本科生工程教育体系的建立与实践

时间：2022-10-20 百科知识版权反馈

【摘要】：为了满足测控技术与仪器专业本科生工程能力培养和训练的要求，提出了由工程意识教育、工程基础教育、工程基本能力训练、专业实验能力训练和实际工程能力教育五个部分组成的工程教育体系，各教育科目结合专业培养计划，确定了各阶段应进行和开展的工作及内容，具体内容参见表1。

测控技术与仪器专业(电子测量类)本科生工程教育体系的建立与实践

赵　建

(西安电子科技大学，西安710071)

1　建立工程教育体系的指导思想

针对目前高校尚不能为迅速而大量培养满足国民经济发展需求人才提供一个较为理想的教学与实践体系的现状，有必要研究和建立针对本科生培养的工程教育体系，并为创新型人才的培养提供重要的平台。在建立工程教育体系过程中要贯穿“理论联系工程实践、科学主导工程思想”的原则，要明确以下的指导思想:

①牢固树立“以学生为主体，以教师为主导”的教育理念，树立“以人为本”的教育服务意识，按照对学生进行全面、持续、有效地原则来规划和实施工程教育及相关的实践工作;

②在工程能力规范化培养和训练的前提下，采用“因材施教、分类培养”的人才培养模式，重视和引导学生的个性化发展，满足社会对人才多元化需求;

③突出专业特色，重视综合素质和工程实践能力培养，努力推进工程教育的“回归工程”。

2　工程教育体系的实现目标

为了深化现代工程技术人才培养的教育理念，根据测控技术与仪器专业的专业性质与社会需求，按照“加强理论基础，扩大知识范围、突出专业特色，提高工程能力”的培养思路，针对测量控制与仪器仪表领域的专业技术人才培养目标和工程方面的基本能力训练要求，加强本学科专业工程教育体系组成的研究，提出工程教育的实施环节与内容，构建实施性较强的工程能力培养和训练体系，优化整合工程能力训练内容，满足工程能力培养与训练的需要，研究工程实践能力培养的具体方法并通过实践予以检验。重视和引导学生的个性化发展，满足社会对该学科方向人才多元化的需求。工程教育体系的建设应达到以下目标:

①加强专业意识教育，使学生了解与测量控制与仪器仪表领域的各个相关技术方向内容;

②加强工程基础能力训练，使学生掌握工程实践过程中所需要具备的基本能力;

③加强工程专业能力训练，使学生提高运用专业知识解决具体工程问题的能力;

④加强实际工程能力的训练，使学生提高观察、分析、提出和解决问题的能力，提高在具体的创新实践中运用文献资料与设计工具的能力，满足实际工程中对实践能力的需要。

3　工程教育体系建设的内容

为了满足测控技术与仪器专业(电子测量类)本科生工程能力培养和训练的要求，提出了由工程意识教育、工程基础教育、工程基本能力训练、专业实验能力训练和实际工程能力教育五个部分组成的工程教育体系，各教育科目结合专业培养计划，确定了各阶段应进行和开展的工作及内容，具体内容参见表1。

表1　测控技术与仪器专业工程教育体系组成的主要内容

4　工程教育体系建设过程中的实践情况与体会

首先应该明确的是，工程教育是一个综合性的教育体系，与教学计划的实施有着很大的不同，教学计划是学校和教务部门按计划时间有组织进行实施的，在教师、教学资源和教学经费上提供了必要的保证。但是，工程教育的实施不但需要结合教学计划内的内容来进行，而且还需要增加很多教学计划外的环节和内容，这些环节和内容在目前的条件下是缺少必要的教学资源和经费来保证的，实施起来有很大的难度，需要专业负责人和相关教师克服各种困难，以勇于奉献的精神和高度的责任心进行多方面的工作，这是一件很不容易的事情。

尽管我们对整个工程教育体系进行了研究并提出了具体内容，但由于受到各种因素的影响和限制，是不可能对体系中所列出的所有内容全部进行具体的验证，在该项目中，只能根据当时的客观条件，在不同的年级班对该工程教育体系中核心内容的主要部分进行实施和检验，希望通过实践来验证效果，为今后的改进和完善提供更准确的依据。具体实践的情况如下。

4．1　工程意识教育科目

在这个教育科目中，将专业意识教育和学风教育作为重点，在各年级班分别按不同的时间段进行了新生入学教育、学风与学习方法教育、专业专题报告(行业发展动态报告、国内外新产品、新技术发展报告等)，组织大三年级班进行了传感器市场产品调研报告和专业相关专题综述报告的编写，为此我们共组织编写和下发了40个与测量控制与仪器仪表领域相关的综述性题目和40个传感器市场调研内容题目。为了达到更好的学习效果，在学生完成上述两个报告的基础上，把这些报告集中起来并刻成光盘，发给学生，人手一份，使学生能够更好地互通有无，进行交流，取得了很好的专业意识教育效果。

4．2　工程基础教育科目

重点做好端正学生对基础实验能力锻炼态度的教育，通过相关的讲座和座谈会，强调基础实验能力培养的重要性和必要性，进一步强化学生积极参加基础实验的意识，端正学生对基础实验的态度。同时，还通过组织学生参加教学实验设备的建设和改造来提高学生对实验的兴趣。组织学生批量组装和调试出30台“传感器与信号调理”课程教学实验系统、30台“电子线路实验(数字电路)”教学实验系统和30套“CPLD教学实验系统”，不但为提高由专业教研中心负责开设的课程实验质量做好了必要的准备，而且也使学生的实验能力得到提高。

