【摘 要】依據(jù)高等教育的教育目標(biāo)，湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院自動(dòng)化教研室控制與檢測(cè)類系列課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，結(jié)合新版本科專業(yè)培養(yǎng)方案的制訂，根據(jù)課程教學(xué)資源特點(diǎn)，在課程教學(xué)的各個(gè)方面和課程教改過(guò)程中，積極凝練、推廣應(yīng)用“工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”，取得了較好的課程教學(xué)和教改效果，達(dá)到了培養(yǎng)、提高學(xué)生工程應(yīng)用能力的教學(xué)改革目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】控制與檢測(cè)類系列課程 工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法 工程應(yīng)用能力培養(yǎng) 教學(xué)改革與實(shí)踐

1 引言

在湖南理工學(xué)院2010版本科專業(yè)培養(yǎng)方案新一輪的制訂中，依據(jù)自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合本學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展和建設(shè)的歷史前沿，及現(xiàn)階段本學(xué)院自動(dòng)化教研室?guī)熧Y配置、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀等教學(xué)資源條件，在原有的自動(dòng)化專業(yè)工業(yè)過(guò)程控制方向基礎(chǔ)上，增設(shè)了檢測(cè)技術(shù)與儀表方向?？刂婆c檢測(cè)類系列課程是自動(dòng)化專業(yè)兩個(gè)專業(yè)方向的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課，課程門數(shù)較多，課程內(nèi)容豐富，課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，涉及學(xué)生人數(shù)眾多，是各專業(yè)方向要求較高的支撐課程，本系列課程教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的具體實(shí)現(xiàn)。且課程的開(kāi)課時(shí)間大都安排在大學(xué)三、四年級(jí)，從培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)過(guò)程來(lái)看，課程的授課對(duì)象正處于從學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)階段到專業(yè)技能形成階段的轉(zhuǎn)向時(shí)期，若能在本系列課程的教學(xué)過(guò)程中，進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，以學(xué)生的工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為中心，將對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)和逐步形成起到關(guān)鍵的促進(jìn)和保證作用。

2 系列課程教改的基本內(nèi)容

2.1更新教學(xué)理念

在高等教育大眾化的背景之下，地方本科院校的教育目標(biāo)也逐漸定位為培養(yǎng)“寬、厚、廣”型的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。為此，自動(dòng)化教研室控制與檢測(cè)類系列課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課程教學(xué)中及時(shí)調(diào)整了教學(xué)理念，加大了課程改革力度，著力強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中，充分消化掌握課堂所學(xué)理論，積極培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的思維能力和實(shí)踐能力。

2.2合理規(guī)劃課程體系

在高校教育教學(xué)改革的大力推行和學(xué)校專業(yè)培養(yǎng)方案的最新調(diào)整下，本系列課程的設(shè)置旨在培養(yǎng)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生掌握工業(yè)過(guò)程控制及自動(dòng)化檢測(cè)與儀表、電力電子技術(shù)及信息處理等方面的知識(shí)，能在工業(yè)過(guò)程控制、電力電子技術(shù)、檢測(cè)與自動(dòng)化儀表、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、技術(shù)管理與決策等領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行、科技應(yīng)用等方面的工作，以滿足當(dāng)前信息技術(shù)大發(fā)展對(duì)智能檢測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)方面專業(yè)人才的需求。

目前結(jié)合兩個(gè)專業(yè)方向的具體需求和教學(xué)的具體實(shí)施，信息與通信工程學(xué)院、自動(dòng)化教研室在充分開(kāi)展到資深院校相關(guān)專業(yè)的調(diào)研，請(qǐng)進(jìn)資深教授、工礦高級(jí)工程師進(jìn)行廣泛研討和切實(shí)考慮市場(chǎng)短、長(zhǎng)期人才需求的基礎(chǔ)上，合理地構(gòu)架起了不同專業(yè)方向的控制與檢測(cè)類系列課程的課程體系，以確保專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的具體實(shí)現(xiàn)。

2.3整合課程教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)學(xué)校新本科專業(yè)培養(yǎng)方案中課程的教學(xué)學(xué)時(shí)的變化，本系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課程開(kāi)設(shè)時(shí)大都選擇了有較寬專業(yè)覆蓋面和一定理論深度的國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材或相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)典教材，且在教學(xué)過(guò)程中，充分考慮各專業(yè)方向課程的教學(xué)計(jì)劃和要求，經(jīng)過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師的認(rèn)真研討，對(duì)部分課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)整合、更新，力求在規(guī)定的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)既完成教學(xué)計(jì)劃要求的基本教學(xué)內(nèi)容，又能將控制與檢測(cè)技術(shù)的最新理論成果、最新技術(shù)動(dòng)向反映在課堂教學(xué)中。

3 “工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”在控制與檢測(cè)類系列課程教改中的實(shí)踐

