能力需求導向的測控專業(yè)迭代升級人才培養(yǎng)體系建設

桑海峰 邢燕好 張志佳 律德財

[摘 要]沈陽工業(yè)大學測控技術與儀器專業(yè)結合新時代測控專業(yè)建設和自身優(yōu)勢特點，基于成果導向教育，依托遼寧省裝備制造行業(yè)，體現(xiàn)“新工科”教育理念，以學生為中心，將工程實踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)貫穿于大學四年，提出了“項目認知、方向啟蒙—基礎教育、核心引導—專業(yè)教育、能力培養(yǎng)—實踐教育、創(chuàng)新提升”的貫通融合、迭代升級的全程培養(yǎng)體系。在該體系中實施了創(chuàng)設問題及能力導向教學方法，并配設相應的課程和實踐教學環(huán)節(jié)，滿足不同培養(yǎng)層次的知識能力需求。經(jīng)過幾年的實踐檢驗，取得了較好的專業(yè)建設和人才培養(yǎng)效果。

[關鍵詞]能力導向;迭代升級人才培養(yǎng);測控儀表圈視界

[作者簡介]桑海峰（1978—），男，遼寧沈陽人，博士，沈陽工業(yè)大學信息科學與工程學院教授，博士生導師，系主任，主要從事測控技術與儀器研究。

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）46-0-03[收稿日期] 2020-09-28

一、引言

以科技革命和產(chǎn)業(yè)革命為主要特征的新一輪工業(yè)革命，正在對社會生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生深刻影響，也對高等教育產(chǎn)生了質(zhì)的影響[1]。人工智能的快速發(fā)展，對測控技術與儀器專業(yè)本科人才培養(yǎng)帶來了新的挑戰(zhàn)，同時“新工科”建設也對地方高校本科專業(yè)轉(zhuǎn)型及人才培養(yǎng)提出了新的要求[2]。然而，以知識為中心和立足傳統(tǒng)教學模式的人才培養(yǎng)很難培養(yǎng)出適應智能化產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展需求的高素質(zhì)應用型人才。如何促進教育鏈、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈有機銜接，為已經(jīng)迅速崛起的智能產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)大批高素質(zhì)儀器類應用型人才[3，4]，還缺乏成熟有效的模式。

2014年，沈陽工業(yè)大學測控技術與儀器專業(yè)基于學習產(chǎn)出的教育模式，研讀工程教育專業(yè)認證標準，開始接受中國儀器儀表學會的工程教育專業(yè)認證。其中一項重要的工作就是進行人才培養(yǎng)體系改革，以學生為中心，提出了“能力需求導向迭代升級”的人才培養(yǎng)體系建設思路。經(jīng)過三年的專業(yè)建設，2016年10月，測控技術與儀器專業(yè)經(jīng)過認證專家的考查，首次通過了工程教育專業(yè)認證。經(jīng)過三年的持續(xù)改進，提出“興趣引導，激活潛能”的教學方針，深入研究了教學環(huán)節(jié)的設計，加強了解決復雜工程問題的能力和非技術因素能力的培養(yǎng)，進一步完善了迭代升級的人才培養(yǎng)體系建設。2019年11月，測控技術與儀器專業(yè)再次迎來了認證專家的進?？疾?，完成了工程教育專業(yè)認證的復評工作，所建立的人才培養(yǎng)體系，以培養(yǎng)學生的學習、實踐與創(chuàng)新能力為目標，為“新工科”形勢下人才培養(yǎng)提供了保障。

二、人才培養(yǎng)體系的設計與實踐

沈陽工業(yè)大學測控技術與儀器專業(yè)的人才培養(yǎng)定位是培養(yǎng)具有檢測、控制技術集成和儀器綜合設計應用能力的創(chuàng)新應用型工程技術人才。本專業(yè)課程體系中涉及的知識點內(nèi)容比較寬泛，傳統(tǒng)的以知識為中心的教學培養(yǎng)體系注重的是局部內(nèi)容知識點，課程之間的關聯(lián)度只是停留在表面意義上，導致學生對專業(yè)的整體概念意識不強，專業(yè)綜合能力素質(zhì)達成度不高。為此，本專業(yè)以“新工科”建設為驅(qū)動、工程教育專業(yè)認證理念為根本，以“無損檢測”和“視覺檢測”為優(yōu)勢特色方向，確立了“認知啟蒙—引導培育—能力提升—創(chuàng)新實踐”四層次迭代升級的創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)體系（圖1）。

