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从行业人才需求视角探索专业课程体系构建方案

作者:学报期刊
出处:www.lunrr.com
时间:2019-10-31

南京工程学院自动化学院“测控技术与仪器”成立于2000年,主要培训测控技术和智能仪表方面的高级应用工程人才。 2004年,该专业通过了学士学位授予的评估,并取得了优异的成绩。现在是南京工学院的品牌专业建设点。近年来,随着计算机技术和集成电路技术的发展,嵌入式技术和现场总线技术已广泛应用于工业控制系统,智能仪表,通信设备等许多领域。基于嵌入式技术和现场总线技术的工业测控。系统的人才培训越来越显示出其重要性和必要性。为了更好地满足行业人才的需求,学院向江苏省教育厅申请了测控技术与仪器仪表工业测控系统与现场总线的新专业方向,并于2010年获得批准。方向现已招收2011年和2012年全日制本科生。然而,如何进一步优化现有的专业课程体系,有效地反映服务业的人才培养目标,仍然是专业建设面临的艰巨任务。

一,高校人才培养中的行业人才需求和问题

1.行业人才需求状况

近年来,网络控制技术在工业控制领域显示出快速的发展趋势。为了满足网络控制的需求,测控系统必须具有以下功能:(1)可以执行具有一定实时性的复杂控制任务。 (2)通过与控制网络的连接,可以实现远程监控。随着高性能32位,64位嵌入式CPU价格的下降,嵌入式系统的广泛使用指日可待。从技术的角度来看,嵌入式系统应用于测控系统,可以保证测控任务的实时性和可靠性,并大大提高了测控系统的性能。自1980年代问世以来,现场总线一直受到关注。现场总线通过一对电线将现场设备的检测和控制信息,非控制信息(例如设备的当前操作状态,仪器和仪表范围)传输到总线网络上的任何智能设备,从而克服了这些问题。模拟信号传输的瓶颈问题。随着计算机网络技术,集成芯片技术和总线技术的不断发展,嵌入式远程联网信息测控系统在工业中的应用将具有广阔的应用前景。经过对南瑞吉宝,中兴通讯,航空科学技术等大型集团公司和研究机构的人才需求的调查和专家论证,目前嵌入式技术以及现场总线技术和应用的人才短缺。

2.人才需求问题与大学人才的联系

调整全球产业结构的根本动力在于信息化和技术创新。为了适应以信息技术为先导的新兴产业的发展,高校迫切需要在学科调整,人才培养模式改革,专业课程体系建设和教学内容更新等方面提供对策。

目前,从事嵌入式系统研发的技术人员主要来自软件和电子领域。只要看到硬件问题,软件专业人员的开发人员就会无所适从,而电子专业开发商的工业自动化设备的系统化设计(系统范围集成设计)的能力很差,并且业务和教育水平存在问题。因此,国内嵌入式系统软硬件系统集成人才非常匮乏,已经成为影响许多嵌入式企业持续发展的瓶颈,直接阻碍了它们迅速进入国际竞争的高水平。当前,高校针对嵌入式专业方向的理论与实践教学相对滞后。许多高校在现有的计算机或电子信息课程系统中只添加了1至2个与嵌入式技术相关的课程,而没有形成嵌入式系统。系统的完整课程架构和人才培养模型。

现场总线智能仪表和现场总线控制系统(FCS)在成功试点之后,市场将逐渐增加其需求。目前,我国的研发工作仍处于向国外学习的阶段,但国外许多文献主要谈论总线技术的优势,避免了其局限性或缺陷。结果,中国许多总线技术研发人员在产品研发,生产过程中难以使用各种总线技术,这阻碍了研发的顺利进行。尽管有长期和渐进的创新研究和经验,但仍遵循基于总线的工程项目的工程,设计,开发和实施。但是,打破封锁仍然是我们面临的巨大挑战。但是,该地区的大学课程一直在弱化,没有引起足够的重视。结果,学生在公交技术上的知识积累和锻炼很少。进入企业后,他们必须从头开始。

二,满足行业人才需求的专业课程体系分析

培养学生的工程实践能力和创新设计能力是工程教育的核心目标,而课程设置是实现这一目标的重要手段。工程类课程的建设,包括教学目标和体系结构、教学内容和教学方法等,应着眼于实现学生能力发展的目标。

工业测控系统与现场总线专业方向人才培养的总体目标是毕业后:学生具备测控技术、嵌入式技术和现场总线技术的基础知识和基本理论。掌握嵌入式技术和现场总线技术。工业测控系统和智能仪表软硬件设计的基本技能具有较强的创新性和实践能力。可从事生产过程自动化检测与控制系统开发研究、设计制造及生产运行管理;从事嵌入式技术及现场总线相关产品的硬件设计、软件开发及项目管理。这就要求把学生的理论知识学习、实践训练和综合素质培养结合到专业课程体系建设中去。

