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什么是测控技术与仪器?本专业适合干哪方面的工作?本专业前途如何?带着这些问题,我们参加了这次的生产实习。
本次生产实习由查晓春、黄爱华和黎勉三个老师带领,测控专业总共四个班,150几人参加实习。6月30日出发去顺德,安住在顺德大良风城中学。
三年来第一次来到一个陌生的地方,真是一件令人兴奋的事情,我们住的中学环境很好,由于这是一所中学,又遇暑假,这里很静,真是学习的好地方,本人正好想在实习之余顺便的进行自己的网络工程师计划,这样可以让时间滴水不漏了。
本次实习预定是三个星期,但由于出现些预想不到的事情,最终把行程缩短为两个星期,而本次生产实习在教学计划是四个星期,所以剩下的两个星期必须在下学期补回!
两个星期的生产实习,我们去过了申菱空调设备有限公司、顺特电气有限公司、美的洗碗机公司、联塑科技实业有限公司、广东泓利机器有限公司、顺德科威电子有限公司、广东锻压机床厂等大型工厂,了解这些工厂的生产情况,与本专业有关的各种知识,各厂工人的工作情况等等。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用,传感器在空调设备的应用了,电子技术在电子工业的应用了,精密机械制造在机器制造的应用了,等等理论与实际的相结合,让我们大开眼界。也是对以前所学知识的一个初审吧!这次生产实习对于我们以后学习、找工作也真是受益菲浅,在短短的两个星期中让我们初步让理性回到感性的重新认识,也让我们初步的认识这个社会,对于以后做人所应把握的方向也有所启发!
顺德是个美丽的地方,这里的交通路线四通八达,或许这就是顺德为什么一直保持全国百强县之首的原因吧!当然还有其体制是否健全原因,社会保障是否完善原因!这里也是我们初涉社会的开端,迈向美好而残酷的未来,我一直坚信自己的能力,即使人生路如顺德四通八达的公路,但方向只有一个,那就是前进,永不言弃,永不退缩!
申菱空调设备有限公司
7月1日,这是我们实习的第一天,我们来到了申菱,这是一家生产中央空调的厂家。来到该厂,该厂负责人首先介绍了一下申菱的一些生产情况。
了解到,广东申菱空调设备有限公司于1992年正式建成投产,是集科研、生产、检测、销售、工程服务于一体的现代化企业,是中国500家最大电气机械器材制造企业之一。专业生产“申菱”牌大、中型水冷、风冷单元式空调机,洁净式空调机,恒温恒湿型机房专用空调机,屋顶式空调机,高温环境特种空调机,除湿机,冷水机组成风机盘管、柜式风机盘管和组合式空气处理机等末端设备。其中单元式空调机和洁净式空调机包括冷风型、冷风电热型、热泵型、恒温恒湿型等多个系列和品种。
接着将我们分成五组对其生产车间进行参观。
我们首先来到钣金车间。从车间的定置管理图中,可了解到该车间的生产过程是:
下料区-->冲压成型区-->焊料一库-->焊料二库-->冲压转型区-->散件特检点-->铝合金加工区-->钣金半成品周转区-->焊接-->喷涂-->成品。
在钣金车间,观看了各种机器的生产情况。有m-2023剪板机、j23-25冲床、j23-40冲床、j23-60冲床、j23-80冲床、j28-500四柱油压机、csw-250冲角床、ta-60t弯板机、rg-80弯板机等等,各种我们熟悉和陌生的机器。
接着是两器车间。
在两器车间,我们观看了压力容器用钻床、翅片冲床的生产过程,以及一些已经记不清名字的机器的生产。
关键词:测控技术 仪器 现状 发展
中图分类号:TH70-4 文献标识码:A 文章编号:1009-5349(2017)05-0187-01
测量控制是关系到制造业的发展,甚至可以说是制造业发展的重中之重。它具有较高的技术含量,难度比较大,但是在实际生产中却被较为普遍地使用,因而对于产业行业的发展具有重要意义。从现状来看,测量控制技术虽然经过了一定时间的发展,但依然有较大的进步空间,所以可以预期的是,测控技术在未来必将能够更好地为我国社会的进步作出贡献。下面,笔者将首先就测控技术与仪器的现状展开论述,并以此为基础,分析其在未来的发展和在领域内的实际应用情况。
一、测控技术与仪器的现状
现代测控技术可以说是现代信息技术的一部分,它包含了许多技术种类,如信息处理、测试测量、仪器仪表等方面的技术。一般来说,现代测控技术具有网络化、数字化、分布式等具体特点。如果能够根据这些特点展开工作,那么就会起到事半功倍的效果。
对于检测系统来说,目前有基本型,通用接口型,闭环型。监控系统由多个部分组成,包括检测对象、线路、设备、软件系统、控制器等。测控技术自从诞生以来就受到了人们密切的关注,并一直在发展的道路上稳步前进,今天我们已经能够在社会各个行业中观察到测控技术的影子。但同样值得注意的是,由于我国的测控技术起步较晚,整体而言还没有达到先进的水平。在这样的背景下,中国必须积极向国外吸取经验,引进并学习西方发达国家的先进技术和有关设备仪器,结合实际生产需要,将技术进行本土化,锐意进取,开拓创新。这样才能缩小与先进国家的差距,从而真正推动我国测控技术的发展。
二、测控技术与仪器的发展
随着信息革命深入到社会的各个角落,测控技术与信息技术、计算机等的融合也越来越紧密。将计算机与实际的测控有机结合,完成自动化的工作,目前这种技术已经得到了广泛的应用。
首先必须说明的是,科学技术的日新月异给测控技术与仪器的发展打下了坚实的基础,没有了科技的支持,测控技术与仪器就如同无源之水,无本之木。现代测控技术的主流趋势是制度化与规范化。就目前的监控方法而言,对外监控是技能和市场两个层面的主要推动力。在通达准则下,人们可以利用这种手段掌握出色的监控技巧,而技巧的准则化也将会避免技巧的重新研制,使得技巧的研究成本大大降低。因此,目前具有通达性质的测控技巧的推广具有较强的现实意义。当前形势下,对测控技术与设备的发展来说既是机遇也是挑战,测控技术和设备要紧跟时代的步伐,积极进行创新,抓住机遇,迎接挑战。
除此之外,自网络技术出现以来,测控技术与仪器一直追求与网络的融合,而网络技术的进步也给测控技术的发展指明了方向,就是网络化。不断更新换代的智能软件、新型的微处理器等都给测控提出了更多的可能,通过网络将控制器与实际的仪器设备充分连接,从而实行对设备的实时监控,同时也使得与网络进行连接的设备功能能够更好地实现。可以说,在网络时代,精确的测控技术与仪器深入到了社会的各个角落,提供准确的数据采集。随着生产力的快速提高和科技的进步,机器都具备革新的潜能,并将这种潜能变成现实。机器之间的结合使得机器本身具有了更强的性能,甚至产生了智能化的趋势,测控系统在对适时情况和数据进行分析后,能够发现问题并有针对性地提出一定的解决方案,从而极大地减轻人力的负担。
