测控技术与仪器专业人才培养模式的探索与实践

测控技术与仪器专业人才培养模式的探索与实践

陈至坤，史　涛

(河北理工大学，唐山063009)

1　人才培养模式

1．1　人才培养模式的内涵

“人才培养模式”是教育界频繁使用的专业术语，但其内涵的丰富性和要素的多元性特征以及学者们对其定义的视角差异性，使其概念表述多达数十种，而在我国教育管理类工具书中并无此词条的权威解释。笔者认为，“人才培养模式”是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下，按照特定的培养目标和人才规格，以相对稳定的教学内容和课程体系、管理制度和评估方式，实施人才教育的过程的总和。它实际上就是要回答我国高等教育教学改革的两个根本性问题，即培养什么样的人与怎样培养这样的人^［1］。它是高等学校对人才培养的总体设计，从根本上决定了人才特征并集中体现了教育思想与观念^［2］。

尽管由于建立人才培养模式的准则不同，其人才培养模式也多种多样，但无论哪种人才培养模式，都是紧紧围绕“培养什么样的人和怎样培养这样的人”这一主题来构建的。因此，它具体可以包括以下七个构成要素:教育观念、培养目标、培养方案、培养内容、培养手段和方法、培养制度、评价制度。可以看出它包括教学活动的方方面面，也涵盖了教学质量形成的各个环节。其中，前两个要素是针对“培养什么样的人”，而后五个要素是针对“怎样培养人”的，所以说提升教学质量必然是从优化或强化这些环节和要素着手。

1．2　创新人才培养模式的意义

2007年1月，教育部、财政部联合启动“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，党的十七大报告也明确提出，当前我国高等教育发展的重点是提高教育质量，这是国家社会经济发展和高等教育发展的客观要求。因此，切实提高教育教学的内涵质量无疑是各个高校教学工作的中心任务。从质量形成的视角来看，学校的人才培养就是教育工作者(包括教师和管理者)采取一定的人才培养模式作用于培养对象(学生)，使培养对象的知识、能力、素质和人格发生预期变化的活动过程。人才培养质量就是指培养对象通过培养活动达到预期目标的程度。可见，人才培养模式是影响人才培养质量的主要因素。另外，从内涵发展的视角来看，创新是内涵发展之源，质量是内涵发展之本，特色是内涵发展之魂，而人才培养模式则是这三者结合的载体和实现的保障。因此，与时俱进地创新人才培养模式，系统优化人才培养模式各要素，强化办学优势和特色是提高教育教学内涵质量的关键。

作为教育部一级学科——仪器科学与技术所属的唯一本科专业，测控技术与仪器已经发展成为当今信息科学技术学科领域的重要分支，是研究信息的获取和预处理以及对相关要素进行控制的理论与技术;是集光、机、电、自动控制技术、计算机技术与信息技术多学科相互融合和渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。我国设有仪器仪表专业的高校1996年以前有30余所，1997年有80多所，截止2004年4月已达161多所^［3］，目前已超过200所。目前各个高校的测控技术与仪器专业的发展途径和专长各不相同，培养方案也各有侧重，有的侧重于光学，有的侧重于机械，有的侧重于电子信息。由于各学校原来的相关专业设置起源情况不同、服务对象不同，所以现有办学条件、专业规模、教学水平各异，但如何体现自己的“专业特色”则是一个需要思考的关键问题^［4］。

另外，科学技术的发展不仅使愈来愈多领域的研究和应用产生了对测控技术与仪器专业人才的需求，而且随着知识更新的速度日益加快，知识经济时代迫切需要具有高综合素质、实践能力与创新能力的人才，这就对测控技术与仪器专业人才的培养提出了新的要求。因此，探索适应21世纪科技发展的测控人才培养模式势在必行^［5］。

2　我校测控技术与仪器专业培养目标及培养方案

建立适应社会经济发展需要和学生成才发展需要的人才培养模式是我们改革与创新的主要目标。因此，人才培养模式的改革与创新主要着眼于两个层面:一是如何确立人才培养目标和培养规格，使之更好地适应社会发展需求和人的发展需要;二是如何调整人才培养模式的各要素，使之更好地符合人才培养目标和培养规格的需要。

