浦鐵成+徐嘉城+薛航

【摘要】針對(duì)創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)要求，結(jié)合北華大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，分析現(xiàn)階段實(shí)踐教學(xué)存在的問題，提出單閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)的能力培養(yǎng)形式，構(gòu)建的綜合實(shí)踐平臺(tái)包括完整的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠完成綜合性、創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)，以提高測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生綜合能力和素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】人才培養(yǎng) 實(shí)踐 創(chuàng)新 工程

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）01-0222-01

提高人才培養(yǎng)素質(zhì)，培育高層次創(chuàng)新人才是我國高等教育改革的目標(biāo)。國內(nèi)很多高校都提出并開展了“工程教育”研究。北華大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀表專業(yè)根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)方針，制定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，著重提高學(xué)生綜合工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的創(chuàng)新素質(zhì)。

一、實(shí)踐教學(xué)存在的問題

測(cè)控技術(shù)與儀器是信息工業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，在信息技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)有利于學(xué)生深入理解所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力[1]。但現(xiàn)階段實(shí)踐教學(xué)存在如下問題：（1）設(shè)備經(jīng)費(fèi)投入不足；（2）教學(xué)體系設(shè)置混亂；（3）實(shí)踐形式單一。

二、綜合實(shí)踐平臺(tái)的重要性

面對(duì)上述存在的問題，要強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和設(shè)計(jì)，使課堂教學(xué)、工程訓(xùn)練、工程實(shí)踐諸環(huán)節(jié)相互交融，這就需要一個(gè)綜合性的實(shí)踐平臺(tái)。

基于單閉環(huán)控制思維，綜合實(shí)踐平臺(tái)在人才培養(yǎng)中的作用如圖1所示。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能是將學(xué)生培養(yǎng)成具有創(chuàng)新能力和工程能力的人才，作為系統(tǒng)控制器的綜合實(shí)踐平臺(tái)，在人才培養(yǎng)中占有重要地位。

三、綜合實(shí)踐平臺(tái)的特點(diǎn)

（1）專業(yè)突出化

工程教育的“實(shí)踐”本質(zhì)是將專業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐中，解決工程實(shí)際問題，在解決問題的過程中加深對(duì)專業(yè)理論的理解，進(jìn)而發(fā)展專業(yè)理論，達(dá)到工程創(chuàng)新的目的。

（2）系統(tǒng)工程化

系統(tǒng)工程化有兩層含義：一是指該平臺(tái)所提供的各種設(shè)備應(yīng)與工程實(shí)際應(yīng)用中的設(shè)備相符，讓學(xué)生有身臨其境的感覺，這樣學(xué)生在以后工作中才能快速適應(yīng)工作環(huán)境。二是在該平臺(tái)上所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)應(yīng)符合工程實(shí)際，要核算經(jīng)濟(jì)成本，不能“大炮打蚊子”。

（3）結(jié)構(gòu)模塊化

在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)所用到的設(shè)備很多都是各個(gè)廠家的產(chǎn)品，在構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)，只需要將這些產(chǎn)品作為一個(gè)個(gè)模塊，知道其輸入輸出接口方式就可以了，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有太高要求。因此我們?cè)O(shè)計(jì)的綜合實(shí)踐平臺(tái)也應(yīng)是模塊化的。把不必要的細(xì)節(jié)封裝起來，按照工程設(shè)計(jì)真實(shí)情況提供一定接口即可。同時(shí)，這種模塊化還可以縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，提高工作效率。

（4）設(shè)計(jì)開放化

綜合實(shí)踐平臺(tái)必須是一個(gè)開放的系統(tǒng)，沒有太多的限制，允許學(xué)生在其上從事創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，使學(xué)生可以按照自己的設(shè)計(jì)思想任意組合模塊，甚至可以設(shè)計(jì)開發(fā)全新的模塊，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的設(shè)計(jì)思想，從而真正發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。

四、綜合實(shí)踐平臺(tái)的構(gòu)成

綜合實(shí)踐平臺(tái)作為一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，它包括被控對(duì)象，變送器，控制器和執(zhí)行器四個(gè)組成部分。平臺(tái)所使用的被控對(duì)象要符合工程實(shí)際。被控對(duì)象盡可能采用工程實(shí)際對(duì)象，如果條件不具備，也應(yīng)該盡可能采用與工程實(shí)際對(duì)象特性相符的物理模型來代替，不能使用簡(jiǎn)單的仿真模型。平臺(tái)上使用的變送器和執(zhí)行器應(yīng)采用實(shí)際工程儀表，其形式是多樣的，供學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)選擇。平臺(tái)的控制器是其核心。為能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜控制算法，平臺(tái)的控制器采用高性能計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)運(yùn)行LabVIEW軟件，采用高性能數(shù)據(jù)輸入輸出采集卡來實(shí)現(xiàn)變送器信息的采集和執(zhí)行器所需控制信息的輸出。

綜合實(shí)踐平臺(tái)的題目主要來源于以下幾個(gè)方面：（1）教師的科研和學(xué)生接觸的實(shí)際生活；（2）校企聯(lián)合項(xiàng)目；（3）學(xué)生的好想法；（4）經(jīng)過修改的網(wǎng)絡(luò)或者圖書上的相關(guān)項(xiàng)目。在題目設(shè)計(jì)時(shí)，要使所包含內(nèi)容和技能具有時(shí)效性、完整性、典型性、真實(shí)性和層次性。

綜合實(shí)踐平臺(tái)將傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)型的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樵诮處熤笇?dǎo)下、學(xué)生通過實(shí)踐掌握知識(shí)、訓(xùn)練能力與技能的學(xué)生主導(dǎo)型教學(xué)模式。有機(jī)地將師生間的教與學(xué)關(guān)系密切結(jié)合。提高學(xué)生動(dòng)手能力、自主學(xué)習(xí)能力以及分析和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱高峰. 工程教育中的幾個(gè)理念問題[J]. 高等工程教育研究，2011（1）： 1-5.