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10.3969/j.issn.1671-489X.2016.15.147
摘 要 针对目前制造业转型升级对工程技术人才的新需求，通过修订测控技术与仪器专业的培养方案，适当增加实践教学课时比例；为了提高实践教学的质量，通过引进微型自动化流水生产线教学实践平台设备，达到增强学生动手实践能力、使学生形成自主创新意识的目的，以适应未来经济社会发展的需要。
关键词 实践教学；自动化生产线；测控专业
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）15-0147-02
1 引言
在国际竞争十分激烈的21世纪，人才的培养成为取胜的关键，因此，教育成为全民关注的焦点。随着国际形势和社会形势的变革，教育也需要与时俱进，不断调整教学方向。当前不同专业的教学之间存在交叉不断增加、专业内涵界限不清等问题，专业与学科联系更加密切。特别是来源于仪器科学与技术学科的本科专业测控技术与仪器是由十几个专业合并而来，专业交叉特征十分明显。
随着IT技术的迅猛发展，作为信息技术的源头专业，测控技术与仪器专业在此次信息科学技术的革命中起着至关重要的推动作用，其涉及的光电技术、传感器与检测技术、精密仪器技术、自动控制技术等已经成为装配制造业转型升级领域内的推进器，是工业产能大幅度提升的倍增器，是保证军队现代化战斗力的基石，是标准制定的主要基准来源，是进行科学研究的探路尖兵。可见，该专业在上述领域内占有不可替代的位置，所培养的本科毕业生质量与生产生活各个方面息息相关。
在国家提出“工业4.0”战略布局的背景下，为了使长春大学测控技术与仪器专业的人才培养模式更好地适应吉林省地方制造业产业升级的发展需要，本专业进行了专业人才培养方案的修订，确定了“掌握仪器仪表领域测量与控制的基础理论，掌握信息获取与处理的基本方法，具有测控系统与仪器设计、开发和维修维护能力，能在电子产品设计开发与现代工业生产线等行业从事智能自动化系统与仪器的应用、研制、质量控制与技术管理的工程应用型人才”的培养目标。为了达到这一目标，必须优化课程结构，更新课程内容，改进教学方法，适当增加实践教学环节学时比例，大力加强实践教学的过程管理。
2 实践教学模式的改革思考
实践教学环节对于学生创新能力及创新精神的培养方面，在测控专业本科教学计划中有着不可替代的作用。我国不少学者和教育专业都提出加强工科本科学生实践能力培养的教学建议，这些都有助于推动实践教学改革。如中国工程院院长周济教授指出，工程类本科教育改革的关键指导方针在于教育与生产劳动和社会实践相结合，其方向性改革的重点是使工科真正回归到生产生活实际应用中去。中国科学院院士顾佩林教授认为，必须加强学生工程实践训练能力的培养，才能有效提高学生的动手实践能力，养成良好的科学素养，从而具备解决实际工程应用问题的能力。中国科学院院士杨叔子教授认为，工科教育在于培养工程技术类应用型人才，进一步深造培养研究应用型专门人才，这就需要“普高结合、工字当先”。中国工程院院士李培根教授认为，未来工程教育中需要从更深层次去把握实践教学的意义和作用。
高校和教师在教学过程中都要以“实践空间意识”“实践常态意识”“学生主体意识”“‘实践非实践’意识”“虚拟实践意识”为指导，并且在教学过程中，教师要有针对性的对学生的实践能力培养进行引导，启发学生主动实践的能力，这对于学生创新能力的培养十分关键。可见，实践教学环节在培养学生创新意识、创新精神和创新能力方面具有极其重要的作用。
3 实践教学改革方式的探讨
根据上文可以看出，为了更为有效地提高学生动手实践能力，以适应制造业产业升级对人才发展的需要，需要构建完善的实践教学课程体系，具体包括课程设计、实验、实训、学习等环节构成，突出综合性、创造性、设计性、专业性的教学思路，让学生在真正实践动手学习中将知识融会贯通，提高学生的综合技能及创新能力。拟采用的具体措施如下。