（一）認知啟蒙層

一年級開設的專業(yè)導論課由全體“雙師”型專業(yè)教師共同開設，以專業(yè)相關的項目演示與分析為主，通過實驗現(xiàn)象和工程實例喚起學生的好奇心，激發(fā)學生專業(yè)興趣感，打破學科與專業(yè)的邊界，打響測控技術與儀器專業(yè)“第一課”。每一名專業(yè)教師都要設計一個和自己科研相關的工程案例，以小班的形式向?qū)W生開放演示，并且讓學生嘗試動手操作和實踐，使學生從入學開始就能了解通過本專業(yè)的學習后能做什么工作，從而增強學生對本學科專業(yè)的興趣，增強學習動力與熱情。

（二）引導培養(yǎng)層

經(jīng)過公共基礎學習和項目啟蒙認知，學生可以帶著興趣和問題開始學習本專業(yè)的專業(yè)基礎課程。專業(yè)提出了創(chuàng)設問題及能力導向教學方法，所有的專業(yè)授課教師根據(jù)課程內(nèi)容中的有關知識能力點，結合特定需求，創(chuàng)造相關情景，創(chuàng)設出一定的問題，在教學中引導學生去研究和探索相關創(chuàng)設問題，培養(yǎng)學生的綜合實踐能力，其總體框架如圖2所示。本層次人才培養(yǎng)教學環(huán)節(jié)中涉及了電路知識、電工測量以及數(shù)模電知識，這些知識是各種工程實踐的基礎，如果能通過能力導向的教學方式去激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動他們的情緒，引領學生主動開展學習活動，這將大大提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。所以，本培養(yǎng)層次所提出的創(chuàng)設問題主要是圍繞各種電子設計競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目所涉及的知識能力需求，賦予一定的項目載體，讓學生在現(xiàn)有知識能力基礎上進行相關的學習、體驗、探究和提升。通過完成項目并進行分析和改進提升，從而獲得競賽和“雙創(chuàng)”知識能力的鍛煉，并為真正的競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目奠定基礎。

（三）能力提升層

本層次的培養(yǎng)階段是從專業(yè)基礎上升到專業(yè)層面，這個階段是能力提升的主要過程。為了進一步提升學生工程實踐能力，要求本專業(yè)實踐環(huán)節(jié)指導教師結合自己科研工作去創(chuàng)設問題，融入相應的實驗或課程設計，所有實踐類課程要求學生都以團隊形式去完成相應的項目課題。本專業(yè)建立了導師科研團隊訓練營，學生可以根據(jù)自己的興趣、愛好選擇相應研究方向的導師，進入科研團隊中。導師創(chuàng)設科研環(huán)境，確保學生對即時科研成果的真切體驗、學習及應用。實踐環(huán)節(jié)考核也不再簡單地以實踐報告為主，制定了文獻檢索和材料綜述、程序設計、硬件制作、團隊合作、表達溝通、論文寫作等能力考核量化指標，通過答辯、現(xiàn)場演示綜合評價給出實踐考核成績，以此達到學生工程實踐能力全面提升的目標。

（四）創(chuàng)新實踐層

隨著現(xiàn)代知識生產(chǎn)方式的深刻變革，社會發(fā)展呈現(xiàn)出復雜化與多元化，多學科多專業(yè)交叉對知識能力體系的量和結構提出了新的要求[5，6]，創(chuàng)新意識培養(yǎng)也不再局限于某一單一領域，而是逐漸過渡為綜合知識體現(xiàn)。為了適應“新工科”時代下創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求，本專業(yè)結合“無損檢測”和“視覺檢測”優(yōu)勢學科特色方向，打造了全新的實踐環(huán)節(jié)“測控儀表圈視界”創(chuàng)新實訓實習活動。該項實習以“無損檢測”和“視覺檢測”兩個方向的研究內(nèi)容為主題，宗旨是使學生從使用儀表到動手制作儀表，通過“立項—設計—仿真—加工—調(diào)試—封裝—儀表檢驗”等實訓環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作精神、多學科背景下的溝通和工程實踐能力。該實習過程要求學生以團隊參加，而且隊員中必須有相關其他專業(yè)的成員參與共同完成。本專業(yè)培養(yǎng)方案中設計了符合該人才培養(yǎng)模式的教學元素（表1）。

三、建設成效與應用

沈陽工業(yè)大學測控技術與儀器專業(yè)所建立的“迭代升級”式人才培養(yǎng)體系，為培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新意識提供了保障，“興趣引導，激活潛能”的教學方針以及能力導向下的問題創(chuàng)設教學方法改革煥發(fā)了實踐教學的活力，激發(fā)了學生的學習熱情、探索和鉆研精神。本教學改革應用于沈陽工業(yè)大學測控專業(yè)四屆共480余名學生，同時還在省內(nèi)兄弟高校得到了推廣，應用范圍廣、受益面大。

