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摘 要：为了满足新工科人才培养的需求，在测控实习课程中优化教学内容，强化多学科交叉融合，拓展实践项目，构建了3层次递进式测控实践教学体系，形成了既能满足学生普及测控技术知识的需要，又能培养学生探究和创新精神的实践环境。近几年教学实践证明，对创新人才的培养初见成效.
关键词：新工科;实践教学体系;自主实践;科技竞赛
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）24-0097-04
Abstract： In order to meet the needs of the training of new engineering talents， the teaching content is optimized in the course of measurement and control practice， the multi-disciplinary integration is strengthened， the practical items are expanded， and the three-level progressive type measurement and control practice teaching system is constructed. It can not only meet the needs of students to popularize the technical knowledge of measurement and control， but also cultivate the practical environment for students to explore the spirit of innovation. In recent years， teaching practice has proved that the cultivation of innovative talents has achieved initial results.
Keywords： new engineering; practical teaching system; independent practice; science and technology competition
在新工科建设背景下，提高学生工程实践能力，培养学生实践创新意识，探索工程实践人才培养的新模式，对促进新时代经济发展和建设科技强国具有重要的战略意义[1]。多学科交叉融合、综合发展突出创新是新工科的重要特征之一，新工科把学生的综合应用能力和创新能力提到了新的高度，实践教学是实现新工科人才培养目标的重要途径，基于此，各高校对实践教学都在进行积极地探索与研究[2-4]。测控实习课程是我校实践教学中心开设的三大实习课程之一，为满足新工科人才培养的要求，对测控实习课程进行了重新定位，对测控实践教学体系进行了不断地探索与实践，几年来的实践教学表明新的测控实践教学体系在我校创新人才综合能力培养中发挥了积极的作用。
一、构建了3层次递进式测控实践教学体系
面向新工科人才培养的需求，对测控实习进行了重新定位：在夯实测控基本技能的同时，增强测控实践综合能力和创新能力。针对学生专业背景特点、所处年级阶段特点，以测控实习课程为基础，以新知识融合为导向，以大创项目和竞赛为驱动，以工程实践为目标，构建了3层次递进式测控实践教学体系（如图1），引导学生侧重与自身相适应的层次开展测控实践活动，提升各阶段测控实践活动的针对性，进而提升对不同专业、不同年级学生的综合素质培养实效。
第一层次：基础能力培养层次。面向大一、大二学生，以测控实习课程为主，让学生掌握通用测量仪器的使用，学会怎样用传感器、测量电路、控制电路、计算机等几大功能模块构建一个基本的测、控系统;从应用的角度出发，注重各功能模块的技术要求、相互间的连接和影响[5]。着重培养学生测控基本实践技能。