我校是以工科为主的大学，位于河北省重工业城市唐山市，最初由天津大学矿冶系组建而成。早在1979年我校就设立了冶金化工自动化仪表专业，当时培养的人才主要是维护和开发冶金与化工行业的各类仪表。专业调整后，1998年测控技术与仪器仪表专业开始招生，1999年改为测控技术与仪器专业，截至2009年9月已毕业708人，在校生229人。本专业的生源大部分来自河北省。众所周知，我省是重工业大省，钢铁、煤化工行业众多。在经过30多年的办学实践后，结合我校“立足河北，面向全国，服务地方”的办学定位，本专业培养目标如下:培养的学生在测量与控制方面、在工程测试技术和计算机方面具有应用和创新能力，能在冶金和煤化工等行业从事电子技术和计算机相结合的测控仪器系统开发、设计和维护，能在测量与控制、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究和管理等岗位持续发展。

结合专业培养目标，在学校大类培养方案框架下，制定了本专业的培养方案。

如图1所示，我校测控技术与仪器专业课程可以分为四个主要层次。第一层次为通识教育基础课程，全校所有工科专业基本统一。第二层次为学科基础课程，包括“制图”、“电路”、“数字电子技术基础”、“模拟电子技术基础”、“信号分析与处理”、“单片机原理”等课程。第三层次为专业课程，分为专业模块限选课和专业任选课，根据我校本专业的培养目标和特色，我们采用模块化的思想，设置了三个专业方向供学生选择，即“智能仪器设计”、“工业测量控制”、“环境监测”。学生一经确认方向，模块内课程即成为限选课程。“智能仪器设计方向”侧重现代企业常用仪器仪表和智能数字仪器的开发，开设课程包括“精密机械与仪器设计”、“仪器智能化技术”、“传感器原理及应用”、“误差理论与数据处理”等课程;“工业测量控制方向”主要侧重工业过程的自动化检测和控制，开设课程包括“自动检测技术”、“过程控制装置”、“过程控制系统”“、计算机控制技术”、“PLC原理与应用”等课程;“环境检测方向”是2004年新增方向，为适应国家环境保护要求的发展，侧重于应用光学等手段对企业的排放废气成分进行检测，开设课程包括“工程光学”、“大气污染检测技术”、“光学传感器原理及应用”等课程。为了能够满足学生的个性发展，我们在专业任选课中设置了“Auto CAD”、“集成电路设计”、“嵌入式系统”、“模糊控制”等前沿技术课程。第四层次为校公共任选课程，为了使学生以后能够“有后劲、长期发展”，教学安排中体现文理渗透，理、工、经、管、文、法结合，学科交叉，例如提供了“社交礼仪”、“企业管理”、“法律基础”等课程，可以拓展学生的知识面，提高学生的综合素质。

另外，我们注重压缩计划内课程总量，压缩学分要求，为学生留出了个性化发展空间，并且加大了实践环节的比例，从而体现了我们在教学思想上从专业教育向通识教育的转变，从教学向教育的转变。此外，我们还在第七学期末聘请相关企业的高级工程师来校讲学(根据具体内容安排8～20学时)，结合他们丰富的实践经验，让学生更加深刻地了解目前企业的现状和急需的技术。

图1　测控技术与仪器专业课程体系

3　实践教学

3．1　实验室建设

我校测控技术与仪器专业的实验室分布在我院的专业实验中心和省级电工电子教学示范中心。其中学科基础平台实验室有电工实验室、电机实验室、电子实验室、单片机实验室等，可以满足学科基础课的实验教学和拓展学生知识面的实验教学。智能仪器设计方向实验室有传感器实验室、虚拟仪器实验室、EDA技术实验室、嵌入式技术实验室等，工业测量控制方向实验室有过程控制实验室、自动控制实验室、PLC技术实验室等，环境监测方向实验室有光学实验室、自动检测实验室等。另外，我院师生自制多套“PLC综合实验柜”和30套单片机实验台，后者已经应用于独立学院的实验教学。大多数实验内容都设置了基本要求和高级要求，能够满足综合性、开放性和设计性实验教学的需要。2003级测控技术与仪器专业学生自己研究开发了“水箱液位模糊控制系统”，涉及传感器、接口电路、A/D转换电路、智能控制等知识，有效地训练和提高了学生在应用系统方面的设计调试能力，帮助学生将各课程的内容综合起来，融会贯通，形成系统的概念，迅速迈过从理论到实践的门坎。