三、测控技术与仪器在领域内的应用情况
测控技术与仪器一般应用于国防事业、制造业、农业等领域,而随着社会与科技的进步,这种技术也在航空航天、石油石化等领域被逐渐应用。
航天对于数据、操控的精准度要求极高,而测控技术就可以满足我们了解航天器运行状况的需求,它可以对航天器在运行时的物理参数、运行数据、宇航员生理状况等进行实时的测量和监控,并及时将这些关键的数据传给地面的指挥中心,对于指挥中心对航天器的控制、相关指令的下达,对航天器状态的分析等都很有帮助。
在农业领域,测控技术与仪器同样能找到自己的用武之地。农产品的储藏一直是行业人员关注的重点,测控可以对农产品储藏的环境进行监控,将温度、湿度等重要指标反馈给工作人员。同时,也可以将测控系统连接通风机、空调等其他设备,对环境进行自动化的调节,从而降低人力成本。
四、结语
随着改革开放的不断深化,经济飞速发展,社会的各个领域都在这一背景下取得了一定的进步,这一方面带动了测控技术与仪器的l展,另一方面也给测控技术和仪器提出了更高的要求。就目前的趋势来看,测控技术正随着科学技术的不断发展而大踏步前进,整体的发展趋势是智能化、标准化、系统化等。我们有理由相信,未来的测控技术将保持良好的发展势头。在本文中,笔者从测控技术的现状、发展以及领域内的应用三个方面进行了详尽的分析,希望能为相关工作和研究的展开起到一定的参考作用,也希望我国的测控技术能够不断发展,更好地为社会的发展作出其应有的贡献。
参考文献:
关键词: 测控技术与仪器专业 教学改革 课程体系
当今时代是信息时代,在工业和科技领域信息主要通过测量获取。在现代生产中,物质流和能量流在信息流指挥和控制下运动。测控技术已经成为现代生产和高科技中的一项必不可少的基础技术。为了适应这一发展需要,培养宽基础、具有创造性的人才,将整个仪器仪表类专业集中为“测控技术与仪器”一个专业,使测控技术与仪器课程体系满足培养专业人才的需要,对现有的课程体系进行系统的改革与建设,是当前的首要任务。
1.培养目标
测控技术与仪器专业主要是培养德、智、体全面发展,掌握光学、机械、计算机和电子学有关的基础理论和实践技能,具备现代测控技术、智能仪器设计、信息处理等能力的应用型人才。并且要求掌握电子信息科学技术领域的基础理论知识,能在测量与控制领域内从事仪器与系统的设计制造、开发、应用研究等方面工作的本科人才。
2.加强教师队伍建设,提高教学质量
我校在教师队伍建设、提高教学质量方面采用多种措施,比如刚进校的年轻教师必须通过岗前培训获得证书之后才能上岗,同时对年轻教师实行导师制。也就是说每一位年轻的教师都有一位经验丰富的老教师指导,在备课、课堂教学、实验设计、批改作业、考题设计等环节进行指导、把关。并由一些有经验的教师形成督导组,不定期地到课堂对上课老师的授课情况进行考核。
每学期的期末采取由学生、同行和院部领导评教的方式对所有老师进行评估,对评教优秀的老师予以表扬,对于评估成绩在良好以下的老师,视为不合格。对于有大多数学生反映上课不认真,对学生不负责任,不认真备课,念发流水书的老师,将予以严厉的批评,将在教学中由院系领导和同行教师进行跟踪检查,直至教学质量有明显提高为止。只有全体教师能够爱岗敬业,以教学为先,抓住师德师风建设的契机,不断提升,才能使我校的教风、学风、校风上一个新的台阶,以顺利推进我校教学应用型大学建设工程。
3.改进教学制度,教学模式
要求全体教师在每学期的第一周上交教学进度计划、教学课件、教案等。对于35岁以下的教师,均要求手写教案,并不定期地检查教师是否按照教学进度计划上课,这样便于教学管理及督导听课等。
(1)对于大一的新生开设了一门专业的导论课,让新同学进一步了解自己所学的专业,并介绍近几年本专业毕业生的去向,让该专业的学生对自己所学专业有一个更全面的了解,让新同学对本专业产生浓厚的兴趣,为今后的学习打下良好的基础。
(2)对于大四的学生让他们充分利用实习和毕业设计两个阶段,利用社会资源和老师的科研资源培养学生的创新能力,为促进学生积极参与科学研究、技术开发、学科竞赛、文学艺术创作及各类社会实践活动,增强学生的创新意识、创业精神和创造能力,倡导和鼓励学生发展个性,提高学生人文素养和科学素质,本专业设立创新学分。创新学分记入学生成绩档案,并可冲抵专业选修课和公共选修课学分,学生可免修相同学分的专业选修课和公共选修课,学生创新学分的计算标准及认定办法按学校有关规定执行。
4.加大实践性教学投入,强化应用型人才培养
(1)我校对实验课程大多数采用单列的形式教学,并制订相应的考核方案。实验教学是全面实现人才培养目标的重要环节,但是由于实验课时的限制,仅仅在实验课上是无法使学生获得熟练的技能及创造能力,因此我校增加了实验教学的学时,在保证基本实验的基础上,对学生开放实验室,鼓励学生到实验室动手进行实验,为学生创造良好的条件,充分发挥现有实验设备的效益,从而提高学生的动手能力。
(2)实验课程的考核是督促学生认真学习的重要手段,因此我们通过预习报告、动手操作、实验报告等综合对学生的实验课程进行考核,从而使学生的实验动手能力得到提高。我们发现,通过加强对学生动手能力方面的锻炼,我校毕业的学生走上社会明显比其他没有注重加强实验动手能力锻炼的学校毕业的学生有很大的优势。
(3)实验的目的是强化学生的实践动手能力,那么首先就要删除一些内容陈旧、测试手段落后的实验,重新调整实验项目,优化实验课程内容,引入一些科技含量较高的综合性和思考性的实验。
(4)随着科技的发展,新的实验设备和仪器不断出现,一些陈旧的实验仪器已经跟不上时代的发展,如果实验室不对实验设备进行更新,就会造成学生在学校实验课上学习的、动手操作的和实际应用当中有所不同。那么就要在实验改革中有计划性地更新实验设备,从而跟上时代的发展和科技的进步步伐。
(5)计算机辅助教学是实验教学发展的一个重要因素,我们根据各门课程实验教学的特点,在实验当中使用计算机,比如自动控制原理实验这门课程,采用计算机进行实验仿真,实现数据采集和控制的计算机化,从而大大地激发了学生的实验兴趣,提高了学生的动手能力。
综上所述,我校采用了多种改革措施,从而提高了教学质量和学生的实践能力。随着社会的进步,科技的发展,教学体系还需要不断地改革完善,只有这样才能够让测控技术与仪器专业应用型人才在实践中不断得到改进和提高,使我校乃至我国的高等教育事业更上一层楼。
参考文献:
[1]唐鸿儒,郑洁,黄亚忠.测控技术与仪器专业教学研究与实践.高教论坛,2009,5(5).