1）建立灵活的实验室与实训中心开放制度。首先为学生开放测控技术与仪器专业实验室，鼓励学生进入实验室自主进行专业基础实验；并且考虑到该专业具有厚基础、宽口径的特点，进一步联系开放其他相关专业实验室，从而为学生创造一个良好的基础实验实践环境。
2）由于目前校内相关专业实验设备还不能进行系统的自动化综合实验，难以培养学生的综合实验实践能力，因此需要引进一套微型综合自动化流水线实践平台，以满足应用型工程技术人才培养的需要。具体情况见下文详述。
3）鼓励学生积极参与“大学生创新创业训练项目”“全国大学生电子设计大赛”等相关竞赛，培养学生从应用实际出发的自主创新能力，并将优秀项目引入大学生创业园中，进一步进行扶持。
4）建立校企合作实践基地，利用企业提供的生产专业设备，更好地开展实践教学活动。
在企业中进行实践实训教学，既可以有效培养和锻炼学生综合运用所学专业理论的能力、工程实践能力、独立工作能力和创新能力，又可以培养学生良好的职业道德、意志品质、心理承受能力和团结协作精神，以满足本专业技术人才培养的要求。
4 微型自动化生产线实践实训平台
拟引进的微型自动化生产线实践实训平台，可以让学生对机器人、柔性制造系统等先进制造技术有更全面深入的了解和体会。它是基于工业上常见的柔性制造系统单元，结合企业实际应用设备开发的完全模拟工业现场实际应用的柔性制造教学系统单元模块。该平台融合了机器人模块单元、变频主轴加工模块、多功能并联加工模块、CCD视觉检测单元模块、尺寸检测模块、成品库与堆垛机模块、废品分拣模块、包装模块、计算机总控系统模块等，与仓储系统、加工装备、物料运输装置等11个柔性制造及辅助设备单元组成的创新型自动化制造系统。系统具备实际工作能力，可进行流水线生产作业，又可定制特定生产作业，总体具备全程调度和监控功能，系统各单元可独立控制运行，便于单机教学科研，又可通过PROFIBUS现场总线等标准通讯接口轻易构成一个生产物流系统。同时配置以太网总线硬件设施，使得设备具备二次开发等能力。每个单元有两种运行模式：单机模式、联机模式。在单机模式下，可以通过本单元的控制系统控制该单元工作；在联机模式下，该单元作为PROFIBUS现场总线中的一个节点，受主站调度，每单元可完全脱离系统独立运行与实验。
在该套系统中，通过PROFIBUS现场总线将系统中的所有单机设备进行高效集成。将系统中的物流装备（全自动立体仓库、输送线、码垛机、分拣装置、气动抓取装置等）和加工与装配、包装设备（六自由度串联机器人、六自由度并联机器人、包装机械手、气动喷涂设备）有效地整合为一个具有极强实际操作能力、加工能力和二次开发能力的全自动生产加工系统，从而满足对本专业学生从专业认识、基本技能培训、综合实验、独立设计几项环节来分解实践教学的总目标，实现从易到难、单项到综合的流水线式实践技能培养。
5 结论
本文通过分析测控技术与仪器人才培养模式的发展状况，提出提高实践教学质量的具体实施方案，并计划引进微型自动化流水生产线教学实践平台设备，从而增强学生动手实践能力和创新意识，以更好地适应制造业转型升级对人才的需求。
参考文献
[1]郭天太，谢代梁，李东升，等.建设国家级测控技术与仪器专业的实践教学体系[J].实验室研究与探索，2009，
28（5）：97-103.
[2]陈国松.我国重点大学本科工程教育实践教学改革研究[D].武汉：华中科技大学，2012.
[3]黄家才，温秀兰，张爽.测控技术与仪器专业创新型实践教学体系构建研究[J].中国电力教育，2014（24）：86.
[4]杨俊，王光明，叶湘滨.测控技术与仪器专业创新人才培养探索与实践[J].高等教育研究学报，2010，33（2）：14-16.