第二层次：综合能力提高层次。面向大二、大三学生，以测控实习课后自主实践选修課程为主，面向测控实践开设的自主实践有 一种液位测控系统的实现、一种温度监控系统的设计与实现等多门选修课。通过自主实践项目训练，使学生了解解决测控工程问题的方法，在完成实际项目任务过程中，锻炼学生的综合应用能力，引导学生进行创新设计和实现。
第三层次：创新能力培养层次。面向大二、大三、大四学生，引领学生申请各级大学生创新创业项目，参加中国机器人大赛、中国高校智能机器人创意大赛、全国大学生机械创新设计大赛等。以大创项目和科技竞赛为驱动，使学生将所学测控技术用于大创项目和竞赛项目的创新设计和技术研发中，并在大创项目和竞赛活动中进一步拓展学生的测控知识和技能。着重培养学生的创新能力、项目管理能力和团队协作能力。
二、提升课程内涵，更新课程知识体系，夯实基础
基于3层次测控实践教学体系，课程组老师对教学内容进行了优化，强化多学科交叉融合。对原有课程模块进行了更新和丰富，同时新开了3个课程模块：智能门禁识别控制项目、基于电梯的机电综合项目和机器人项目（如图2）。新开的模块是机、电、测、控技术的综合应用，体现多学科交叉融合。通过对课程内容的去旧增新，更新了课程知识体系。经过不同层次多模块的实践训练，切实培养学生综合应用能力和创新能力。
（一）自研训练板，新增综合训练项目
课程组老师研发自制了多种训练板，有信号调理训练板、多开关量传感器的DI-DO训练板、开关量驱动训练板和信号显示板等。结合训练板，设计了一些类似工程的实际问题，新增综合训练项目有：无人售票公交车限制超员管理系统，车库剩余车位显示系统和电机正、反转控制等。这些训练项目贴近工程实际，能够很好地引起学生的兴趣，激发学生动手操作的意愿。 （二）新购实验装置，增设创新训练项目
购买了智能门禁装置、机器人套件和透明电梯，基于这些装置，开发了多个创新训练项目，如：智能门禁识别控制项目、基于电梯的机电综合项目和机器人项目等（如图3），目前，这些项目以开放实验课的形式进行小班试教学，当条件成熟后，将纳入测控实习课内供学生选择学习。
基于课程内容的更新、丰富，重新编写了教材，拍摄了4部MOOC视频。教学视频丰富了课外学习资料，把课程部分内容放到课外让学生学习，既锻炼了学生自主学习能力，又让课程在有限的学时内能拓展新的知识模块。
（三）改革教学方法和实习模式
在课改中，积极探索教学方法和实习模式，采用基于问题和基于项目的教学方法，将教学内容隐含在每个项目中，在学生熟悉的生活和常见的系统中提出问题，知识点以问题带入，在讲解中多设置问题（如图4），引起学生的好奇，启发学生思考，激发学生兴趣，让学生带着问题追求学问，再通过问题的讲解和实际操作训练，让学生深刻体会到应用训练内容解决实际问题的方法。
在教学实习中，突出学生的主体地位，重视合作学习，重视学生探究和创新能力的培养，在学生操作训练、综合设计时，要求学生以小组为单位，3人一组合作完成训练内容。在操作训练中，要求学生不仅知道“应该怎么做”，而且要知道“为什么这么做”，并启发他们思考“还能怎么做”。鼓励学生提问题，尤其是新见解，激发学生的想象力和好奇心[5]。
（四）建立了注重过程的考评体系
随着训练项目内容综合性提高，训练过程也增加了一定难度和不确定性，为鼓励学生积极创新，建立了一个注重过程的考评体系，尽可能客观、准确、全面地反映学生在整个实践过程中的表现。考核导向以能力、知识和素养相结合为重，评价体系由评价内容、评价指标、单项得分等级量化和综合成绩评定四部分组成[6]，以小组形式进行的实践，在小组成绩的基础上，突出个人表现。老师随堂按照评价指标给学生每个训练项目进行等级量化评价记录，等全部训练项目完成后，再根据等级量化评价记录对学生综合成绩做出评价。最终的评价接近真实反映学生实训过程中的表现。
三、拓展课程外延，进一步培养学生测控实践综合能力和创新能力
在进行课程内涵提升的同时，积极拓展课程外延，引领学生进行自主实践、参加大创项目和科技竞赛，鼓励学生创新实践，提升学生综合应用能力和创新能力。
（一）开展自主实践项目
测控自主实践项目是测控实习课程内容的延伸，主要面向经过测控实习后还学有余力想深入研究的同学，以及教学计划内无测控实习自己却又想進行测控训练的学生，面对这些学生的需求，开设了累计11门的自主实践项目（见表1），其中，第4项～第11项为2017年到2020年间新开项目。