您好!
我是XX大学信息学院测控技术与仪器、仪表专业XX届的一名学生,即将面临毕业。
XX大学是我国著名的汽车、机械等人才的重点培养基地,具有悠久的历史和优良的传统,并且素以治学严谨、育人有方而著称;XX大学信息学院测控专业则是我国著名的检测学科基地。在这样的学习环境下,无论是在知识能力,还是在个人素质修养方面,我都受益匪浅。
四年来,在师友的严格教益及个人的努力下,我具备了扎实的专业基础知识,系统地掌握了电路理论、测控技术、信号与系统等有关理论;熟悉涉外工作常用礼仪;具备较好的英语听、说、读、写、译等能力;能熟练操作计算机办公软件。同时,我利用课余时间广泛地涉猎了大量书籍,不但充实了自己,也培养了自己多方面的技能。更重要的是,严谨的学风和端正的学习态度塑造了我朴实、稳重、创新的性格特点。
此外,我还积极地参加各种社会活动,抓住每一个机会,锻炼自己。大学四年,我深深地感受到,与优秀学生共事,使我在竞争中获益;向实际困难挑战,让我在挫折中成长。前辈们教我勤奋、尽责、善良、正直;大学四年培养了我实事求是、开拓进取的作风。我热爱贵单位所从事的事业,殷切地期望能够在您的领导下,为这一光荣的事业添砖加瓦;并且在实践中不断学习、进步。
收笔之际,郑重地提一个小小的要求: 无论您是否选择我,尊敬的领导,希望您能够接受我诚恳的谢意! 祝愿贵单位事业蒸蒸日上!
关键词:测控技术与仪器;实践教学;软件辅助
作者简介:王莉(1973-),女,河南洛阳人,河南工业大学电气工程学院,副教授。(河南 郑州 450001)
基金项目:本文系河南工业大学高等教育研究资助项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)02-0170-02
随着电子信息技术的飞速发展,检测技术作为现代信息产业三大支柱之一,它的地位日益凸现出来,使得测控类专业的规模和学科发展空间空前扩大,全国设置测控技术与仪器专业的院校从1996年的30多所发展到2013年200余所,我国还专门成立仪器仪表类专业教学指导委员会。在此背景下,社会对测控类专业专业人才的需求也日益旺盛,对学生的实践动手能力、创新能力的要求也越来越高。测控技术与仪器专业是河南工业大学于2008年创建的本科新专业,2009年首届招生62人,2013年招生120人。实践教学是专业建设中的一项重要内容,为适应社会发展,提高人才培养质量,迫切需要对测控技术与仪器专业实践教学方法进行探索和研究,以培养学生在测控技术方面的应用能力和创新能力,为我国多行业培养更多优秀人才。
一、测控技术与仪器专业培养模式与特色
测控技术与仪器专业是多学科交叉融合的专业,知识面非常广,涉及测量与控制技术、仪器仪表技术、计算机技术、信息技术等多个学科的知识。学院本着“宽专业、厚基础、重能力”的培养宗旨,旨在培养从事信息测量与控制工程、粮食工程、电子工程等领域有关的信息处理、工业检测、智能仪器及传感技术等方面的研究、开发、设计和制造的应用型工程技术人才。河南工业大学电气工程学院围绕培养目标,从“硬”课、“软”课两条主线贯穿设置了培养方案和教学大纲,制定了课程体系。“硬”课程主要包括“电路”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机原理”、“传感器原理”、“测控电路”、“测控仪器设计等主干课程;“软”课程培养上主要包括“自动控制理论”、“误差理论与数据处理”、“测试信息处理”、“虚拟仪器原理”等主干课程,最终通过课程设计、集中实践等教学环节将所学课程融合贯穿,完成专业的实验教学和实践能力的培养。
二、实践教学改革方法与措施
1.实验室建设和实践教学课时分配调整
测控技术与仪器专业实践培养将传统的“验证性实验教学模式”改为“结合实际应用的综合设计性实验模式”,重点培养学生的动手实践和创新能力,提高学生的专业学习兴趣,培养适应社会需求的人才。因此,学院整合实验室资源,在电工电子实验中心等学院平台实验室基础上,对测控专业实验室进行充分建设。目前,已有传感器与检测技术、信号与系统、仪器设计实践等实验室,整个实验室的建设具备如下特征:
(1)多学科综合。每个实验室实验项目在设置上尽可能涵盖多门“软”、“硬”课程,将“传感器原理”、“测控电路”、“测试信息处理”、“虚拟仪器原理”等多门课程的知识点综合到一起,让所学知识串联起来,而不仅仅是为了一门课程开设实验。
(2)紧密结合实际应用。结合传感器、测控技术、计算机等技术来搭建开放式模块化的实验平台,让学生接触工业应用中的实际真实对象,自己动手搭建测控系统并能够灵活组合设计,提高学生学习兴趣。
(3)提高学生动手实践能力。按照“从基础原理性实验、验证性实验到综合性设计性实验、研究性实验、创新性实验”的思路来逐步提高学生动手实践能力,让学生从原理到实际应用来逐步学习和提高。
(4)将实验教学整合为网络化和开放式的实验教学过程,同时还具有良好的扩展功能以适应不断更新的教学需求。
此外,积极对实践教学课时分配进行倾斜和调整,主要专业实践环节为:测控电路课程设计,单片机课程设计,虚拟仪器原理与实践课程设计,仪器设计实践,专业实践和毕业设计等。这些课程中,学科平台基础课有实验课程14门;专业平台课程有实验课程10门;集中实践环节5次8周。这些课程的共同特点是专业性强,实验、实践环节要求高。
2.前沿技术和科研项目在专业培养体系的引入和应用