為積極響應(yīng)教育部“質(zhì)量工程”建設(shè)的號(hào)召，教學(xué)團(tuán)隊(duì)著力加強(qiáng)了課程教學(xué)改革的力度，且在多年的教學(xué)實(shí)踐中深刻認(rèn)識(shí)到：課程教學(xué)質(zhì)量的提高和“培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力”教學(xué)效果的顯現(xiàn)，關(guān)鍵在于教學(xué)過(guò)程的精心設(shè)計(jì)和教學(xué)方法的改進(jìn)、凝練。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課程教學(xué)過(guò)程中，除繼續(xù)采用多媒體課件與傳統(tǒng)板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)方式外，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)本系列課程實(shí)踐性都很強(qiáng)的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)廣泛探討、認(rèn)真研究和積極實(shí)踐，將在工程實(shí)踐過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)既定工程目標(biāo)而經(jīng)常采用的任務(wù)驅(qū)動(dòng)與合作探究方式應(yīng)用到課程教學(xué)中來(lái)，凝練形成了課程教學(xué)的“工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”。具體實(shí)施時(shí)可通過(guò)在若干個(gè)由相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容組織而成的工程任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生自主分組合作，共同探求實(shí)現(xiàn)方案，并在課堂上，在老師的指導(dǎo)下，集體對(duì)提出的方案進(jìn)行評(píng)估的方式而實(shí)現(xiàn)。例如：在《傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)》《測(cè)控系統(tǒng)》《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)》等課程開(kāi)設(shè)時(shí)，我們可以溫度或濕度的檢測(cè)與控制的教學(xué)為例，針對(duì)學(xué)生興趣并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，擬出題目為設(shè)計(jì)一個(gè)給定環(huán)境（如圖書(shū)館、蔬菜種植大棚等）的溫度或濕度檢測(cè)、控制系統(tǒng)的工程任務(wù)；又例如：在《現(xiàn)代控制理論》《過(guò)程控制》《可編程序控制器》《工廠電氣控制技術(shù)》等課程開(kāi)設(shè)時(shí)，以液位控制的教學(xué)為例，給出題目為設(shè)計(jì)一個(gè)給定工業(yè)過(guò)程中（如四容水箱、某汽包鍋爐等）的液位控制系統(tǒng)的工程任務(wù)，根據(jù)系統(tǒng)的功能、應(yīng)用范圍和技術(shù)參數(shù)指標(biāo)等，要求學(xué)生從檢測(cè)原理、檢測(cè)方法、控制原理、控制方法、系統(tǒng)硬、軟件設(shè)計(jì)、性能指標(biāo)、工程造價(jià)與安裝維護(hù)等各個(gè)設(shè)計(jì)分項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和論證。在課外時(shí)間，在教師必要的引導(dǎo)下，學(xué)生以工程任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，自主形成若干個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，各團(tuán)隊(duì)學(xué)生又可在總工程任務(wù)中，根據(jù)自身專長(zhǎng)和興趣，以個(gè)人或小組的形式，選擇完成一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)分項(xiàng)，也可多小組選擇完成同一個(gè)設(shè)計(jì)分項(xiàng)，但必須分別形成各自的設(shè)計(jì)方案。最后在課堂上進(jìn)行集中討論，每個(gè)團(tuán)隊(duì)就自己提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行答辯，教師與學(xué)生們一起針對(duì)各方案進(jìn)行討論和評(píng)估，以期尋求到系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)方案。這種“工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”始終基于課程的教學(xué)內(nèi)容，緊密圍繞工程任務(wù)最佳實(shí)現(xiàn)的主線，在教與學(xué)的過(guò)程中突出了以學(xué)生為主體，以工程實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)的教學(xué)思想，可極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的主動(dòng)性，學(xué)生的工程應(yīng)用能力也可以得到極大的鍛煉和提高。

控制與檢測(cè)類系列課程的實(shí)踐性都很強(qiáng)，在以往的教學(xué)模式中，本系列課程主要以課堂理論講授為主，開(kāi)設(shè)的課程實(shí)驗(yàn)也多是驗(yàn)證性、小型綜合性實(shí)驗(yàn)，在控制與檢測(cè)技術(shù)發(fā)展迅猛的現(xiàn)今，這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及工程能力的培養(yǎng)越來(lái)越突顯著局限性，難以滿足現(xiàn)在課程建設(shè)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的要求。進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)課質(zhì)量，合理設(shè)計(jì)、加強(qiáng)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，既是保證、提高本系列課程教學(xué)質(zhì)量的重要手段，也是培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的重要途徑。為此課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在盡量多爭(zhēng)取學(xué)校建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入，新建、擴(kuò)充專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，在與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教師密切溝通和深入研討之后，擬在各實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)自行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)箱板等方式，并充分利用學(xué)院機(jī)房計(jì)算機(jī)資源的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合虛擬系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充，通過(guò)一些綜合開(kāi)發(fā)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的思維和動(dòng)手能力。另外，考慮到本系列課程之間的關(guān)聯(lián)，可將單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)、PLC、虛擬儀器、測(cè)控系統(tǒng)、實(shí)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等課程的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)合，設(shè)計(jì)一些選做的、較大型的綜合性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的組織形式除了讓學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中的課時(shí)完成實(shí)驗(yàn)大綱要求的實(shí)驗(yàn)外，針對(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、綜合性實(shí)驗(yàn)，同樣可采取“工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”，教師下達(dá)任務(wù)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室規(guī)定的、開(kāi)放的時(shí)間內(nèi)完成。