自主实践以问题驱动和项目驱动方法开展教学活动，学生进行自主式、合作式、探究式学习，通过项目训练，帮助学生加深对教学内容的理解，激发学生参与综合性、创新性实验的热情。2017年到2020年间，参加测控自主实践人数为987人。
（二）申报大学生创新创业训练项目
积极引领学生申报大学生创新创业训练项目（简称：大创项目），经过测控实习的学生近年来申报项目逐年递增，2017年到2020年间测控组老师指导的大创项目有26项，已结题有18项，其中国家级7项、省级6项、校级5项;2020年新申报项目8项，其中获批国家级1 项、省级3项。
大创项目是大学生自己的项目，大创项目可以调动大学生自主学习、钻研的主动性，激发他们的创新思维能力和问题导向意识，同时，学生在项目的整个过程中，经历项目的申报、执行、验收及结题，逐步掌握“工程项目”的基本流程及其中的技术规范和财务制度[7]，从而切实培养学生综合能力、创新能力和团队精神。有研究表明，参加过大创项目的学生，随着年级的增加，会有更强的创新意识、更强的创新实践能力、更优的创新活动成果[8]。
（三）参加科技竞赛
测控课程组老师同时担任中心管理的科技社团的指导工作，老师们积极引领学生参加科技社团活动，使学生将所学测控技术用于社团项目创新设计和技术研发中，并在科技活动中进一步拓展学生的测控知识和技能，2017年到2020年间，参加测控课程组老师指导的科技社团活动的人数为1035人。近年来测控组老师指导的竞赛获奖情况统计见表2。
科技竞赛是一个可以拓展课外实践的有效抓手[9]，是培养学生创新精神和实践能力的重要载体[10]。一方面学生在备赛、竞赛过程中，不断地思考、反复设计、试验，发现问题、解决问题，完成作品制作和调试。在这个过程中，增强学生对创新、创造的认识和理解，使学生能综合运用所学知识和方法去分析和解决问题，从而培养学生的创新思维和实践能力[7];另一方面，在竞赛的指导过程中，老师们自身也不断得到充实和提升，把竞赛中的成功案例引入到测控实习教学活动中，丰富完善测控实践教学内容和形式，这样，实验内容更贴近实际，不但可以提高学生的学习兴趣，还可以使学生学会主动思考和积极创新，从而更好地培养具有创新思维与实践能力的新工科人才[7]。
四、结束语
面向新工科人才培养的需求，测控实习课程问技术发展改内容，进行课程内涵建设，开设新的课程模块，更新课程知识体系;问学生志趣变方法，拓展课程外延，开展自主实践项目，引领学生参加大创项目和科技竞赛。学生有针对性地参与与自身相适应的层次开展测控实践活动，夯实基本技能，拓展知识体系，增强综合应用能力和创新能力。近几年自主实践人数、大创项目申报数、科技竞赛获奖数逐年提升，对创新人才的培养初见成效。
参考文献：
[1]陈龙，崔舒宁，房琛琛.基于项目驱动的开放实验课教学研究[J].工业和信息教育，2020（5）：43-47.
[2]石荣剑，岳丰田，张勇，等.覆盖工程建设全过程的生产实习教学体系构建[J].实验技术与管理，2020，37（1）：196-199.
[3]陈安，曾思明，刘银萍.基于工程教育的电工电子实践课程体系的构建与实践[J].中国现代教育装备，2019（11）：68-70+82.
[4]王春燕，刘华伟.研究型大学无机化学实验多层次教学体系改革探索[J].实验室研究与探索，2020，39（8）：196-200.
[5]王晶，黄宝娟，司婧，等.“测量与控制基础实习”的建设[A].高等学校国家级实验教学示范中心联席会西北、西南管理组第五届工作研讨会论文集[C]//西安：西安交通大学出版社，2015：249-251.
[6]王明伟，黄宝娟，张育林，等.测控实习课程考核评价体系的探讨与实践[J].高校实验室工作研究，2018（4）：115-117.
[7]姚利花，郭刚，张占东，等.学科竞赛和实践教学相融合培养新工科人才的研究[J].大学教育，2020（6）：38-40+53.
[8]付昌义，袁伟霞，赵唯佳，等.新工科背景下大学生创新能力调查与研究[J].中国教育技术装备，2019（6）：11-17.
[9]蔡越江，杜金莲，金雪云，等.以科技竞赛促进创新型人才培养[J].计算机教育，2020（8）：89-92.