1。理论知识学习与理论课程体系建设分析课程结构呈现的教学质量水平与课程衔接点的时间序列关系从知识的角度看与人才培养的水平和深度有关掌握和能力结构。高素质专业人才培养体系中必须注意的问题,有利于发挥先修知识和能力培养在先修课程中的基础性作用,形成系统、联动、完整、高效的课程体系。

从宏观的角度出发,首先需要建立适合于培养学生综合素质的软,硬件专业课程平台。学期安排应侧重于课程之间的相互支持和渐进关系。如逐步开放的微机/微控制器原理→C ++/VC编程→嵌入式操作系统→嵌入式系统架构与接口技术→嵌入式系统软件设计→EDA技术与应用→相关实践环节;开放的信号和系统→传感器和检测技术→测控电路→微型计算机/单片机原理→现场总线技术和应用→(基于嵌入式系统)智能仪器→相关实践环节等,给学生一个过程逐步学习,软硬件知识的积累和实践。构建水平和水平,整合的知识链。在硬件方面,有助于学生掌握嵌入式系统的基本原理以及相关微处理器,存储器,外围设备和接口的基本知识;在软件方面,它有利于学生熟悉嵌入式操作系统和嵌入式系统开发的一般过程。掌握常用嵌入式系统的开发工具和调试方法。同时,要求学生掌握基于现场总线的智能仪器和测控系统的设计原理和开发方法。形成针对工业测控系统和现场总线方向的独特理论课程体系,为学生辍学从事嵌入式系统和现场总线技术的设计与应用奠定坚实的理论知识基础。

2.实践能力训练与实践课程体系建设分析

中国共产党第十七次全国代表大会的报告提出了科学的教育发展观和以人为本的教育观,以实现人的全面发展的目标。也就是说,为了提高学生的整体素质,我们应该根据学生的接受能力和需求,将教学观念转变为以人为本,让学生成为知识的主人。哈佛大学的学生经常处于实际的环境中,迫使他们不断挑战自己的智力和能力极限,并努力将理论知识运用到实践中以提高他们的观察力和实践能力;利用积累的理论知识和实践经验来解决陌生或不清楚的问题,以便从实践中获得经验。并体验知识的螺旋。

但是,近年来,我国许多工科院校的实践教学都得到了不同程度的削弱,致使工程实践训练的有效性无法满足基本要求,高等工程教育的教学质量受到严重重视。影响。许多高校提供的实验实践课程所占比例下降,综合性和设计性实验的比例较低,学生进行设计和操作的机会很少,这使得难以实施具有自主性和设计性的实验成为可能。被提倡多年。

将工业测量和控制系统与现场总线专业定位相结合,进行面向应用的本科教学,实践课程系统的构建应遵循以下几点:依靠课程实践(实验,实习和课程设计等),以岗位实践(企业订单类型)培训为辅助,以设计和综合主题为核心,进行独立和创新的设计。促进学生参与质量和数量的实践,并训练和培训他们独立解决实际问题的能力是当务之急。通过提高设计和综合性主题的开放率,实践教学环节在课程系统总时间中所占的比例得到了提高,并鼓励学生通过跨章节整合教科书知识点来设计创新思想。在实践中,训练学生学习知识。应用知识和利用知识的能力。如:应用现场总线协议,如CAN,C/C ++语言,Linux等嵌入式操作系统,用于为工业测控系统和智能仪器开发软件和硬件;电子电路原理图设计,硬件电路板和调试能力等。岗位实践是连接大学人员培训和企业需求的直接渠道。

3.综合能力提升与质量培训体系建设分析

知识经济时代的严峻挑战和劳动就业问题,迫切需要培养大学生的创新精神和创新能力。尽管我国高等学校在教育教学研究与改革中注重对学生的科研经验和创新实践能力的培养和训练,但长期以来,对学生创新意识和创新素质的培养和实施一直是人们关注的重点。薄弱环节。

因此,在公共课程人文素质的培养基础上,应根据当地情况,为学生提供科研的环境和机会,并聘请讲师加强日常的科研训练和指导。仅依靠实践联系来培养学生的创新能力是不够的。如果将科学研究的思维方法,参与科学研究项目的前沿技术以及调试实用软件和硬件的成功与失败经验带入课堂教学和实践教学中,并以实例,科学的方式向学生展示研究气氛将无处不在。有利于促进学生创新意识,精神和能力的培养。实践环节应加强科学,创新和技能的整合,与专业教师的科研项目,校外实践基地和企业生产紧密联系,并逐步组建学生科研团队,共同完成系统,全面的课题。此外,应鼓励和指导学生参加与专业资格相关的技术或质量培训,例如:嵌入式系统助理工程师,LabVIEW开发工程师,PLC系统设计师认证和培训,并获得相应的资格证书以帮助学生掌握某些知识。在短时间内的技能。这将帮助学生毕业后掌握某些技能。职业选择和职业发展对促进具有积极作用。

