培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生，除了教學(xué)內(nèi)容與體系必須反映該學(xué)科的基本知識結(jié)構(gòu)和技術(shù)特征，體現(xiàn)專業(yè)領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法外，實驗教學(xué)的理念也必須隨之更新，將測量技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)不僅在理論上溝通、理解，還必須將其付諸實踐，使學(xué)生在校期間，即掌握比較扎實的測控技術(shù)與儀器的理論，又具備解決工程測控技術(shù)問題的能力。楊叔子院士指出：實踐是根本。

一、更新實驗教學(xué)理念 培養(yǎng)創(chuàng)新意識

測控實驗教學(xué)的zui終目的不是為了驗證某測量控制原理的正確，也不僅僅是學(xué)會使用工具軟件，而是通過測量控制案例培養(yǎng)學(xué)生分析和解決具體問題的能力，培養(yǎng)一種實事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的探索精神，實驗教學(xué)要將學(xué)生從依賴者轉(zhuǎn)變?yōu)楠毩⒌牟僮髡吆蛯W(xué)習(xí)者。

基于這樣的實驗教學(xué)理念，在測試技術(shù)實驗教學(xué)過程中，按照驗證性實驗、設(shè)計性實驗、綜合性實驗依次遞進(jìn)組織實驗教學(xué)內(nèi)容，積極不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論分析，結(jié)合實驗系統(tǒng)的組成、各部分功能及其特征、各部分之間的及其阻抗匹配、實驗結(jié)果的分析與處理等與課堂理論緊密結(jié)合，并貫徹始終。用理論指導(dǎo)實踐，用實踐加深理論、深化理論，使理論付之于實踐，以理論來指導(dǎo)解決實驗過程中進(jìn)而擴(kuò)展到工程實踐中問題的能力

二、更新實驗教學(xué)手段 培養(yǎng)工程思維能力

“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)多是在原“精密儀器”、“光學(xué)儀器”、“自動化儀表”、“幾何量測量”、“熱工測量”等專業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展或綜合而建立起來的。受客觀條件的限制，如經(jīng)費、人力、原儀器設(shè)備等資源的制約，以往的實驗欲將信息獲取、已獲取信息的傳輸、計算機信息處理組成特定的測試系統(tǒng)實施起來難度相當(dāng)大。

以我校為例，我校的測控技術(shù)與儀器專業(yè)是在公差教研室和測試教研室基礎(chǔ)上合并組成的，其實驗室人員和教師的知識結(jié)構(gòu)相對而言比較單一，公差著重于幾何量的測量原理、測量方法、測量儀器的了解與應(yīng)用，且停留在靜態(tài)測量層面，其實驗手段如千分尺、百分表、干涉儀等均只能測量靜態(tài)的幾何長度變化，動態(tài)響應(yīng)特性遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代測試技術(shù)的要求，而測試實驗室則以動態(tài)測試為目標(biāo)，以傳感器、放大器和記錄儀器組成動態(tài)測試系統(tǒng)，但受條件所限，往往缺少標(biāo)準(zhǔn)量比較的手段，而使測量系統(tǒng)輸出值是否真正為所測量備受懷疑。傳感器作為現(xiàn)代信息技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)—信息準(zhǔn)確獲取，其原理特征無疑是學(xué)習(xí)者關(guān)注的焦點、重點、難點?，F(xiàn)在多采用傳感器綜合實驗臺，這種設(shè)備將各種常用傳感器集成于一個臺架上，配之相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路，以微動螺旋進(jìn)給機構(gòu)將輸入位移（力）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出，由表頭顯示出來，這種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，但于傳感器原理的驗證，它與工程思維訓(xùn)練相距甚遠(yuǎn)，以此培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識也難達(dá)目的。

實踐出真知，實驗教學(xué)欲培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，必須更新實驗手段，使學(xué)生在校就接受工程實際，及早進(jìn)入角色，為走出校門后解決實際問題奠定基礎(chǔ)。

1.以工程用傳感器替換原理式傳感器

工程用傳感器考慮到環(huán)境灰塵、潮濕、振動等因素，其結(jié)構(gòu)抗干擾能力很強，而傳統(tǒng)教學(xué)實驗用傳感器僅以驗證原理為目的，其結(jié)構(gòu)簡單直觀，精度指標(biāo)也無法考證，為培養(yǎng)學(xué)生工程意識，實驗教學(xué)過程中，以工業(yè)工程中用磁電式、接近式、感應(yīng)式、光電式、電容式等傳感器替代傳統(tǒng)的原理式，使學(xué)生目睹現(xiàn)實中的元器件與教科書的結(jié)構(gòu)原理之間的異同，理論實際，樹立工程意識。

2.以集散式測試系統(tǒng)取代積木式系統(tǒng)