[10]王世远.新工科建设背景下大学生科技竞赛的创新探索与实践[J].创新创业理论研究与实践，2020，3（13）：127-128.
关键词：新工科;实践教学体系;自主实践;科技竞赛
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）24-0097-04
Abstract： In order to meet the needs of the training of new engineering talents， the teaching content is optimized in the course of measurement and control practice， the multi-disciplinary integration is strengthened， the practical items are expanded， and the three-level progressive type measurement and control practice teaching system is constructed. It can not only meet the needs of students to popularize the technical knowledge of measurement and control， but also cultivate the practical environment for students to explore the spirit of innovation. In recent years， teaching practice has proved that the cultivation of innovative talents has achieved initial results.
Keywords： new engineering; practical teaching system; independent practice; science and technology competition
在新工科建设背景下，提高学生工程实践能力，培养学生实践创新意识，探索工程实践人才培养的新模式，对促进新时代经济发展和建设科技强国具有重要的战略意义[1]。多学科交叉融合、综合发展突出创新是新工科的重要特征之一，新工科把学生的综合应用能力和创新能力提到了新的高度，实践教学是实现新工科人才培养目标的重要途径，基于此，各高校对实践教学都在进行积极地探索与研究[2-4]。测控实习课程是我校实践教学中心开设的三大实习课程之一，为满足新工科人才培养的要求，对测控实习课程进行了重新定位，对测控实践教学体系进行了不断地探索与实践，几年来的实践教学表明新的测控实践教学体系在我校创新人才综合能力培养中发挥了积极的作用。
一、构建了3层次递进式测控实践教学体系
面向新工科人才培养的需求，对测控实习进行了重新定位：在夯实测控基本技能的同时，增强测控实践综合能力和创新能力。针对学生专业背景特点、所处年级阶段特点，以测控实习课程为基础，以新知识融合为导向，以大创项目和竞赛为驱动，以工程实践为目标，构建了3层次递进式测控实践教学体系（如图1），引导学生侧重与自身相适应的层次开展测控实践活动，提升各阶段测控实践活动的针对性，进而提升对不同专业、不同年级学生的综合素质培养实效。
第一层次：基础能力培养层次。面向大一、大二学生，以测控实习课程为主，让学生掌握通用测量仪器的使用，学会怎样用传感器、测量电路、控制电路、计算机等几大功能模块构建一个基本的测、控系统;从应用的角度出发，注重各功能模块的技术要求、相互间的连接和影响[5]。着重培养学生测控基本实践技能。
第二层次：综合能力提高层次。面向大二、大三学生，以测控实习课后自主实践选修課程为主，面向测控实践开设的自主实践有 一种液位测控系统的实现、一种温度监控系统的设计与实现等多门选修课。通过自主实践项目训练，使学生了解解决测控工程问题的方法，在完成实际项目任务过程中，锻炼学生的综合应用能力，引导学生进行创新设计和实现。