摘 要 针对目前制造业转型升级对工程技术人才的新需求，通过修订测控技术与仪器专业的培养方案，适当增加实践教学课时比例；为了提高实践教学的质量，通过引进微型自动化流水生产线教学实践平台设备，达到增强学生动手实践能力、使学生形成自主创新意识的目的，以适应未来经济社会发展的需要。
关键词 实践教学；自动化生产线；测控专业
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）15-0147-02
1 引言
在国际竞争十分激烈的21世纪，人才的培养成为取胜的关键，因此，教育成为全民关注的焦点。随着国际形势和社会形势的变革，教育也需要与时俱进，不断调整教学方向。当前不同专业的教学之间存在交叉不断增加、专业内涵界限不清等问题，专业与学科联系更加密切。特别是来源于仪器科学与技术学科的本科专业测控技术与仪器是由十几个专业合并而来，专业交叉特征十分明显。
随着IT技术的迅猛发展，作为信息技术的源头专业，测控技术与仪器专业在此次信息科学技术的革命中起着至关重要的推动作用，其涉及的光电技术、传感器与检测技术、精密仪器技术、自动控制技术等已经成为装配制造业转型升级领域内的推进器，是工业产能大幅度提升的倍增器，是保证军队现代化战斗力的基石，是标准制定的主要基准来源，是进行科学研究的探路尖兵。可见，该专业在上述领域内占有不可替代的位置，所培养的本科毕业生质量与生产生活各个方面息息相关。
在国家提出“工业4.0”战略布局的背景下，为了使长春大学测控技术与仪器专业的人才培养模式更好地适应吉林省地方制造业产业升级的发展需要，本专业进行了专业人才培养方案的修订，确定了“掌握仪器仪表领域测量与控制的基础理论，掌握信息获取与处理的基本方法，具有测控系统与仪器设计、开发和维修维护能力，能在电子产品设计开发与现代工业生产线等行业从事智能自动化系统与仪器的应用、研制、质量控制与技术管理的工程应用型人才”的培养目标。为了达到这一目标，必须优化课程结构，更新课程内容，改进教学方法，适当增加实践教学环节学时比例，大力加强实践教学的过程管理。
2 实践教学模式的改革思考
实践教学环节对于学生创新能力及创新精神的培养方面，在测控专业本科教学计划中有着不可替代的作用。我国不少学者和教育专业都提出加强工科本科学生实践能力培养的教学建议，这些都有助于推动实践教学改革。如中国工程院院长周济教授指出，工程类本科教育改革的关键指导方针在于教育与生产劳动和社会实践相结合，其方向性改革的重点是使工科真正回归到生产生活实际应用中去。中国科学院院士顾佩林教授认为，必须加强学生工程实践训练能力的培养，才能有效提高学生的动手实践能力，养成良好的科学素养，从而具备解决实际工程应用问题的能力。中国科学院院士杨叔子教授认为，工科教育在于培养工程技术类应用型人才，进一步深造培养研究应用型专门人才，这就需要“普高结合、工字当先”。中国工程院院士李培根教授认为，未来工程教育中需要从更深层次去把握实践教学的意义和作用。
高校和教师在教学过程中都要以“实践空间意识”“实践常态意识”“学生主体意识”“‘实践非实践’意识”“虚拟实践意识”为指导，并且在教学过程中，教师要有针对性的对学生的实践能力培养进行引导，启发学生主动实践的能力，这对于学生创新能力的培养十分关键。可见，实践教学环节在培养学生创新意识、创新精神和创新能力方面具有极其重要的作用。
3 实践教学改革方式的探讨
根据上文可以看出，为了更为有效地提高学生动手实践能力，以适应制造业产业升级对人才发展的需要，需要构建完善的实践教学课程体系，具体包括课程设计、实验、实训、学习等环节构成，突出综合性、创造性、设计性、专业性的教学思路，让学生在真正实践动手学习中将知识融会贯通，提高学生的综合技能及创新能力。拟采用的具体措施如下。