在实践教学具体实施环节中,按照学科专业基础实验平台和综合应用及实训平台两个平台进行建设,学科专业基础实验平台为保证传感器与检测技术实验室、信号与系统实验室、仪器设计实践实验室等基础原理性实验、验证性实验的开设和培养,综合应用及实训平台为了保证课程的综合性设计性实验开设、选修实验、自选实验、课程设计、学生课外科技活动、测量控制与仪器仪表大赛、电子设计大赛、实验教改项目实验、教师科研项目实验等多种实训项目以及平台,彻底对学校全面开放。在综合应用及实训平台建设和学生具体培养中,要求指导教师必须将前沿技术和自己的科研项目在专业实践培养中引入、讲解并化简为多种实训模块加以应用。
3.实用软件在专业教学全过程辅助应用
在提高测控技术与仪器专业学生动手实践能力培养这个问题上,不再是非要等到上实验课或实践实训项目时才开始培养。像Protel、LabVIEW等一些实用软件原来是等到大三开设这门课程时学生才开始学习,严重影响学生实践动手能力的培养。针对这些问题,提出充分发挥Protel、LabVIEW等软件的强大辅助教学功能,在大部分课程上进行全过程辅助应用,不仅提高了学生对课程理论知识学习的掌握程度和学习兴趣,而且让学生尽早接触、掌握这些专业必备软件,应用理论知识解决实际问题,获得将来课程设计、电子大赛中产生的类似问题的解决方法和实际操作。最为重的要一点,是培养学生的自行学习能力。整体辅助教学软件平台设计方案如图1所示。
以下对实用软件在专业教学全过程中的辅助应用举例介绍。
(1)Protel、Orcad/Pspice等软件辅助教学。Protel是电子设计行业必备软件,河南工业大学院测控专业也在大三专门开设了课程。早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用,它的功能较少,只有电路原理图绘制与印制板设计功能,如今PROTEL已发展到DXP 2004,是个庞大的EDA软件,包含电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真等功能。在种类众多的仿真软件中,Orcad/Pspice也是应用非常广泛的EDA软件,它是一种电路模拟软件,具有对各类的模拟电路、数字电路、模/数混合电路进行模拟、优化设计等功能。
电路、模拟电子技术、数字电子技术等课程是测控专业非常重要的专业主干课,这些课程知识的掌握程度直接关系到后续课程的学习和理解掌握。这些课程是理论性和实践性结合非常紧密的课程,在培养过程中一定要非常重视实践培养,不能只掌握了电路理论中定理和定律而不会设计电路,但在这些课程的学习中往往学生感觉接受起来比较困难,因此,在这类课程或后续的测控电路等电学课程学习中,将Protel、Orcad/Pspice等软件直接引入课堂教学,在学习电路理论知识的同时,实时改变电路元件参数,观测输出的电压、电流等数值,尤其适用于类似戴维宁定理、互易定理等学生学习难点较大的重点章节,特别方便,图形化输出结果极大增强了教学效果和学生的实践能力培养。同时,学生已在轻松的环境下学会了如何掌握各种仿真参数的设置方法、如何观测分析仿真结果、如何修改仿真参数、如何综合运用各种仿真对电路进行分析。在延伸教学内容中,可涉及如何进行电路原理图设计、电路PCB制板等一系列完整的电子设计步骤。这样,不仅使学生课堂上牢固掌握了理论知识,更为可贵的是学生明白所学课程的重要性和实用性、后续软件课程的先知性,并且提高了参与后续实验环节、实训平台的积极性。Protel、Orcad/Pspice等软件辅助教学基本教学方法如图2所示。
(2)Multisim、LabVIEW软件辅助教学。目前,美国国家仪器公司(National Instruments Corporation,NI)已与中国高校合作建立了面向电子电路、信号处理、测量与仪器、控制设计与仿真、信息与通信等学科的近300多个教学与科研实验室,Multisim、LabVIEW软件是美国国家仪器公司设计开发的图形化系统设计工具,借助这些辅助教学软件,可将课程教学与实践能力培养有效结合起来,在课堂上即可对学生进行实践能力的培养。
Multisim是以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它通过电路原理图的图形输入,进行丰富的仿真分析。Multisim可方便应用于常用电子仪器原理与应用、电路、测控电路、模拟电子技术、数字电子技术、电子技术实践等课程教学中,完善该课程的实验和实践环节。
基于LabVIEW的虚拟仪器在教学试验中可以替代传统仪器,在工程实际领域可以节省开发时间和提高开发效率,并且可以大幅减少构建测试、控制系统和维护方面的投资。LabVIEW结合DAQ卡等相应的硬件设备,可以方便地开发出数字万用表、函数信号发生器、示波器、数字I/O和电源等常用的教学实验仪器。结合LabVIEW开发的各种信号处理实验室、控制系统仿真、振动噪声工具包软件,可以方便应用于信号与系统、测试信息处理、测控仪器设计等课程理论和实验实践教学中。图3为虚拟万用表,图4为信号处理实验室,通过这些用LabVIEW开发的实践范例,极大提高了理论教学效果和学生的动手实践能力。
三、应用效果分析与探讨
河南工业大学测控技术与仪器专业应用本实践教学方法以来,取得了一些显著成效,课堂教学内容更能够适合学科发展和应用型、复合型人才培养的需要,学生学习积极性提高,综合设计能力、工程实践能力和创新能力得到加强,学生主动参与第二课堂实践实训平台、全国大学生电子设计大赛等全国性的竞赛活动人数大幅度提高,每年在开放实验室进行自主项目训练的学生基本覆盖全专业。在2013年举办的首届全国大学生测量控制与仪器创新设计大赛中,测控技术与仪器专业取得全国一等奖1项、二等奖1项、三等奖4项的优异成绩,参赛人数达70人次。
测控技术与仪器专业是工科专业中实践环节培养要求很高的专业,必须长期开展实践教学方法的研究与探索,达到专业培养的目标要求。
参考文献:
[1]静.测控技术与仪器专业导论[M].北京:北京大学出版社,
2010.