第三层次：创新能力培养层次。面向大二、大三、大四学生，引领学生申请各级大学生创新创业项目，参加中国机器人大赛、中国高校智能机器人创意大赛、全国大学生机械创新设计大赛等。以大创项目和科技竞赛为驱动，使学生将所学测控技术用于大创项目和竞赛项目的创新设计和技术研发中，并在大创项目和竞赛活动中进一步拓展学生的测控知识和技能。着重培养学生的创新能力、项目管理能力和团队协作能力。
二、提升课程内涵，更新课程知识体系，夯实基础
基于3层次测控实践教学体系，课程组老师对教学内容进行了优化，强化多学科交叉融合。对原有课程模块进行了更新和丰富，同时新开了3个课程模块：智能门禁识别控制项目、基于电梯的机电综合项目和机器人项目（如图2）。新开的模块是机、电、测、控技术的综合应用，体现多学科交叉融合。通过对课程内容的去旧增新，更新了课程知识体系。经过不同层次多模块的实践训练，切实培养学生综合应用能力和创新能力。
（一）自研训练板，新增综合训练项目
课程组老师研发自制了多种训练板，有信号调理训练板、多开关量传感器的DI-DO训练板、开关量驱动训练板和信号显示板等。结合训练板，设计了一些类似工程的实际问题，新增综合训练项目有：无人售票公交车限制超员管理系统，车库剩余车位显示系统和电机正、反转控制等。这些训练项目贴近工程实际，能够很好地引起学生的兴趣，激发学生动手操作的意愿。 （二）新购实验装置，增设创新训练项目
购买了智能门禁装置、机器人套件和透明电梯，基于这些装置，开发了多个创新训练项目，如：智能门禁识别控制项目、基于电梯的机电综合项目和机器人项目等（如图3），目前，这些项目以开放实验课的形式进行小班试教学，当条件成熟后，将纳入测控实习课内供学生选择学习。
基于课程内容的更新、丰富，重新编写了教材，拍摄了4部MOOC视频。教学视频丰富了课外学习资料，把课程部分内容放到课外让学生学习，既锻炼了学生自主学习能力，又让课程在有限的学时内能拓展新的知识模块。
（三）改革教学方法和实习模式
在课改中，积极探索教学方法和实习模式，采用基于问题和基于项目的教学方法，将教学内容隐含在每个项目中，在学生熟悉的生活和常见的系统中提出问题，知识点以问题带入，在讲解中多设置问题（如图4），引起学生的好奇，启发学生思考，激发学生兴趣，让学生带着问题追求学问，再通过问题的讲解和实际操作训练，让学生深刻体会到应用训练内容解决实际问题的方法。
在教学实习中，突出学生的主体地位，重视合作学习，重视学生探究和创新能力的培养，在学生操作训练、综合设计时，要求学生以小组为单位，3人一组合作完成训练内容。在操作训练中，要求学生不仅知道“应该怎么做”，而且要知道“为什么这么做”，并启发他们思考“还能怎么做”。鼓励学生提问题，尤其是新见解，激发学生的想象力和好奇心[5]。
（四）建立了注重过程的考评体系
随着训练项目内容综合性提高，训练过程也增加了一定难度和不确定性，为鼓励学生积极创新，建立了一个注重过程的考评体系，尽可能客观、准确、全面地反映学生在整个实践过程中的表现。考核导向以能力、知识和素养相结合为重，评价体系由评价内容、评价指标、单项得分等级量化和综合成绩评定四部分组成[6]，以小组形式进行的实践，在小组成绩的基础上，突出个人表现。老师随堂按照评价指标给学生每个训练项目进行等级量化评价记录，等全部训练项目完成后，再根据等级量化评价记录对学生综合成绩做出评价。最终的评价接近真实反映学生实训过程中的表现。
三、拓展课程外延，进一步培养学生测控实践综合能力和创新能力
在进行课程内涵提升的同时，积极拓展课程外延，引领学生进行自主实践、参加大创项目和科技竞赛，鼓励学生创新实践，提升学生综合应用能力和创新能力。
（一）开展自主实践项目
测控自主实践项目是测控实习课程内容的延伸，主要面向经过测控实习后还学有余力想深入研究的同学，以及教学计划内无测控实习自己却又想進行测控训练的学生，面对这些学生的需求，开设了累计11门的自主实践项目（见表1），其中，第4项～第11项为2017年到2020年间新开项目。
自主实践以问题驱动和项目驱动方法开展教学活动，学生进行自主式、合作式、探究式学习，通过项目训练，帮助学生加深对教学内容的理解，激发学生参与综合性、创新性实验的热情。2017年到2020年间，参加测控自主实践人数为987人。