“控制系統(tǒng)或儀表檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”是在基本完成控制與檢測(cè)類系列課程的課堂理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后，安排學(xué)生集中時(shí)間進(jìn)行的較為綜合性的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，對(duì)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)、提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力起到十分重要的作用。目前在我院自動(dòng)化專業(yè)的兩個(gè)方向都已經(jīng)開(kāi)設(shè)了這個(gè)綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師經(jīng)過(guò)認(rèn)真研討，制定出了課程設(shè)計(jì)大綱和實(shí)訓(xùn)具體安排，仿照實(shí)際工程設(shè)計(jì)、操作流程，要求學(xué)生根據(jù)既定的工程任務(wù)，將所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐的糅和，完成實(shí)際系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和實(shí)物搭建。整個(gè)課程設(shè)計(jì)完成過(guò)程是“工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”在系列課程教改中再一次地、有效地實(shí)施。

同時(shí)，把團(tuán)隊(duì)教師參與的有關(guān)的科研項(xiàng)目的信息引入到課程教學(xué)中來(lái)，在教師引導(dǎo)下，在學(xué)院的學(xué)生創(chuàng)新基地、實(shí)習(xí)基地和一些學(xué)科實(shí)驗(yàn)室中，積極創(chuàng)造條件讓有能力有興趣的同學(xué)直接參與到工程項(xiàng)目的研究中來(lái)，既可以十分直接地提升學(xué)生的專業(yè)志趣也可以更加充分地鍛煉、提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，這同時(shí)也是對(duì)“工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”在課程教學(xué)改革應(yīng)用中的進(jìn)一步的充實(shí)。

4 “工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”在控制與檢測(cè)類系列課程教改中的現(xiàn)階段實(shí)施成果

湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院自2009年7月重新組建后，全面開(kāi)展并通過(guò)了新增碩士點(diǎn)的建設(shè)和驗(yàn)收工作，為取得課程建設(shè)和改革的更好成績(jī)，進(jìn)一步適應(yīng)、支持碩士點(diǎn)建設(shè)和發(fā)展的工作，自動(dòng)化教研室積極加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)，從各方面、各環(huán)節(jié)加大了控制與檢測(cè)類系列課程的建設(shè)工作，逐步建設(shè)成了相對(duì)穩(wěn)定的、由高學(xué)歷的、教學(xué)和工程經(jīng)驗(yàn)均十分豐富的教師組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，完善了課程體系設(shè)置，明顯改善了實(shí)踐教學(xué)條件，切實(shí)保證了學(xué)校新版本科專業(yè)培養(yǎng)方案中本系列課程的正常開(kāi)設(shè)，課程建設(shè)和發(fā)展的態(tài)勢(shì)良好。

在控制與檢測(cè)類系列課程的教學(xué)改革過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以提高地方本科院校畢業(yè)生適應(yīng)工作的自主性和自我發(fā)展的能力為教學(xué)動(dòng)力，以達(dá)到應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)為最終教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)緊緊圍繞培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的教學(xué)主線，積極探索、深入實(shí)踐“工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)法”，獲得了較為明顯的系列課程教改成績(jī)，學(xué)生對(duì)于本系列課程的學(xué)習(xí)熱情顯著提高，學(xué)生的工程應(yīng)用能力得到預(yù)期的、很大的鍛煉和提升。主要表現(xiàn)在：學(xué)生在相關(guān)考賽中，對(duì)檢測(cè)原理、檢測(cè)方法、控制原理、控制方法的應(yīng)用明顯比之前熟練，在檢測(cè)、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、搭建和調(diào)試等方面也明顯體現(xiàn)出較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)分工合作意識(shí)和工程實(shí)踐能力；學(xué)生參與相關(guān)教師的科研項(xiàng)目更加自主、積極，學(xué)生主持、參與各級(jí)“大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目”的積極性和能力大為提高，學(xué)生科研能力顯著增強(qiáng)；學(xué)生科研成果大量增長(zhǎng)，學(xué)生發(fā)明專利的申請(qǐng)和成功增多趨勢(shì)明顯；學(xué)生在相關(guān)專業(yè)課程的研究生錄取考試中，體現(xiàn)出的專業(yè)素養(yǎng)和工程能力大為增強(qiáng)，特別是，學(xué)生在參加全國(guó)和湖南省的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、軟件設(shè)計(jì)競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模等競(jìng)賽中取得了明顯的進(jìn)步和優(yōu)異的成績(jī)，近幾年共獲得國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)一個(gè)，省級(jí)一等獎(jiǎng)五個(gè)，國(guó)家級(jí)、省級(jí)其他獎(jiǎng)項(xiàng)共計(jì)三十余項(xiàng)，在同層次本科院校中處于較明顯的領(lǐng)先位置。

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