[2]牛群峰.虚拟仪器在测控技术与仪器专业教学应用探讨[J].中国电力教育,2010,(34):136-138.
您好!
非常感谢您在百忙之中抽出时间看我的自荐信。我是xx大学信息工程学院电子系学生,xx届应届毕业生。我的专业是仪器仪表检测。
在大学期间,我学习刻苦努力,成绩优异,先后五次获奖学金,基础扎实,实践能力强,学校安排的实习、课程设计均获得优异成绩。此外,我还擅长计算机和英语,已通过了计算机国家三级A考核和英语国家四级,将于2000年12月参加英语六级考试。同时,我对计算机进行了较为系统的学习,必修课包括:计算机文化基础,计算机软件基础,计算机硬件基础,计算机接口技术,计算机控制技术,并自学了C语言、VB、OFFICE和宏汇编。学习理论知识之余,我也注重实践能力的培养。大一时我就参加了校电子科技协会。自大二起,我就在实验室帮助老师准备各种实验。经常参与实验室仪器的维护,对实验室的仪器比较熟悉,动手能力和实验能力都比较强,能开发单片机系统,熟悉DSP硬件,软件应用。
为培养自己各方面的能力,我先后担任过寝室长,学生会干部,xx班班长和检测专业班班长。我还积极参与策划社团活动,广泛建立人际关系,组织策划过一系列活动,深得老师同学好评。在任班长期间,在我和全班同学的共同努力下,我班先后获校文明班级、市文明班级称号,我本人也被评为校优秀大学生。具备了较强的组织能力和把理论运用与实际的能力。
踏实守信、真诚待人、处事热情、积极进取是我的座右铭,诚冀贵公司给我一个施展才华的机会,成为贵公司风雨同舟的一员,我必能为贵公司的发展助上一臂之力!
关键词:测控专业;复合型人才;人才培养模式;课程体系;实训基地
一、测控技术与仪器专业的历史沿革
仪器仪表是工业生产的“倍增器”,科学研究的“先行官”,军事上的“战斗力”,以及现代社会活动的“物化法官”。教育部于1997年对相关的11个专业归成一个宽口径专业――测控技术与仪器,它是国家教育部一级学科――仪器科学与技术学科(0804)所属的唯一的本科专业。近年来,我国设有测控技术与仪器专业的高校数量也有显著增加,目前已达近300多所。天津工业大学测控技术与仪器专业于2006年成立,设在机械工程学院。本专业以先进的测控技术促进现代制造业的发展,把科研优势转化为教学资源和学科特色,形成本专业的特色:以先进制造领域为应用背景,构建基于现代传感技术、信息处理技术、计算机技术、先进控制技术、网络技术等多学科交叉的通识教育基础上的宽口径专业人才培养模式,为“设计、制造、检测、控制”四位一体的学院发展战略提供了有力支撑。
二、测控技术与仪器专业人才的特点
1.知识面宽的复合型人才。仪器科学是多学科交叉而形成的边缘学科。属性要求仪器仪表人才必须具备较丰富的光学、电子、精密机械、传感、误差处理、信号分析等方面知识。因此,测控技术与仪器专业的教学安排实行“宽基础”,这造就了仪器仪表类专业人才“博学”的特征,也使得人才培养目标一直定位于“通识类”知识的复合型人才。
2.知识结构新,具备可持续发展能力的人才。仪器技术是各种高新技术的“集成”技术。科学技术上新的研究成果和发现及大量高新技术如微弱信号提取技术,计算机软硬件技术、网络技术、纳米技术等均成为仪器仪表和测量控制技术发展的重要动力。因此,仪器仪表人才的知识结构必须紧随科学技术的发展不断更新仪器仪表人才还要有较强的自主学习能力,具备可持续发展能力。
3.适应性强,转型快,符合市场经济需要的人才。仪器仪表专业学生较宽的知识面形成了学生适应性强的特点。据不完全统计,各校测控专业学生的入学分数在各自学校均处于中下等水平,但就业情况则处于中上,甚至更好。仪器仪表专业人才就业面宽,适应各行各业的仪器仪表产业的生产研究及销售工作。
三、测控技术与仪器专业人才培养方案
在人才培养方案中,我校既借鉴国内外著名大学相关专业的课程方案,又依据天津工业大学自身的特点,坚持“巩固基础、突出特色、强化实践、与时俱进”的办学思想办学理念,实行“四纵两横”的总体组织结构,四纵指电子技术、机械工程技术、光学工程技术、计算机技术,两横指学科和专业基础知识、现代测控技术新发展。培养出高质量的应用型创新型人才,一次就业率达100%,学生在省部级以上的科技竞赛中多次获奖,在全国开设测控技术与仪器专业的近300名院校中,毕业生能力用人单位评价第60名。
1.课程建设。结合专业培养成计划,全面修改教学大纲,通过与“211”、“985”大学的教学工作交流,结合毕业生的就业、工作经历、考研及其未来发展,进行教学内容调整,课程体系结构改革,坚持“厚基础、宽口径、重实践、高素质”的要求,向复合型、创新型、高层次的方向发展,提高学生的终身学习能力、动手实践能力、应用创新能力,满足社会发展的需求。①建设一批精品课/重点课,以精品、重点课程为切入点,全面提高课堂教学效果。②优化课程体系结构。一是按照“少而精”的原则设置必修课。二是增加学科前沿讲座。三是增加选修课比重,允许学生跨学科选修课程。四是进一步加强实践环节。③改革课程内容。引进一流专业的相关课程和优秀教材,加大双语课程的教学力度,教育质量和教学水平不断提高、教学影响不断扩大。④改革教学方式。把增强学生的创新意识和能力放在首位,让学生积极参与教学过程,使学生从被动学习转变为主动学习,培养学生的科学精神和创新思维习惯。
2.教学师资队伍建设。实现“两进两出”教师培养计划,使教师既有很深的专业理论知识又注重实践技能培养;既立足于课堂教学需要,又着眼于科技开发服务社会需求,建立一系列制度保障师资队伍建设。实行一系列制度保证师资队伍建设,比如指导教师制度、课程组制度、教学研究制度、教学改革制度、科研促教学制度,以及青年教师的出国及资助制度等。