（二）申报大学生创新创业训练项目
积极引领学生申报大学生创新创业训练项目（简称：大创项目），经过测控实习的学生近年来申报项目逐年递增，2017年到2020年间测控组老师指导的大创项目有26项，已结题有18项，其中国家级7项、省级6项、校级5项;2020年新申报项目8项，其中获批国家级1 项、省级3项。
大创项目是大学生自己的项目，大创项目可以调动大学生自主学习、钻研的主动性，激发他们的创新思维能力和问题导向意识，同时，学生在项目的整个过程中，经历项目的申报、执行、验收及结题，逐步掌握“工程项目”的基本流程及其中的技术规范和财务制度[7]，从而切实培养学生综合能力、创新能力和团队精神。有研究表明，参加过大创项目的学生，随着年级的增加，会有更强的创新意识、更强的创新实践能力、更优的创新活动成果[8]。
（三）参加科技竞赛
测控课程组老师同时担任中心管理的科技社团的指导工作，老师们积极引领学生参加科技社团活动，使学生将所学测控技术用于社团项目创新设计和技术研发中，并在科技活动中进一步拓展学生的测控知识和技能，2017年到2020年间，参加测控课程组老师指导的科技社团活动的人数为1035人。近年来测控组老师指导的竞赛获奖情况统计见表2。
科技竞赛是一个可以拓展课外实践的有效抓手[9]，是培养学生创新精神和实践能力的重要载体[10]。一方面学生在备赛、竞赛过程中，不断地思考、反复设计、试验，发现问题、解决问题，完成作品制作和调试。在这个过程中，增强学生对创新、创造的认识和理解，使学生能综合运用所学知识和方法去分析和解决问题，从而培养学生的创新思维和实践能力[7];另一方面，在竞赛的指导过程中，老师们自身也不断得到充实和提升，把竞赛中的成功案例引入到测控实习教学活动中，丰富完善测控实践教学内容和形式，这样，实验内容更贴近实际，不但可以提高学生的学习兴趣，还可以使学生学会主动思考和积极创新，从而更好地培养具有创新思维与实践能力的新工科人才[7]。
四、结束语
面向新工科人才培养的需求，测控实习课程问技术发展改内容，进行课程内涵建设，开设新的课程模块，更新课程知识体系;问学生志趣变方法，拓展课程外延，开展自主实践项目，引领学生参加大创项目和科技竞赛。学生有针对性地参与与自身相适应的层次开展测控实践活动，夯实基本技能，拓展知识体系，增强综合应用能力和创新能力。近几年自主实践人数、大创项目申报数、科技竞赛获奖数逐年提升，对创新人才的培养初见成效。
参考文献：
[1]陈龙，崔舒宁，房琛琛.基于项目驱动的开放实验课教学研究[J].工业和信息教育，2020（5）：43-47.
[2]石荣剑，岳丰田，张勇，等.覆盖工程建设全过程的生产实习教学体系构建[J].实验技术与管理，2020，37（1）：196-199.
[3]陈安，曾思明，刘银萍.基于工程教育的电工电子实践课程体系的构建与实践[J].中国现代教育装备，2019（11）：68-70+82.
[4]王春燕，刘华伟.研究型大学无机化学实验多层次教学体系改革探索[J].实验室研究与探索，2020，39（8）：196-200.
[5]王晶，黄宝娟，司婧，等.“测量与控制基础实习”的建设[A].高等学校国家级实验教学示范中心联席会西北、西南管理组第五届工作研讨会论文集[C]//西安：西安交通大学出版社，2015：249-251.
[6]王明伟，黄宝娟，张育林，等.测控实习课程考核评价体系的探讨与实践[J].高校实验室工作研究，2018（4）：115-117.
[7]姚利花，郭刚，张占东，等.学科竞赛和实践教学相融合培养新工科人才的研究[J].大学教育，2020（6）：38-40+53.
[8]付昌义，袁伟霞，赵唯佳，等.新工科背景下大学生创新能力调查与研究[J].中国教育技术装备，2019（6）：11-17.
[9]蔡越江，杜金莲，金雪云，等.以科技竞赛促进创新型人才培养[J].计算机教育，2020（8）：89-92.
[10]王世远.新工科建设背景下大学生科技竞赛的创新探索与实践[J].创新创业理论研究与实践，2020，3（13）：127-128.