测控技术专业实验室改革

徐　君，姚恩涛，陈　虢，彦　颜

(南京航空航天大学　自动化学院，南京　210016)



测控技术专业实验室改革

徐君，姚恩涛，陈虢，彦颜

(南京航空航天大学自动化学院，南京210016)

摘要实验教学在高校教育中起着举足轻重的作用。文中针对当前高校实验教学的状况，以南京航空航天大学测控技术实验室建设为例，分析了高校实验教学的现状与不足之处，同时提出了实验教学改革与创新的具体建议。

关键词测控技术；实验教学；改革；创新

测控技术专业是高等学校光、机、电等学科相结合的大类专业，每年为国家输送了大量工程技术人才。实验教学作为高等教育的重要环节，在提高学生实践能力、创新能力和科学素养等方面具有理论教学不可替代的作用[1]。

1测控技术专业实验室的现状

南京航空航天大学测控技术专业实验室自成立以来，一直围绕着强化实践性环节这一核心，在使学生掌握理论知识的同时，加强动手能力的培养，注重理论教学与实践教学的结合，较好地满足了社会的人才需求。但就实验室现状来看，也存在一些亟待解决的问题，突出表现在几个方面：实验室资源利用率较低，浪费严重；设备购置前瞻性不足，容易过时；教学环节中对实验教学环节的重视度还不足，有些实验内容过于呆板，背离启发式、发散式的教育宗旨等。因此，改革实验教学，势在必行。

1.1老旧设备严重浪费

随着对实践教学要求的不断提高，设备的精度不断提高，数量也不断增加。例如：从最初的模拟式万用表，过渡到数字式万用表；从数字式四位半万用表开始，随着测量精度的要求提高，逐渐增购了一些七位半的数字式万用表；从信号的稳定性和精度要求出发，一些老式的信号发生器、示波器、电源也逐步被淘汰。另外，随着学生数量的增加，以及本着每人一台实验仪、确保人人都动手的准则，设备的数量也在不断地增加。对于淘汰设备的管理与处理，又不得不思考的一个问题。以往这些淘汰的设备，往往因实验室的搬迁或管理不善出现了流失现象，导致实验室资源存在着较为严重的浪费现象。

1.2新设备盲目购置

教学环节或科研工作中待需购置的设备，经申请批准通过后，就可购入，由实验室人员统一管理这些设备。然而，有些设备在项目验收通过后，就出现了无人问津的现象，甚至有些在项目的预期规划中是要求购置的设备，在项目展开过程中，发现根本无需该设备，导致了经费和资源的浪费。

1.3已有贵重仪器、设备利用率不高

传统观念中，高校长期以来普遍存在着重视理论教学、轻视实验教学的弊端，导致对实验人员队伍的不重视[2]。再加上政策上的不配套，使得实验室人员知识更新慢，内心产生失落感，影响了实验教学的质量。

随着科学技术的迅猛发展，新知识、新技术、新仪器、新产品不断涌现，我校测控技术专业在仪器设备的数量和档次上有明显的改善。但因实验人员没有机会去外面交流学习，故对新设备的技术掌握程度有限，加上缺少对实验室工作人员培训等，设备在部分教师科研项目使用后或实验课程开设后未得到很好的利用，闲置时间较长。如近几年我们增加了电磁无损检测研究方向，其中的很多新技术，如磁记忆检测、电磁超生等，在我校起步比较晚，但在国民经济中有广阔的应用前景。为了探索这些技术，我们先后购置了阵列式涡流探伤仪、超声/磁记忆检测仪等，这些设备的价格都很昂贵，但因我们对无损检测的研究开展较晚，许多教师对设备的应用不充分，实验室人员也缺少对设备使用的培训机会等，直接导致这些贵重仪器利用率不高和较长时间的闲置。

1.4实验环节薄弱

随着对实验教学重视，原来在实验室工作的人员也由主要承担实验的日常管理向教学节转变。但在转变过程中先后出现一些不可忽略的问题，如出于对学生安全的考虑，部分实验教师取而代之，学生在实验的环节仅仅充当观察的角色；部分实验的内容过于简单，学生在实验中动手能力的提高达不到预期的效果；利用自制的实验面板完成实验，学生通过实验仅能看到一些现象，而对现象产生的原因以及出现故障的原因很难排查与理解；现有的部分实验手段不能实现理论知识与实践环节很好地结合等。

1.5实验内容死板

以往的实验教学环节，只是对照书本理论知识设计了一些实验，加强了对理论知识的理解，但本对学生进行启发。如某应用实验用自制的实验面板，在学生仅需简单的跳线，连线即可完成硬件工作，再通过计算机输入语言，最终编译、调试实现实验的预期结果。学生实验结束后，若因硬件出现问题，很难自行排查。所使用的芯片在理论课上老师已经一一讲解，因面板的集成化，省略了学生自行搭建电路的过程，不利于学生创造性思维培养。再加上实验课时的限制，学生难以在规定时间里完成自行搭建电路实验。

1.6实验室利用率不高

实验室一般只有实验课使用，虽已实现了完善的借用登记制度，但平时很少有学生或老师借用，非实验课时实验室的利用率不高，实验室内部的设备闲置，有些实验设备一学年才开一次，其余的大部分时间也无人问津。在下次开设实验前，准备、校准、调试时发现很多已经因闲置太长已老化，实验的精度设备达不到预期的要求，有些甚至已经损坏。

