成了学生实验和实践技能教学培养的新体系和基地,学科群整体实力稳步提高,协调发展。在培养学生实践能力方面实施了基本实验技能为主,独立设计能力为辅,开设了一系列有较高水平的综合性、设计性和提高性的实验。通过对实验教学不断提出新的要求,我们对测控技术与仪器专业实验教学体系进行了初步探索,取得了一定的效果。
3. 1 调整实验项目,优化实验内容,建立测控技术与仪器专业实验课程新体系
依托拥有的四川省高校省级重点实验室“测控技术及自动化”(2002年)和电工与电气信息省级实验教学示范中心(2007年),以强化学生工程实践能力、动手能力的培养为目标,确立实验内容,删除部分内容陈旧、测试手段落后的验证性实验,引入科技含量较高的综合性和创新性内容。以实践技能层、基础—提高层和综合—创新层3个层次建立起新的专业课程实验教学体系,如表1所示。课程实验近200学时,课程上机实践约150学时,还有专业课程设计、专业实习和毕业设计等30周,通过这3个环节培养学生的基本实践技能、动手能力与设计能力。
近年来先后组织学生参加各级大学生课外科技竞赛等活动, 2个队获“全国大学生电子设计大赛”国家二等奖, 5个队获省一等奖, 9个队获二等奖,15个队获三等奖; 1个队获“全国大学生挑战杯课外学术科技作品”国家优秀奖; 6个队获康菲石油中国有限公司组织的“康菲杯”大学生课外学术科技作品竞赛”一等奖, 14个队获二等奖, 9个队获三等奖, 34个队获优秀奖;获“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛全国二等奖等。3. 2 利用现代化教学手段,提高实验教学效果计算机辅助教学(CAI)是实验教学发展的一个重要方向,我们根据本专业实验教学的特点,在实验中大量使用计算机技术。如实验数据处理软件的应用,采用计算机进行实验仿真,开发过程检测与控制系统实验装置,实现数据采集和控制的计算机化等,从而极大地激发了学生的实验兴趣,提高了学生综合应用知识的能力。
3. 3 开放实验室,充分发挥现有实验设备的效率
由于实验课时的限制,在规定的时间内难以使学生获得熟练的实验技能及创造能力。因此,我们在保证基本实验的前提下,对学生开放实验室,鼓励更多的学生到实验室动手进行实验,从而明显地提高了学生的动手能力。
3. 4 规范实验考核办法,合理评定实验成绩
考核是督促学生认真学习、掌握知识的手段之一。在实验课程的考核中,我们以基本实验作为考核主体,采用分步记分、综合评定的方法对学生进行考核,其结果是学生的实验能力得到了更为客观合理的评定。
通过对实验教学体系的改革,我们发现,在新的实验教学理念指导下建立的实验教学体系,学生的实验热情普遍高涨,实验技能得到明显的改观,学生的工程实践能力得到了有效的培养,为将来走向社会实践打下了坚实的基础。
4 加强专业特色建设,培养复合型人才
教育部《关于普通高等学校修订本科专业教学计划的原则意见》提出“统一性和多样性相结合”,就是说制定专业培养目标、课程体系,必须坚持国家对专业的“统一性”原则,但是对不同层次的高校,其培养方向、社会核心竞争力方面应有所侧重,反映在课程体系、教学计划上不应完全照搬重点院校的方案,而应保持“多样性”的特色教育。我国地域广阔,经济发展不平衡,对人才的需求也不尽相同,研究型、开发型、工程型的都需要。测控技术与仪器专业覆盖面十分广泛,这就要求各个学校专业办出自己的特色。
西南石油大学地处西部地区,石油天然气工业相当发达。培养的测控技术与仪器专业学生主要服务于石油天然气行业,直接面向生产第一线,从事与石油天然气生产相关的计量检测、信息处理与自动控制等。因此,在办学定位、服务范围、办学条件、生源等方面均与重点院校有所区别。我们选择测控技术的应用领域作为专业的发展方向,以培养21世纪计测工程师为特色,教学计划在不打破测控专业基本教学体系的原则上,用小模块、任选课形式达到了特色教学的目标。由传感器压力与应用、信号与系统、自动控制原理、计量测试技术、光电测试技术、过程控制技术、计算机控制技术、智能与虚拟仪器技术、无损检测技术等构成的一条特色线贯穿于整个教学过程。并开设“石油勘探技术”、“石油工程技术”、“仪表自动化技术”、“计算机应用技术”课组4个选修模块课组,适应石油、石化行业对测控技术与仪器专业人才的需求。毕业生工作后能直接参加国家计量与自动化工程师资格考试。我测控毕业生多数就业于国内各大油气企业,从事产品质量检测,负责企业质量管理、生产管理和可靠性工作,取得了很好的反响,受到各大油气企业的欢迎。
5 结束语
通过课程体系的改革与建设,我校测控技术与仪器专业应用型人才的培养质量在实践中得到不断改进和提高。在取得测控技术与仪器专业课程体系改革初步成果的基础上,我们计划:
(1)在保持现有特色和培养模式的基础上,继续深化测控技术与仪器专业课程体系改革,向智能仪器、虚拟仪器方向延伸,加大与测控技术有关的计算机控制技术和信息技术的比重,同时创造条件开拓新的学科方向,采用停、并、转的方法整合相关课程。
(2)继续加强实践性教学环节,进一步丰富实验教学内容,增加实验教学学时,加大实验室开放力度,完善实验室管理模式与体制。实验项目要打破课程界限,以课程主线来确定,体现整个专业培养的要求。从根本上认同实验教学改革的方向是综合型、设计型及开放型。实验内容的安排要做到系统化、规范化和科学化。
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摘 要:测控技术与仪器专业是现代工业技术中的重要支柱。在现代科技领域中,重大成果的取得都与测控技术分不开。因此,对现有的专业课程体系进行系统的改革与建设,就势在必行。该文阐述了测控技术与仪器专业课程体系改革的作用及意义,对测控技术与仪器专业的专业课程设置、教学内容、教学手段与要求以及实践教学环节等方面进行了较深入的探讨,同时,探索了如何将现代教育理念贯彻到专业课程教育体系中,使测控技术与仪器专业课程体系进一步满足培养21世纪新型专业人才的需要。
