以学科竞赛为载体促进测控专业人才培养的探索

李 丹，吴玉秀，刘 升

(安徽工业大学 电气与信息工程学院，安徽 马鞍山 243002)

“工程教育专业认证”是中国教育国际化标准化的准则之一，开展工程教育专业认证有利于构建我国工程教育质量监控体系，进一步提高高校教育质量[1-2]。

安徽工业大学测控技术与仪器专业1983年10月获批成立，1984年9月首次招生本科生，是安徽工业大学优势工科专业之一，是国家级特色专业建设点和“卓越工程师教育培养计划”本科专业。测控专业以培养掌握先进的流程工业自动化、自动化仪器仪表制造技术，培养具有人文社会科学素养、社会责任感、职业道德和团队意识，具有国际视野和创新意识的专门技术人才为宗旨，长期为社会输送高质量人才。而根据国家中长期科技发展规划纲要的指引，适应工程教育认证的需要，本专业的人才培养需要逐步走出“科学主导工程”的理念，进入“工程教育回归工程”的阶段[3]，如何适应工程教育专业认证准则，坚持以学生为本，实现测控专业培养目标并持续改进，是测控专业教师共同思索的问题。

受资金、时间和空间的限制，学生能够参与实际工程项目的机会并不多，寻求既能实际接近于复杂工程问题，又可以使问题简化的方案来培养学生的创新能力、团队协作能力、工程实践能力成为当前安徽工业大学测控专业教学的重要目标。在此背景下，本专业教师集体研讨，不断探究与实践，将课堂教学与学科竞赛活动等课外教学活动相结合，逐步完善人才培养体系，以竞赛平台带动实践，引导学生围绕实际问题层层深入，在组织竞赛、参与竞赛的过程中提升学生的各方面能力。

一、建立学科竞赛平台，形成独特的测控专业人才培养模式

学科竞赛具有与时俱进，周期短、见效快的特点，因此，可以通过对本专业相关的主要学科竞赛内容进行调研，认真研究学科竞赛与测控专业培养的关系，确立一个系统的人才培养方案。在此背景下，测控专业教师梳理了目前电类学科竞赛的特点与特色，结合现有电气学院实验室的实验条件，加强了电类学科竞赛基础平台建设，在这个过程中，通过指定经验丰富的教师加以指导，并动员校企合作企业积极参与，进一步完善了学科竞赛平台建设。电气学院在实验室面积及资金紧张的条件下，依然克服困难，保证了大学生创新实践实验室的用房面积，同时每年均有专款用于学生参与学科竞赛的材料费用和差旅费用，还为学生从企业申请了专门的参与学科竞赛的奖学金，并保证专款专用。在此基础上，以全国大学生智能汽车竞赛、全国大学生电子设计竞赛，“西门子”杯中国智能制造挑战赛三大电类竞赛A类赛事为主平台，以培训、校赛、省赛及国赛为基本流程，以积极倡导、学生主体、全员参与为目标，鼓励与激励参赛学生参与、开动脑筋，保证学科竞赛顺利、高质量的进行，创建了独特的测控专业人才培养模式。

二、在学科竞赛实践中，促进学生对复杂工程问题的思考和理解

测控专业对学生的要求是，能够设计针对智能仪器仪表、流程工业领域的复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程。这就要求学生具有自动控制、模式识别、传感技术、硬件电路设计、计算机编程等方面的基本知识，并能够融会贯通，用以解决复杂工程问题，以三大电类学科竞赛为基本平台，全国大学生智能汽车竞赛要求学生制作一部能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进[4]；全国大学生电子设计竞赛要求学生在规定的4天时间内实现电源类、仪器仪表类、控制类等参赛作品制作和调试[5]；“西门子”杯中国智能制造挑战赛以企业真实的工程项目和科研项目作为竞赛赛题，竞赛内容形式多样，是科技创新、产品研发、工程设计和智能应用等方面在自动化领域的应用[6]。这些竞赛要求都和测控专业的培养目标相契合，共同的特点是要解决的问题比较复杂、要求高、时间紧、实践性强，学生在参与这些竞赛的过程中，在专业教师的指导下，通过比赛调研、自主学习、自由组队、训练调试、参加比赛的形式，加强了对专业课的认识和领悟，并促使学生主动思考，极大的锻炼了其逻辑思维能力、方案设计能力、研究能力，最终实现解决复杂工程问题的综合能力的全面提升。