3．2　实习环节

我校的测控技术与仪器专业培养计划中设置有金工实习、认识实习、生产实习。金工实习在第四学期，共两周，由教务处统一安排在校办工厂进行。通过此环节，要求学生能够掌握车床技能、铸造技能、电焊技能等。认识实习和生产实习安排在第六学期末，各两周时间。认识实习由指导教师带领分组到各个工厂进行生产工艺和流程的认识，根据培养目标，此环节主要到智能仪表厂(方向1)、IT企业(方向1)、钢铁厂(方向2)、化工厂(方向2)、污水处理厂(方向3)、环保企业(方向3)等进行，了解三个专业方向对口的工业对象及流程。生产实习主要锻炼学生的实践能力，从2006年起，本专业的生产实习改在我校电工电子实验中心的实习基地和PLC实验室进行，学生主要进行PLC控制器的设计、电路板的设计及焊接等。实践证明，在校外实习场所受到限制的情况下，我们这种改革是可行并且有效的。

3．3　学生创新基地建设

我校于2005年建立了大学生科技创新基地，设立在电工电子实验中心。基地配有高档的单片机开发板、自制开发板、仿真器、高精度测试仪器、汽车模型等设备，能够从空间和仪器设备上保障学生的创新活动正常开展。同时，我院指定了专任教师管理创新基地，并且每年有多名教师为各种竞赛和学科创新活动进行指导，学院给予一定的教学工作量。

4　结论

办学十多年来，我校的测控技术与仪器本科专业培养方案经过多次修订、实施和应用，取得了重要的社会效益，培养了一大批从事仪器的开发与研究、生产制造、管理、IT等工作，知识结构新，具备可持续发展能力的“宽基础”、“复合型”人才，学生的综合素质和创新能力得到明显提高，就业方向稳定。具体体现在以下几方面。

①10年来，我校测控技术与仪器专业本科生的一次就业率连续保持在75%以上，主要面向河北省及其他省份的钢铁、化工企业、环保企业、IT企业等。

②10年来，我校测控技术与仪器专业本科生科技创新能力突出，各类竞赛获奖人数在逐年递增，获奖等级在不断提高。先后获得全国电子设计竞赛国家二等奖2项，省一等奖1项，二等奖5项;“飞思卡尔”杯智能车竞赛全国二等奖1项，赛区一等奖1项，二等奖2项，三等奖4项;计算机仿真大奖赛国家二等奖2项;“西门子”杯全国大学生控制技能仿真挑战赛国家二等奖2项;“博创杯”全国大学生嵌入式系统大赛一等奖1项。

③我校测控技术与仪器专业本科生录取为研究生的比率逐年提高，录取率由1998年的10%上升到2009年的25%以上。

参考文献

［1］柴红敏，李秀芹，刘增进，等．人才培养模式与培养方案改革的理论分析［J］．华北水利水电学院学报:社科版，2009(3):102-104．

［2］王晓芳，罗庆跃，刘家芳，等．电气工程专业应用型人才培养模式研究与实践［J］．邵阳学院学报:社会科学版，2008(Z1):285-287．

［3］宋爱国，况迎辉．测控技术与仪器本科专业人才培养体系探索［J］．高等工程教育研究，2005(1):48-50．

［4］王桂梅，吴炳胜，柴保明．我校测控技术与仪器专业办学特色探讨［J］．河北工程大学学报:社会科学版，2008(1)78-79．

［5］重庆邮电大学测控技术与仪器专业提升计划项目组．测控技术与仪器专业发展战略研究报告［R］，2008年11月．