中国“智造”背景下《电气测量技术》课程教学改革与探索

中国“智造”发展趋势下技术型人才需求

随着德国“工业4.0”、美国的“工业互联网”等一系列国家战略的提出，我国在2015 年首次提出“中国智造”与“互联网+”等概念。而我国制造业如何利用新一代信息技术从“制造”升级为“智造”，则需要大量的工程技术型人才。为应对中国智造的需求，培养出适应中国“智造”的制造业的工程技术人才刻不容缓，高校在电气工程人才培养过程中就需要不断创新。

《电气测量技术》作为电气自动化专业的重要课程，是培养中国智造技术人才的重要课程，徐州工程学院对《电气测量技术》课程的调整开展了有益思考与探索，引入CDIO 工程教育理念，改变传统的教学模式，促进学生的创新意识和实践能力的提高，在教学改革过程中具有重要意义。

课程教学现状

理论教学。由于本课程集电路、模电、数电等基础知识为一体，理论性和实践性都非常强，加上电工仪表本身的复杂程度，使课堂教学更注重讲授知识的基础性和系统性。一方面，重点讲授各种模拟式仪表的组成及原理等，数字式仪表的知识和技术难点课堂教学课时分配较少，针对中国智造技术领域的知识更是一带而过；另一方面，当涉及到实际工程应用时，均以电路图或原理图为背景，例如HFJ-8 型毫伏计总电路图、DX2 无功电能表接线图，课堂讲解与工程实际的应用偏差较大，学生感觉比较抽象。总体而言，中国智造的新知识、新技术在教学中更新较慢。

实验教学。我院的实验教学以验证性实验为主，且现有实验设备高度集成，学生做实验时看不到其内部结构，只能对外部端子进行简单接线，然后手工记录数据，整个实验过程无法将理论与实际的元器件联系起来。课程教学改革与 探索教学内容改革。《电气测量技术》是电气工程及其自动化专业的重要课程，我院在保留其主干内容的基础上，适度缩减与工程实际差距较大的理论讲授课时，着重加大关于智能仪器与虚拟仪器的原理与控制技术等的分析和阐述，借此夯实学生关于“智造”技术的理论基础，并逐步增加“虚拟仿真”、“半实物仿真”等技术的讲解，通过调整使新的课程能满足中国智造人才培养的需求。

教学方式改革。在理论教学过程中，教师发挥着重要的作用，而学生是教学活动的主体，需要充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。例如更多采用多媒体动画演示、结合NI Multisim 软件所搭建仿真模型、中国智造技术视频展示，和项目小组讨论等多种方式，对工程实际电气测量系统进行深入的学习。同时注意提高学生新技术实验与实践成绩占课程总成绩的比重，鼓励学生注重探索新知识，适度降低其考试成绩的比重。

在实验教学过程中，充分利用我院创新创业训练计划项目，采用CDIO 培养模式，在授课班级中开展项目小组讨论的形式，围绕智造课题进行项目构想、设计、实施、运作、改进以及答辩讨论。每个项目小组中的学生至少一次作为项目负责人，提升学生的个人技能和团队协作能力。针对智造课题，学生自由组合、自主选题，在开始阶段，学生充分利用文献数据库及网络资源，形成项目的整体推进思路；在推进过程中，课题负责人对课题进行分解，对具体工程实现进行设计、实施和改进；在答辩讨论阶段，负责人将课题进展结果以PPT 加以展示，班级同学可就其结论和本文对我国“智造”发展趋势及技术性人才需求进行分析，以电气自动化专业课《电气测量技术》的课程教学改革为研究对象，提出了中国“智造”背景下对该课程的教学改革和探索思路。以CDIO 工程教育理念为指导，将本课程理论教学与工程实际应用两者间的差距作为关键因素，重点阐述对课程教学内容、教学方式及实践教学等三个方面的改革方法，为电气工程及其自动化专业的教学改革提供了借鉴经验，激发学生对本课程的学习兴趣，提高学生的自学能力、实践动手能力以及创新能力。观点展开讨论，最后要求上交纸质论文（或样机实物或虚拟仿真系统），教师对成果进行综合评定，并计入课程总成绩。实践教学分阶段能力提升。在实践教学过程中，按照项目设计- 系统仿真- 实施改进三个层次的渐进过程。在项目设计阶段，学院组织教师结合企业智造方面的需求和教师科研课题进行命题，学生分小组选题，并据课题进行协作设计。设计完成后，学院评审委员会进行设计的评讲活动，并对创新设计成果进行奖励。

在系统实现阶段，充分利用我院大学生创新训练计划专项经费，解决学生理论与实际脱节的问题，利用NI Multisim 的虚拟仪表，开展了系统仿真，虚拟仪表工具箱在元件库中提供的电气元器件能够反映相应实际元器件的电气特性；在虚拟仿真系统的搭建过程中，可切实体会系统的实际搭建过程，激发了学生独立动手实践的积极性。

在实施改进阶段，学院组织评审委员对系统的实现进行再评讲活动，提出实施改进意见，让学生对其实现成果进行完善，从而进一步提高成果的质量水平。2017 年我院购置NI ELVIS 等多套教学平台，电气测量技术的实验内容就做了相应的调整，在虚拟仿真系统的研究下，增加工程实践训练内容。要求学生能设计实验控制系统的具体接线图，列出步骤；能够对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题，能够综合实验数据，解释实验现象并撰写实验报告。实施了从构思到运行的一个全CDIO 过程，达到培养学生全面的专业、个人、职业、团队、交流及社会意识与能力。

我院以电气工程及其自动化专业为依托，以培养应用型“智造”技术人才为目的，在《电气测量技术》课程中实施了教学改革。从教学效果来看，使学生在掌握了专业基础知识的前提下，经过工程实践训练，提高了学生的综合素质、团队协作能力和创新能力，为今后教学改革提供了借鉴经验，从而激发学生的学习兴趣。基金项目：徐州工程学院2017 年度校级教育教学研究立项课题（YGJ1719）

( 作者单位：徐州工程学院 信电工程学院)