（一）人才培養(yǎng)質(zhì)量提升

學生培養(yǎng)質(zhì)量高，學生畢業(yè)能力達成逐年提高，生源質(zhì)量逐年提高，畢業(yè)生競爭力不斷增強。2017—2019年就業(yè)率年均增加0.93%，升學率明顯提升，其中考入985院校人數(shù)占升學人數(shù)的27.8%。2017—2019年的用人單位滿意度分別為91.84%、91.95%和92.03%。學生“雙創(chuàng)”能力提升，2016年以來，學生連年獲得中國儀器儀表獎學金，獲批大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)國家級及省級項目30余項，國家及省級各類競賽獲獎20余項，學生申請專利24項。

（二）專業(yè)建設成果顯著

在人才培養(yǎng)體系建設的過程中，測控技術與儀器專業(yè)近年來教學管理制度完善、評價機制健全，先后獲批遼寧省綜合改革試點專業(yè)、遼寧省優(yōu)勢特色專業(yè)、遼寧省一流本科教育示范專業(yè)，在遼寧省普通高等學校本科專業(yè)最近一次綜合評價中位列全省第一，2016年和2019年通過了國家工程教育專業(yè)認證。獲批遼寧省教學名師2人，遼寧省教學團隊1支，遼寧省創(chuàng)新團隊2支，形成了“無損檢測”和“視覺檢測”兩個國內(nèi)具有影響力的教學科研團隊。

（三）教育教學成果突出

2016年以來，獲得省級以上教育教學成果獎3項、遼寧省教育教學改革立項6項，建設2門省級資源共享課、1個省級校外實踐教學基地，出版教材和學術專著8部，發(fā)表教改論文10篇，獲批教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目3項。

（四）社會影響力

本專業(yè)在省內(nèi)的影響力逐步擴大，2017年本專業(yè)牽頭成立了遼寧省儀器儀表產(chǎn)業(yè)校企聯(lián)盟，省內(nèi)示范引領作用明顯?！暗墶笔饺瞬排囵B(yǎng)體系在聯(lián)盟內(nèi)多所高校得到了應用和推廣。2019年學校承辦了教育部高等學校儀器類專業(yè)教學指導委員會主辦的“新工科建設背景下儀器類專業(yè)轉(zhuǎn)型升級的探索與實踐”項目研討會，擴大了學校在相關高校的知名度。

四、結語

為了解決測控專業(yè)傳統(tǒng)教學內(nèi)容碎片化、體系不健全，以及學生實踐能力鍛煉不足、創(chuàng)新意識不強的問題，本專業(yè)以“新工科”建設為驅(qū)動、工程教育專業(yè)認證理念為根本，以“無損檢測”和“視覺檢測”為優(yōu)勢特色方向，確立了能力導向下的“認知啟蒙—引導培育—能力提升—創(chuàng)新實踐”四層次迭代升級的創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)體系。該體系不同階段的學習項目既有內(nèi)在聯(lián)系，又不斷升級，以“興趣引導，激活潛能”為原則，從新生專業(yè)項目導學開始逐級挑戰(zhàn)測控專業(yè)“新工科”人才培養(yǎng)體系，結合智能感知和測量控制知識體系，強調(diào)問題導向、縱向遞進、橫向交叉，面向工程應用能力培養(yǎng)。在實驗、課程設計、實習以及本專業(yè)所創(chuàng)建的“測控儀表圈視界”等實踐教學環(huán)節(jié)中融入不同需求的創(chuàng)設問題，能夠有效培養(yǎng)學生在智能制造新時期測控領域解決復雜工程問題的能力和工程創(chuàng)新能力。

參考文獻

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Abstract： Based on the achievements-oriented education， and relying on the equipment manufacturing industry in Liaoning Province， the measurement and control technology and instrument specialty of Shenyang University of Technology embodies the educational concept of "emerging engineering"， takes the students as the center， combines with the new era of measurement and control professional construction and its own advantages， puts forward the whole training system of "project cognition and direction enlightenment-basic education and core guidance-professional education and ability training-practice education and innovation promotion"， which runs through the cultivation of engineering practice ability and innovation consciousness for four years. In this system， problem-creation and ability-oriented teaching methods are implemented and the corresponding courses and practical teaching links are set up to meet the needs of knowledge and ability under different levels of training. After several years of practical testing， we have achieved good results in professional construction and talent training.

Key words： ability orientation; iterative upgrading of personnel training; scope of measuring and controlling instrument circle