3.实验室及实训基地建设。将实验室进行优化整合,资源共享,重点投资,集中建设;丰富教学内容,增强综合性和创新性实验项目,巩固学生的基本知识、基本技能,加强对学生的动手能力和创新能力等实践环节的培养;注重对学生探索精神、科学思维、创新意识的培养,更加注重学生思维能力和智慧潜能的开发。①改善实验室环境和硬件设施条件,保证对教学实验室的经费投入,引进科技含量高的先进设备。围绕人才培养需要和课程建设需要,建设五个实验平台:传感技术与网络化实验平台、嵌入式系统及控制技术实验平台、光电检测技术实验平台、虚拟仪器技术与仿真实验平台,测控系统综合实训平台。在企业建立实习实训基地,并保证实习实训的效果。②加强实验室队伍建设,配足实验教师和实验技术人员,提高实验队伍的学历、职务层次。实验教师和实验技术人员在实验教学技术等方面所取得的成果(如实验方案创新、自制仪器设备等)和其他教学、科研成果同等对待。鼓励理论课教师自带实验。大力加强队伍建设、优化队伍结构,塑造一支实验教学水平更高、科研创新能力更强的实验教学队伍。③强化实验教学管理,积极推进实验教学改革,加强实验教学环节,重视实验教学大纲、实验教材、实验指导书的建设,规范实验教学,保证实验开出率达100%。减少验证性实验,综合性、设计性实验达到80%以上,全面开放实验室。充分利用网络和多媒体教学手段,增加实验教学CAI课件,拍摄实验教学视频,学生通过网络熟悉了实验环节后再进入实验室进行实验,减少教师在实验室的讲解时间,增加老师给学生提供现场指导的机会。规范实验课考核制度,实验课时在15学时以上的课程要单独设课,并独立考试,未独立设课的实验也必须进行考试。积极开展各类电子设计、教学建模等各类科技竞赛活动,培养学生创新能力、协作精神、理论联系实际的学风,为优秀人才的脱颖而出创造条件。
参考文献:
[1]林玉池,毕玉玲,马凤鸣,等,测控技术与仪器实践能力训练教程[M],北京:机械工业出版社,2009.
[2]高胜利,赵方方,创建机械基础新型实验教学体系的探索[J],实验室研究与探索,2006,25(3):247-349.
关键词:工程教育认证制度;测控技术与仪器专业;本科教学体系;实践环节
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)33-008-02
一、引言
近十几年来,随着我国高等教育招生规模不断扩大,高等教育得以大范围普及,大众化水平不断提高,随之教育质量问题成为社会关注的重点。根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指示精神,为了贯彻落实《教育部关于提高人才培养质量的若干意见》,各个高校结合自身专业设置等实际情况进行本科教学改革、专业评估、专业认证,从而培养具有优良品德、信念坚定、理论知识丰富、动手能力强的高素质专业人才,使大众化高等工程教育能适应社会发展的需要。
我校测控技术与仪器专业(简称测控)成立于2005年,是电子、光学、机械、计算机、通信、控制、信息处理等多学科相互渗透形成的一门高新技术综合学科,是典型的工程学科。2012至2013年两年间,已有清华大学、北京理工大学、天津大学等六所院校的测控技术与仪器专业通过专业认证,说明该专业有合理可行的认证标准,指导本科教学体系的完善。
二、工程教育认证制度的导向作用
《华盛顿协议》(以下简称《协议》)是国际上有关工程教育学历签署时间最早,具有高知名度、高影响力的国际本科工程互认协议。协议中提出的工程专业教育标准,是对工科院校毕业生能力公认的国际化权威要求。工程教育专业认证制度的效力体现在以下几个方面:
(一)与国际工程教育同步接轨
随着我国加入世界经贸组织WTO,高等工程教育人才培养也逐步与国际接轨。依据《协议》约定,签约成员的专业认证过程具有相似的政策、相应环节的评价标准,课程设置和工程理论知识具有一致性,使人才培养达到国际化标准。为此,2006年我国开始了工程教育专业认证工作,结合国内各高校办学情况、联系市场行业发展需求,首批选择了四类专业作为试点。2010年6月,依据《发展规划纲要》精神,“卓越工程师教育培养计划”试点项目正式启动,通过校企合作,开放工程教育。2013年6月,中国成为《华盛顿协议》的签约成员,极大地促进我国的工程教育认证标准趋于国际化,推动校企合作,提高高等工程教育实力。
(二)以培养学生能力为导向
《协议》专业认证标准中有“outcome based”一词为基于产出产品的质量进行评价,即成果导向,评价标准由原来的知识导向型“他懂得什么”转变为“他能做什么”的能力导向型。《协议》中评价的能力包括数学应用能力、设计完成实验及数据分析、设计可执行系统、多学科交叉、工程问题解决能力、专业素养道德、与人合作交流、广阔知识面、终身学习能力、掌握时事、工程实践中使用合适技术手段等。我国的工程教育专业认证标准对毕业生能力的概括包括十个方面,涉及人文素养、责任感、职业道德,运用自然科学、数学等知识,工程实践经历、了解专业发展,设计实施分析实验,创新意识,运用现代信息手段,了解法律法规,表达、人际交往能力,终身学习能力,国际化交流等。
三、专业认证对测控技术与仪器专业教学体系的影响评价标准
根据《全国工程教育专业认证标准》规定,本科工程教育层次培养要求包括通用标准和专业补充标准。其中通用标准是针对所有工程教育专业,以学生为中心进行持续改进,而测控专业属于仪器类专业,有其特定的专业补充标准。下面分别针对两类标准说明其对测控专业的本科教学体系的导向作用。
