更新实验教学理念培养仪器创新人才

1　引　言

　　100多年来,诺贝尔物理学和化学奖的事实表明,有三分之一是奖给那些在发展科学仪器或测量方法方面有杰出贡献的科学家。在以信息技术为先导的现代社会,大学教育的目的是培养有创新意识的人才。正如著名科学家钱学森院士[1]所言:“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术、通信技术三部分组成。测量技术是关键和基础。”可能是基于这种具有战略性的考虑,国家自1999年起在很多院校新增设“测控技术与仪器”本科专业,即将测量、控制、仪器三者有机结合在一起,以培养适应市场经济快速发展需求的人才。

培养具有创新意识的测控技术与仪器专业学生,除了教学内容与体系必须反映该学科的基本知识结构和技术特征,体现专业领域的新技术、新方法外,实验教学的理念也必须随之更新。将测量技术、计算机技术和通信技术不仅在理论上沟通、理解,还必须将其付诸实践,使学生在校期间,既掌握比较扎实的测控技术与仪器的理论,又具备解决工程测控技术问题的能力。

2　更新实验教学理念,培养创新意识

测控实验教学的最终目的不是为了验证某测量控制原理的正确,也不仅仅是学会使用工具软件,而是通过测量控制案例培养分析和解决具体问题的能力,培养一种实事求是的科学态度和勇于创新的探索精神,实验教学要将学生转变为独立的操作者和学习者[2]。基于这样的实验教学理念,在测试技术实验教学过程中,按照验证性实验、设计性实验、综合性实验依次递进、组织实验教学内容,积极不断地引导学生进行理论分析,结合实验系统的组成、各部分功能及其特征、各部分之间的联系及其阻抗匹配、实验结果的分析与处理等与课堂理论紧密结合,并贯彻始终。用理论指导实践,用实践加深理论、深化理论,使理论付之于实践,以理论来指导解决实验过程进而扩展到解决工程实践中问题的能力[3-6]。

3　更新实验教学手段,培养工程思维能力

“测控技术与仪器”专业多是在原“精密仪器”、“光学仪器”、“自动化仪表”、“几何量测量”、“热工测量”等专业基础上发展或综合而建立起来的[7-9]。受客观条件的限制,如经费、人力、原仪器设备等资源的制约,用以往的实验欲将信息获取、已获取信息的传输、计算机信息处理组成特定的测试系统实施起来难度相当大。

以我校为例,我校的测控技术与仪器专业是在公差教研室和测试教研室基础上合并组成的,其实验室人员和教师的知识结构相对而言比较单一,公差着重于几何量的测量原理、测量方法、测量仪器的了解与应用,且停留在静态测量层面,其实验手段如千分尺、百分表、干涉仪等均只能测量静态的几何长度变化,动态响应特性远满足不了现代测试技术的要求,而测试实验室则以动态测试为目标,以传感器、放大器和记录仪器组成动态测试系统,但受条件所限,往往缺少标准量比较的手段,使测量系统输出值备受怀疑。