三、利用学科竞赛平台，加强非技术因素在学生培养中的作用

工程教育认证对学生在团队中协作、组织及领导的能力,与国内外同行进行有效的交流、沟通和协作的能力,自主学习的能力和终身学习的习惯等方面也提出了较高的要求[7]。利用学科竞赛培养体系，积极促使学生在团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色，并在参赛过程中，通过对包括撰写方案报告、PPT展示、演示答辩、思路表述和团队协作等方面的训练和培训，培养学生的交流、沟通协作能力；通过对参赛作品精益求精的要求和指导，提升学生的设计理念和艺术修养；通过对竞赛过程和结果的分析，促进学生养成自主学习和终身学习的习惯[8]。在学科竞赛平台中，学生不仅仅是参与者，也是组织者、策划者和管理者，通过学科竞赛的平台，真正培养出一批肯吃苦、敢创新，主动学习，乐于分享的学生，也保证了学科竞赛的顺利开展。通过和近三届测控专业参与竞赛学生和未参与竞赛学生的交流结果显示，学科竞赛参与者在领导能力、团队合作能力、设计和制作、信心水平和自主学习的积极性等方面，相对于未参与者有更高的自我成就感和荣誉感。

四、在指导学科竞赛的过程中，促进专业教师深入反思，提升教学效果

专业认证不但需要关注被认证专业的现状，更关注的是其是否具有持续改进的机制[9]。因此，对测控专业教师也提出了充分利用学科竞赛与时俱进的特点提升教学效果的新要求。首先，要发挥学科竞赛向传统课程教学的反馈功能，促进专业教师深入思考，对培养方案和教学大纲进行持续性改进，在这个方面，各系室做了大量的工作。例如，在学生参与学科竞赛过程中，发现现在企业非常重视学生的硬件知识和计算机编程能力，系室在培养方案修订时，增加了此类课程的权重；在实验教学方面，专业教师走进实验室，实验室教师也做出相应的努力，改变了传统的根据实验指导书进行实验的方式，要求学生根据教师给出的题目，自行设计、作品搭建、测试和调试。其次，要实现学科竞赛与专业课教学的深度融合和相互促进[10]。在这个方面，专业教师积极探讨了多样化的教学模式，切实做到以目标为导向，以实际问题为基础。例如，在专业课程教学中，测控专业的相关专业课程——传感器原理与自动化检测具有涉及知识面比较广，内容宽泛，且知识更新较快的特点，专业教师从参赛角度，分析精度抗干扰，稳定性，传感器选型等仪表方面特有的复杂工程问题，把学生的学习放在了一个真实的、复杂的情境中，促进学生深入思考，建立了学生的工程意识、系统观念；单片机原理及应用课程具有概念抽象、难以把握、系统观念强、对实际应用能力要求高的特点，专业教师在课程教学中，以学科竞赛典型案例为例，在教学过程中加入相应知识点在竞赛项目实施过程中的应用，加强学生对单片硬件和软硬件结合的理解，增强了学生主动学习、独立完成项目的意愿和兴趣。最后，测控专业采用自顶至下的设计模式，突破学科基础、专业基础、专业课这样递进式的课程设置形式，辅以更多工程类和创新类导论性课程、专业交叉性课程，并将工程教育质量的监测和改进联系起来，形成采用学科竞赛成果检验课程教学，发现问题并反馈于教学的良性循环体系，保证了专业人才的培养质量，测控专业学生的学习兴趣及解决复杂工程问题的能力均有较大程度提升。近几年来，测控专业毕业生考研录取率每年约为30%，就业率近100%。

五、结语

工程认证教育，归根到底是实现面向企业的应用型人才培养，测控专业预期本专业毕业生通过毕业后5年左右的锻炼，能成为适应社会发展，有责任感，能在过程参数检测与控制、自动化仪表及装置设计与制造、流程工业自动化工程等领域从事技术开发、工程设计、生产运维及管理等方面工作的专门技术人才。在学科竞赛平台基础上，为大学生创造一个促进其个性和潜力全面发展的教育生态环境，构建测控专业创新人才全新的培养模式，有利于培养大学生的复杂工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究的兴趣和潜能，倡导求真务实，引领未来的学风和主动学习，乐于分享的人文精神，为优秀的测控人才的脱颖而出创造条件。经过学科竞赛锻炼的测控专业学生，在从事测控技术与仪器领域的工程设计、技术开发、经营管理以及工程科学研究等工作方面，表现出明显的优势。