(一)通用标准
包括学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件七方面:(1)各专业应制定制度以吸引优秀生源,能执行落实学生学业、就业、心理健康指导方面的相关措施,跟踪并评估学生学习过程表现,承认转专业学生的原有学分;(2)根据学校自身专业发展特色,制定培养目标并定期进行修改,要体现学生毕业时以及毕业五年左右应达到的要求和预期成就;(3)毕业生应达到十种能力,有必要做好学生学习工程的表现评估;(4)监控教学过程质量,定期评价课程体系设置及教学质量,建立跟踪和反馈措施,定期评价是否达成评价目标并持续改进评价结果;(5)应有行业专家参与课程体系设置,其中数学及自然科学类至少占总学分的15%,体现自然科学在本专业应用的工程基础类、专业基础类课程和体现系统规划设计并实现的专业类课程至少占30%,实践类和毕业设计至少占20%,人文类课程至少占15%;(6)教师数量满足需要,结构合理,聘请企业、行业专家为兼职教师,教师队伍有能力达成学生的培养目标并且拥有一定的工程背景以满足专业教学需要,参与教改研究,有足够精力指导本科教学,为学生指导职业规划、提供咨询服务;(7)提供足够数量的教室、实验室设备,支持师资队伍建设,支持学生实践创新活动,具有规范的教学服务管理。
(二)测控专业补充标准
补充标准从课程体系、师资队伍、专业条件三方面做出更详细的要求。(1)根据学校发展的特点,确定自然科学基础类、工程专业基础类、专业类课程相关课程内容,以测控技术与系统设计开发测试及工程实际应用为核心实现专业培养目标,特别强调实践环节和毕业设计环节,应掌握基本的工程技术和基本技能;(2)要求专业课教师至少一半具有五年以上教龄,百分之八十以上具有与企业完成合作或在企业工作半年以上的经历;(3)具有体现专业特点的硬件实验实践条件,应用于授课过程中的技能训练。
四、我校测控专业本科教学改革内容
(一)培养目标的准确定位
测控专业毕业生应为具备设计制造精密仪器并能对其进行测量和控制的能力,能在相关领域内进行仪器设备的设计制造、新技术开发应用及过程管理维护方面的高级工程技术人才,以工程教育专业认证为标准,准确定位人才培养目标即“口径宽、基础厚、能力强、综合素质高”。具体来讲,在确定专业方向前即大学一、二年级对学生进行口径宽、基础厚的通识教育,而在三、四年级进行专识教育,让学生掌握专业基本理论知识,提高学生的自学能力、运用理论知识解决实际问题并创新的能力,培养高素质复合型人才以满足工程需要。
(二)培养方案的不断完善
为了适应社会对测控专业技术人才的需求,自2009年起,对专业的培养计划和方案进行不断调整,根据毕业生反馈信息及其他高校测控专业课程设置的特点,进行重点理论课程的合并,增加实践环节包括课程设计、专业综合设计等,提高实践环节所占比重,完善能力培养环节,将实践教学与理论教学有机结合起来,形成单个课程设计与专业综合设计相互促进、相辅相成的教学内容体系。同时,为了让学生提前了解测控专业的特点及就业趋势,在通识教育阶段开设了仪器科学与技术概论课程,在第二、三学期以讲座的形式分别介绍专业特点、重要专业课程及专业技术的介绍,使得专识教育提前渗透到学生的意识中,让学生主动地去学并知道怎么去学。
(三)提高教师的工程实践能力
师资队伍的工程背景有待改善,弥补部分教师“由学生到老师”角色直接转换带来的不足,为此学院制定一系列政策鼓励教师到企业参与项目合作,参与企业项目的研发,制定专业课教师企业培训计划,与市场需求结合,了解测控领域的新技术、新应用,促进教、用、学的有机结合。此外,聘请企业、科研院所高级工程技术人员为兼职教师。
(四)提高实践工程教育层次
工程教育需要产学研相结合,专业认证标准也特别强调实践能力的培养,学院在这方面提供了高层次的实践教育平台――国家级机械工程实践教育中心(华北水利水电大学、郑州新大方重工科技有限公司-机械工程实践教育中心)、河南省高等学校实验教学示范中心、教育部卓越工程师计划,以此为平台合理配置仪器设备,鼓励学生参与校企合作项目,将理论知识运用到实际工程项目中。同时,鼓励学生参与不同形式的大学生创新创业项目、各种级别的大学生科技竞赛,提高实际工程应用在整个大学教育中的比重。
(五)高度重视毕业设计环节
毕业设计是对学生的一种综合考核,以系统设计的理念体现在论文选题、系统构思、功能实现、硬件调试、软件编程、撰写论文、毕业答辩等各个环节。丰富毕业设计选题,鼓励教师从自己的科研课题中产生题目,鼓励学生根据自己的兴趣确定选题方向,内容有助培养学生的综合知识运用能力、工程实践能力。突出毕业设计与实际生产相结合,使学生亲身经历系统的构思、设计、调试、实现整个过程。
五、总结
工程教育认证制度以能力为导向,全方位考察学生能力,教师的教学过程与学生的学习效果并重,更重视后者。我校测控专业以认证标准为导向棒,结合自身的特色和特点,进行相应的教学体系改革,包括培养目标的重新定位、培养方案的完善、师资队伍、实践环节等,协调校内实践与校外实践内容,充分利用各种资源提高学生的综合素质,培养高水平的实践工程型人才,真正推动测控技术与仪器专业的发展。
参考文献:
[1]蒋宗礼.工程教育认证的特征、指标体系及与评估的比较[J].中国大学教育,2009,(1):36-38.
[2]袁凤华.测控技术与仪器专业工程教育认证浅析――以合肥工业大学测控技术与仪器专业认证为例[J].科教纵横,2013,(4):179-186.