4．3　工程基础能力教育科目

重点放在元器件识别能力训练、电路计算机辅助设计能力训练、电路计算机模拟与仿真能力训练、高级语言程序设计能力训练、常用仪器仪表使用能力训练、电路安装、调试技能训练、电路图读图能力训练、常用工具软件应用能力训练等方面。主要组织开展了以下活动:

①在老师的带领下，组织学生到电子市场购置相关元器件，对元器件识别能力进行训练;

②要求学生掌握电路辅助设计软件Protel设计电路图和印制板图的方法;

③要求学生学习和掌握电路模拟和仿真工具软件MATLAB，对模拟电路进行模拟和仿真能力的训练;

④要求学生均使用C语言进行监控程序的设计，并通过实际作品进行检验;

⑤专门为开放实验室配制了多套电子测量仪器设备，提高了学生使用常用仪器设备的能力;

⑥编写了实验系统组装教程，使学生的电路图读图能力和电路安装、调试能力得到普遍提高;

⑦对学生提出了提高相关工具软件使用能力的要求，使学生运用多种工具软件的能力得到明显提高。

4．4　专业实验能力训练科目

重点抓了课程实验的建设，对部分课程教学实验的方法进行了改革，提出了把部分实验内容从实验室转移到宿舍、教室，甚至图书馆的新思路，研制开发出了“89C52单片机普及型实验系统”和“MSP430单片机普及型实验系统”，组织了“89C52单片机普及型实验系统”和“MSP430单片机普及型实验系统”的全年级班制作活动，实现了教学实验方式从集中式实验到分散式实验的转变，以及从辅导性实验到指导性实验的转变，使学生能够更好地利用一切可利用的时间进行实践能力方面的锻炼，达到提高工程实践能力的目的。同时，还提出了与实践相关的综合性、设计性实验，要求学生利用课余时间在开放实验室和创新实验室完成。

4．5　实际工程能力教育科目

实际工程能力教育科目是整个工程教育体系中内容最为丰富，也是教师与学生结合最为紧密的环节，通过前面四个科目内容的学习和训练，学生已具备一定的理论与实践基础，需要通过多种手段和环节对学生的实际工程能力和创新能力进行强化性训练和培养。为此，我们开展了多种形式的教育活动，在专业工程能力训练方面，重点进行了课题分析与论证能力训练、课题设计能力训练、新器件资料查阅及运用能力训练、论文及资料综合运用能力训练、硬件系统调试能力训练、软件系统调试能力训练、网上技术交流能力训练、表贴器件识别训练、焊接训练、检测训练。在实际工程教育扩展内容方面，组织部分学生重点进行了创新性课题实践、课题论证报告写作，参加科技竞赛，参加教师科研项目，学习各种传感器的识别、性能指标和应用等内容的训练和实践，也取得了很好的效果和成绩。主要组织开展了以下活动。

①专门制定了七类130个课外科技实践性课题，要求学生自选课题进行分析和论证，阅读有关的文献、资料，尽量选用新型器件，提出设计方案，写出设计报告。

②要求学生在作品制作过程中掌握表贴器件的安装技术，对硬件系统设计和调试能力进行综合性训练，并进一步提高学生的网上技术交流能力。

③针对工程能力训练的需要，研制了“工程训练实验套件”。该训练套件既可以提高学生对产品的正向设计能力，也可以提高学生的逆向设计能力。

④组织学生参加了学校2007年和2008年的“本科生科研训练计划项目”和2007年“教育部大学生创新性实验计划项目”，共计13项。目前，已完成通过学校组织的结题验收共10项，其中两项在2008年9月获得学校组织的“教育部大学生创新性实验计划”结题验收优秀项目奖，并有1位同学获得硕士研究生保送资格。

⑤利用暑假连续两年组织了工程训练活动，工程实训项目的种类和形式多样，有轮式宝贝车、履带式小车、六脚爬虫、模块化走迷宫小车、模块化轮式机械手、模块化舞蹈机器人、模块化无线数传四足机器人、双足机器人和五自由度机械手等。

⑥组织了部分学生参加“2008年校级工程训练中心首届大学生科技作品交流赛项目”，结合具体的社会与生产需要，通过作品的实际制作，提高学生的工程意识和实践能力。

⑦为了使更多的学生能够得到工程训练的机会，并且能够持久地开展工程能力的训练活动，在学校经费投入不足的情况下，我们积极的与企业合作，争取得到了更多的支持。2008年从企业获得了10万元的学生科技实践活动经费支持和价值8．8万元的仪器设备与元器件支持，保证了今后学生工程实践活动的顺利进行。

5　总结

工程教育体系的建立和实施，对于提高专业办学水平和学生工程实践能力起到了十分重要的作用，也进一步促进了课程教学与实践体系的发展与进步，为教学改革创造了良好的条件和环境。在围绕着如何开展工程教育和工程能力培养的问题上，要求我们知难而进，多想办法，克服困难，创造性地开展工程教育工作。

参考文献

［1］教育部仪器科学与技术学科教学指导委员会．仪器科学与技术学科本科专业教学规范．2007．

［2］西安电子科技大学机电工程学院．西安电子科技大学测控技术与仪器专业本科生培养方案．2006．