3.构建行业人才需求与专业人才培训相结合的课程体系

2009年,南京工程学院自动化研究所成立了由中国电子学会嵌入式系统专家委员会,南京工程学院和北京博创科技集团联合举办的“嵌入式联合培训认证中心”。现在,它依靠自动化研究所的嵌入式系统实验室来组织嵌入式系统培训和嵌入式系统。工程师资格考试。中国电子学会嵌入式工程师认证是国家官方认可和认可的唯一权威认证体系,也是目前中国嵌入式技术的唯一方向。它为工业测控系统和现场总线的新专业方向的建立和可持续发展奠定了良好的基础。

为了培养嵌入式工业测控系统和现场总线应用人才,测控技术和仪器(工业测控系统和现场总线),新方向是保留现有的专业骨干课程:传感器和检测技术,测量原理和应用,智能仪器,自动控制原理,EDA技术和应用,嵌入式技术和应用理论知识,实验和实习联系,并加强了现场总线技术理论课程和相应的实验设立专业指导班。和课程设计。同时,在一定程度上削弱了信号模拟实习,虚拟仪器实习和光电检测课程。

工业测控系统与现场总线新专业方向主要理论教学体系分为三个层次:公共基础课程、专业基础课程和专业课程。整个理论教学体系的构建,强调软硬件理论知识与工程应用相结合,它将嵌入式系统设计和现场总线的理论知识与测控技术和仪器的专业背景和实际应用相结合,在实际应用中得到了提高。升华。其中:(1)公共基础课程平台主要培养学生的数学分析、C程序设计和计算机软硬件认知及应用能力。(2)专业基础课程平台主要培养学生对模拟/数字信号与电路、传感器与检测技术、信号与误差处理、微机/单片机硬件电路、汇编与C语言编程的认识与应用。嵌入式操作系统等能力。(3)专业课程平台突出了嵌入式系统体系结构和接口技术、嵌入式系统设计、智能仪表、现场总线技术和应用、EDA技术与应用、C++/VC编程、SOPC嵌入式系统设计;主要对学生进行测控系统电路模块和信息处理技术、嵌入式软硬件技术、基于嵌入式系统的测控系统和智能仪表的综合设计培训。基于现场总线的测控系统、单片机/sopc、eda技术等应用开发能力。理论教学体系的时间分配见表1,其中专业方向课程包括专业限定课程和专业基础限定课程。

实践教学体系以“本科学历、学位教育、人才专业要素培养”为基础。为了增加培训的强度,我们还开设了嵌入式系统设计与开发实习(2周)、EDA实习(2周)、电子电路CAD实习(2周)、微处理器应用课程设计(1周)、现场总线课程设计(1周)。测试技术与智能仪器综合技术设计(1周)等。根据课程间知识整合的深度,将实践教学体系分为课程实践、集中实践和岗位实践三个层次。课程实践旨在通过课堂实验训练,将课堂理论知识点与应用相结合,帮助学生巩固和提高对相关理论知识的理解和掌握。集中实践是利用课程实习、课程设计、认证培训和大学生竞赛等平台,培养学生掌握和全面运用专业知识的基本技能和专业技能;岗位实践主要包括企业订单式培训和毕业设计,主要来自企业和教师科研项目等,将形成高校人才培养与企业实际需求和项目研发的闭环。

理论与实践教学环节总学分占比见表2。总学分190.5分,实践教学学分占总学分的32.48%(课堂实验、课外实践、集中实践、综合素质之和)。充分体现强化实践环节,注重学生能力培养的实践。目的。

测控技术与仪器(工业测控系统和现场总线)专业拥有优秀的教学人员和专业实验室,供学生进行实验,实习,课程设计和科技创新活动。现有专任教师16人,实验教师2人,其中高级职称2人,副高级职称7人,中级职称7人。具有博士学位的教师8名,具有硕士学位的教师6名,具有学士学位的教师2名。大多数教师在软件和硬件开发与设计方面都有经验。近年来,批准了国家和省级自然科学基金项目7个。指导大学生申报和完成三十多个国家,省,校级科技创新项目。

测控技术与仪器专业现拥有嵌入式系统设计实验室(投资600万元),现场总线综合实验室(投资300万元),检测与虚拟仪器实验室(投资558万元),过程控制实验室(投资3.5元)。万元),EDA实验室(投资320万元)。这些为专业课程系统的可行性实施提供了坚实的人力和物力支持,有利于工业测控系统和现场总线专业方向的顺利建设和逐步完善。

IV。结束语

专业课程体系的建设是一个需要认真考虑,长期规划和完善的过程。从培养专业特色的角度出发,测控技术与仪器(工业测控系统与现场总线)专业具有:支持与保障,师资等基本条件。科研,学科建设,教学改革在实践基础上,如何使毕业生在竞争中处于有利地位,还需要以系统化,科学化,规范化为指导,在实践中不断探索和逐步完善。

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