关键词:LabVIEW PXI;状态机;仪表测试
引言
在汽车智能数字仪表的开发过程中,数字仪表所需要采集的信息量比较多,各种车型的信息参数又差别较大,这些问题的存在给仪表的实车测试和参数标定带来了困难。为了在开发过程中能够快速有效地测试系统的各项功能,提高系统开发效率,我们设计了一套测试系统,它能够模拟产生汽车上的各种参数信息,快速地对设计仪表进行全面的测试,节约台架或实车测试时间,降低测试风险。
系统设计
汽车智能数字仪表测试系统的开发要求针对不同的车型,能够模拟产生出仪表所需的各种采集信号信息,并且能够通过CAN接口与被测仪表进行通信。本文介绍的测试系统包括以下主要功能:
车速里程表的脉冲信号模拟产生;
发动机转速表的脉冲信号模拟产生;
车辆燃油表信号模拟产生;
车辆水温表信号模拟产生;
各种车灯、车窗、车门等车身开关信号模拟产生。
数字仪表具有CAN通信接口,作为一个CAN节点,可以与车上CAN网络上的其他节点进行通信。
系统硬件设计
数字仪表测试系统的硬件系统主要包括主控制器、PXI板卡、信号接线盒、数据通信转换板卡、供电电源以及被测试仪表等主要部分。NI提供的PXI模块化板卡设备具有体积小、速度快、易扩展等特点,因此在硬件设计方面我们采用了PXI板卡发生汽车仪表所需的各种信号。汽车数字仪表的里程表和发动机转速表需要采集的是数字脉冲信号,不同的车型由于采用的传感器不同,所输出的脉冲信号高电平从3V~12V不等,为了能够测试设计仪表的信号范围适用性,采用PXI-6624板卡,配合外部供电电路,能够产生仪表所需采集的数字脉冲信号。PXI-6624是工业级隔离的32位定时器/计数器PXI接口板卡,具有8路隔离的通道,我们采用Coutero和Counterl作为车速表和转速表的脉冲信号提供通道。燃油表和水温表采集的是模拟信号,PXI-6233能够输出4路10V模拟电平信号,PXI-6713能够输出8路10V模拟电平信号,我们选择PXI-6713的2个模拟输出通道作为燃油表和水温表的模拟信号提供通道。由于仪表上的开关量信号比较多,他们之间产生的干扰随着也比较大,我们选用PXI-8528对仪表的开关量进行控制,PXI-6528是高速隔离的数字I/O通道,输入和输出通道分别独立,有效的抑制了信号之间的干扰。
仪表参数的标定以及作为CAN节点与车上其他CAN节点的数据通信,采用一块数据通信转换卡来完成,该卡的主要功能是完成串口信号与CAN信号之间的转换功能,开发数据通信转换卡的目的一是为了节约成本,二是考虑到大多数PC没有CAN接口。通过这个板卡对被控仪表的特征参数,如车辆的特征系数、传感器的传感系数、发动机的速比以及仪表的一些标定参数等进行设定。由于目标车型不确定,仪表的一些特征参数需要实车测试才能最后标定,所以该板卡可作为以后仪表参数标定用。
整个测试系统硬件功能框图如图1所示。
系统软件设计
仪表测试系统软件采用NI公司的LabVIEW 8.20平台进行设计,本系统采用LabVIEW的图形化程序语言,以一种很直观的方法建立前面板人机界面和程序框图。前面板是用户可见的,类似传统仪器的操作面板,利用工具模板从控制模板中添加输入控制器和输出指示器,控制器和指示器种类可选择。程序框图是支持虚拟仪器实现其功能的核心,对程序框图的设计涉及节点、数据端口和连线的设计。连线代表数据走向,节点则是函数、VI子程序、结构或代码接口。本测试系统考虑到仪表整体功能测试和模块功能测试的需要,整个系统主要包括界面模块和各个功能测试模块,根据信号类型将仪表功能测试分为:车速表测试模块、发动机转速表测试模块、燃油表测试模块、水温表测试模块、开关量测试模块、CAN通信测试模块以及参数设置模块等主要功能模块。汽车仪表测试系统的软件总体功能框图如图2所示。
界面模块
测试平台左侧是各种模块功能测试的切换按键,可以切换到单个功能模块的测试项目。右侧主界面模拟汽车仪表板的显示界面,如车速表、转速表、水温表、燃油表、里程指示以及各种报警和开关信号等信息显示。在进行测试实验中,工作人员通过主界面即可观测到仪表测试的整体功能,主界面如图3所示。
模块测试设计
车速表的测试需要预先了解设定目标车型的特征参数,如车辆特征系数、车速传感器的传感系数等,然后通过数据通信卡(CAN总线信号)将特征参数下载到被测仪表,按照测试要求产生脉冲信号,信号的幅值、频率可以通过手动/自动进行调整,车速信号具备超速报警提示功能,根据设定的超速门限值,高于该门限值时,通过主界面前面板上的超速报警灯闪烁提示。测试过程也可以手动/自动进行,测试结果存档以备查询。软件测试状态转移图见图4。
车速表测试模块的设计采用状态机设计模式,主要分为开始、获取参数、手动/自动选择、采集(手动)、检查时间(自动)、输出信号和停止等状态。其中参数的获取主要是获取前面板上特征系数和传感系数的参数值,通常,这两个值在仪表参数标定的时候需要在线修改。检查时间是指按照程序规定的时间输出规定的信号,本系统中采取‘V’模式阶梯状的车速变化趋势对仪表进行测试,见图5。
发动机转速表测试模块类似于车速表测试模块,区别在于它的特征参数不同,根据特定车型的情况,通过数据通信卡(CAN总线信号)将发动机转速比下载到被测仪表,然后对其进行测试。
燃油表的测试需要预先设定目标车型的燃油测试范围以及燃油门限报警值,通过数据通信卡(CAN总线信号)将参数值下载到被测仪表,然后按照测试要求开始测试根据设定的燃油门限值,低于该门限值时,通过主界面前面板上的燃油报警灯闪烁提示。测试过程可以手动/自动进行。燃油表的测试采用状态机的设计模式,主要分为开始、获取参数、手动/自动、采集、检查报警、输出信号等状态。水温表的测试同燃油表,在此不做具体说明。
CAN通信测试模块
所有的模块测试之前首先需要对该模块的参数进行初始化,如进行特征系数、传感系数、发动机速比、超速门限、燃油门限、水温门限以及测量范围等参数的设置。数据通信采用CAN协议,鉴于成本方面考虑,我们在LabVIEW上对串口进行操作,然后通过数据转换板卡输出CAN信号,CAN信号直接与被测仪表进行数据通信,因此,需要定义一个简单的CAN通信协议。测试系统作为CAN网络上的一个节点,节点ID号可以根据需求自行设定,数据区域由命令字、数据长度、数据、校验位组成。图6和表1是仪表参数设定CAN通信简单协议。