1）建立灵活的实验室与实训中心开放制度。首先为学生开放测控技术与仪器专业实验室，鼓励学生进入实验室自主进行专业基础实验；并且考虑到该专业具有厚基础、宽口径的特点，进一步联系开放其他相关专业实验室，从而为学生创造一个良好的基础实验实践环境。
2）由于目前校内相关专业实验设备还不能进行系统的自动化综合实验，难以培养学生的综合实验实践能力，因此需要引进一套微型综合自动化流水线实践平台，以满足应用型工程技术人才培养的需要。具体情况见下文详述。
3）鼓励学生积极参与“大学生创新创业训练项目”“全国大学生电子设计大赛”等相关竞赛，培养学生从应用实际出发的自主创新能力，并将优秀项目引入大学生创业园中，进一步进行扶持。
4）建立校企合作实践基地，利用企业提供的生产专业设备，更好地开展实践教学活动。
在企业中进行实践实训教学，既可以有效培养和锻炼学生综合运用所学专业理论的能力、工程实践能力、独立工作能力和创新能力，又可以培养学生良好的职业道德、意志品质、心理承受能力和团结协作精神，以满足本专业技术人才培养的要求。
4 微型自动化生产线实践实训平台
拟引进的微型自动化生产线实践实训平台，可以让学生对机器人、柔性制造系统等先进制造技术有更全面深入的了解和体会。它是基于工业上常见的柔性制造系统单元，结合企业实际应用设备开发的完全模拟工业现场实际应用的柔性制造教学系统单元模块。该平台融合了机器人模块单元、变频主轴加工模块、多功能并联加工模块、CCD视觉检测单元模块、尺寸检测模块、成品库与堆垛机模块、废品分拣模块、包装模块、计算机总控系统模块等，与仓储系统、加工装备、物料运输装置等11个柔性制造及辅助设备单元组成的创新型自动化制造系统。系统具备实际工作能力，可进行流水线生产作业，又可定制特定生产作业，总体具备全程调度和监控功能，系统各单元可独立控制运行，便于单机教学科研，又可通过PROFIBUS现场总线等标准通讯接口轻易构成一个生产物流系统。同时配置以太网总线硬件设施，使得设备具备二次开发等能力。每个单元有两种运行模式：单机模式、联机模式。在单机模式下，可以通过本单元的控制系统控制该单元工作；在联机模式下，该单元作为PROFIBUS现场总线中的一个节点，受主站调度，每单元可完全脱离系统独立运行与实验。
在该套系统中，通过PROFIBUS现场总线将系统中的所有单机设备进行高效集成。将系统中的物流装备（全自动立体仓库、输送线、码垛机、分拣装置、气动抓取装置等）和加工与装配、包装设备（六自由度串联机器人、六自由度并联机器人、包装机械手、气动喷涂设备）有效地整合为一个具有极强实际操作能力、加工能力和二次开发能力的全自动生产加工系统，从而满足对本专业学生从专业认识、基本技能培训、综合实验、独立设计几项环节来分解实践教学的总目标，实现从易到难、单项到综合的流水线式实践技能培养。
5 结论
本文通过分析测控技术与仪器人才培养模式的发展状况，提出提高实践教学质量的具体实施方案，并计划引进微型自动化流水生产线教学实践平台设备，从而增强学生动手实践能力和创新意识，以更好地适应制造业转型升级对人才的需求。
参考文献
[1]郭天太，谢代梁，李东升，等.建设国家级测控技术与仪器专业的实践教学体系[J].实验室研究与探索，2009，
28（5）：97-103.
[2]陈国松.我国重点大学本科工程教育实践教学改革研究[D].武汉：华中科技大学，2012.
[3]黄家才，温秀兰，张爽.测控技术与仪器专业创新型实践教学体系构建研究[J].中国电力教育，2014（24）：86.
[4]杨俊，王光明，叶湘滨.测控技术与仪器专业创新人才培养探索与实践[J].高等教育研究学报，2010，33（2）：14-16.