2实验室改革的几点建议

针对以上问题，实验室的改革迫在眉睫。

针对实验室资源浪费、盲目采购现象，合理采购是着重改进方面，对淘汰设备的处理也应重点考虑。老旧设备与高灵敏度、精度的需求冲突越来越明显，实验室加大了采购的力度。学校通过申报、预审、现场评审以及最后审定一系列环节实现对采购量、采购种类以及采购力度的控制，尤其对一些贵重设备的采购，应加大评审力度，确保采购完成后仪器的价值得以实现。

对淘汰的设备可以采用回收利用盘活的方法，将其应用到课程设计中，或组织电子竞赛，利用这些现有的废弃资源，开发新的产品等。对于仪器在借用过程的浪费现象，采用严格的登记政策，记录设备的流通过程，杜绝了设备在流通过程中的遗失现象。

部分设备利用率不高，闲置时间较长，出现这些现象的原因大致有两点：其一该设备所使用的研究领域正处于探索阶段；其二设备的使用不明确。实验室先后邀请了一些该仪器的生产厂家，对设备的使用作了诠释。随着研究领域的扩大，部分教师也正让这些设备发挥着越来越重要的作用。教师通过会议交流，多学习，多探讨，加强了与外界的联系。

鼓励实验课上人手一台，独立完成实验，针对有些学生因资源有限没有机会动手的现象，可以通过分批多次进行的模式开展实验。多鼓励学生设计实验，或在老师的带领下多研制出一些结合科研项目或是贴近当前的热点和现实问题的实验，如设计电子秤、万用表、收音机、声光控制的机器猫和充电器等。一些常规的设备，如示波器、电压、信号发生器、万用表等，学生在实验课的环节，应作为训练基本技能熟练使用，为以后的开放式实验环节打下坚实的基础。

针对教学环节中对实验环节的重视还不足的现象，增加学生在实验过程的安全意识。例如：学生搭建的电路在老师检查后再通电的原则，以防发生短路损害仪器设备，触电危害人身安全；电路的调试过程中，可通过理论分析和对实际信号的监测比较，更好的检测和理解理论知识。

我们针对实验内容死板，背离启发式、发散式教育现象，设计出“以学生兴趣为主，基于项目的实验教学”模式，提高了学生理论知识应用能力和工程实践能力。在做好现有基础实验的同时，实验室工作人员应和教师沟通协调，设计一些基于项目的优质实验。实验中，充分考虑学生已有的知识和实验技能，让学生自己动手，激发学生的兴趣[3]。

针对实验室利用率不高现象，不是简单地要求延长实验室开放时间，而是要让有限的实验室资源更好地、尽量多地为实验教学和学生服务[4]。在不影响正常的实验教学的同时，实验室对外开放建立完善的借用、还用实验室登记手续，学生可以凭借学生证使用实验室场地和内部的设备。借用实验室的学生，应严格遵守实验室的规章制度，确保实验室整洁，实验设备的无人为破坏，用电安全等。

随着教学改革的深化，实验教学比重增加，实验室的工作人员也不断认识到自己的价值，再加上学校上级主管部门的重视，大家从思想上真正认识到自己的责任和使命[5]。实验老师对要开设的实验课作大量充足的实验前准备，再结合“一对一”辅导，保证实验的质量。同时从实验室的利用角度考虑，加长实验室的开放时间，学生以自愿为原则，在教师的指导下，在实验室老师的配合下，自选实验器材，完成一些课题。针对部分学生懒动手、怕动手的缺点，采用必修课的方式，慢慢培养他们兴趣，逐步提高他们的动手能力。

3结束语

实验室改革与创新是一个长期的不断探索的过程，本文对测控专业实验室改革做了一点探索，改革之路任重道远。

参 考 文 献

[1]丁晓昌.深化改革创新机制全面开创实验教学与实验室建设工作新局面[J].实验室研究与探索，2005，24(10):1-3.

[2]赵枫.高校院系级实验教学中心建设的研究与探索[J].赤峰学院学报(自然科学版)，2011，27(8)：228-229.

[3]杨文明.实验教学项目的开发设计与策略[J].喀什师范学院学报，2014，35(3):52-55.

[4]林建中，王明伟.综合开放实验室高效运行方法的研究[J].实验科学与技术，2013，11(1):124-126.

[5]党传升.加强实验室建设与管理，适应创新人才培养需要[J].北京邮电大学学报(社会科学版)，2003，5(2)：45-47.

Reform of Test Engineering Professional Laboratory

XU Jun，YAO Entao，CHEN Guo，YAN Yan

(CollegeofAutomation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)

AbstractThe experimental teaching plays an important role in higher education.This paper in view of the current situation of the experimental teaching in Colleges and universities，analyzes the status quo and deficiency of the current experimental teaching such as many years operating experience of the Test Engineering Laboratory of the Department，Nanjing University of Aeronautics & Astronautics.According to these defects，it offers some specific suggestion to reform and innovation.

Key wordstest and control techndogy；experimental teaching; reform; innovation

收稿日期:2015-04-01；修改日期:2015-05-21

基金项目：南京航空航天大学十二五专业提升建设基金(011482)。

作者简介：徐君(1981-)，女，硕士，实验师，主要从事实验室建设与仪器维护管理、无损检测方面的工作。

中图分类号G482

文献标志码A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.02.067