如前所述，傳統(tǒng)測試系統(tǒng)為簡便、簡化考慮，將不同類型的傳感器像積木一樣堆積在一起，而工程實際的測控系統(tǒng)，各被測量往往是分散的，實用的測控系統(tǒng)必須將各被測點的被測量從不同的幾何空間被傳感器感知而傳輸至控制的核心。為此，更新后的現(xiàn)有的實驗設(shè)備，傳感器彼此獨立，其位置可在一定空間任意布置，經(jīng)不同接口傳輸至計算機，由計算機集中處理、顯示不同被測對象輸入與輸出之間關(guān)系，使學(xué)生有面對工業(yè)對象的體驗，體會到學(xué)習(xí)、實驗的樂趣，在自覺不自覺的耳濡目染、動手動腦的潛移默化之中漸漸樹立工程意識，創(chuàng)新意識。

三、更新實驗教學(xué)方法 培養(yǎng)工程能力

更新實驗手段只為創(chuàng)新意識、解決工程實際問題能力培養(yǎng)提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)，可視其為硬件。實驗教學(xué)作為一種實踐教學(xué)系統(tǒng)，要取得實驗過程的優(yōu)化效果，必須輔以相應(yīng)的軟件，即實驗教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。

由于受傳統(tǒng)實驗手段的制約，實驗教學(xué)過程中往往以驗證原理為目的，學(xué)生處于被動的接受狀態(tài)，其實驗指導(dǎo)詳細(xì)再詳細(xì)，從實驗?zāi)康?、原理、設(shè)備到操作步驟、數(shù)據(jù)處理幾乎由教師手把手教?，F(xiàn)有實驗設(shè)備，各種傳感器及其相應(yīng)中間轉(zhuǎn)換單元彼此獨立，同一實驗平臺可因?qū)W生的興趣，被測對象的不同組成不同的測量系統(tǒng)，其輸入輸出的關(guān)系也相距甚遠(yuǎn)，學(xué)生只要按教學(xué)要求，其設(shè)計的測量系統(tǒng)輸出能準(zhǔn)確實時反映輸入的變化即可。這種情況下，實驗教師的主要任務(wù)是“導(dǎo)”，而不是“教”，把教學(xué)的有*留給學(xué)生去動手、思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不可能一蹴而就，它以基本操作技能、調(diào)試分析能力為基礎(chǔ)，沒有一定的理論指導(dǎo)和親手臨場的經(jīng)驗積累，不可能達(dá)到真正意義上的設(shè)計和創(chuàng)新。而調(diào)試分析能力的培養(yǎng)在教師適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)下，經(jīng)多次反復(fù)摸索、鍛煉才能提高，為設(shè)計創(chuàng)新打好基礎(chǔ)。以光纖傳感器應(yīng)用實驗為例，傳統(tǒng)的實驗裝置，教師將光源、調(diào)制器及計數(shù)器等安裝在一起，學(xué)生做實驗時只抄下計數(shù)器的數(shù)字即可?，F(xiàn)在的實驗采用模塊化結(jié)構(gòu)，光電傳感器、光導(dǎo)纖維接收端、發(fā)射端、計數(shù)器、被檢物體、傳送帶等均由學(xué)生動手在機械平臺上自由組裝。由光纖、光電傳感器原理可知，其輸出與輸入關(guān)系受被測物體、接收端與發(fā)射端的位置等影響很大。由于經(jīng)驗的缺乏、動手能力的欠缺，初次動手的學(xué)生其自我建立的檢測系統(tǒng)，難免出現(xiàn)這樣或那樣的問題，若有教師的適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，加之學(xué)生動手參與過程中的經(jīng)驗或體會，邊調(diào)試、邊安裝、邊發(fā)現(xiàn)問題、邊解決問題，使學(xué)生在自我參與的全過程中，邊摸索、邊提高、在摸索中提高、在提高的基礎(chǔ)上獲取探索的真諦。

教師采用多媒體對工程問題、相關(guān)知識、儀器使用方法、實驗要求等進(jìn)行講解。學(xué)生在教師指導(dǎo)下，先根據(jù)教師提出的工程問題，查閱參考資料和相互討論，設(shè)計實驗方案，列出實驗儀器設(shè)備清單并提交指導(dǎo)教師，經(jīng)指導(dǎo)教師審核批準(zhǔn)，然后由學(xué)生進(jìn)行實驗，zui后由學(xué)生獨立完成實驗報告。指導(dǎo)教師在指導(dǎo)實驗過程中重在提出問題，引導(dǎo)學(xué)生在實驗中分析問題，解決問題。當(dāng)學(xué)生遇到難點時，指導(dǎo)教師先不急于給出答案，僅提示思路，給學(xué)生留足思考的余地，鼓勵學(xué)生突破現(xiàn)有的理論和方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、改革學(xué)生實驗成績評定方法

改革課程考核方法，增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在該課程考核中的加權(quán)值，綜合評定學(xué)生實驗成績。實驗教學(xué)在很大程度上促進(jìn)了學(xué)生的理論知識與實踐知識的融合。但以往的實驗成績，多根據(jù)實驗報告的優(yōu)劣評定，這樣有失公允，從而造成學(xué)生實驗成績與實驗表現(xiàn)、實驗?zāi)芰Σ幌喾默F(xiàn)象，其結(jié)果必然影響學(xué)生參與實驗的主動性和積極性，降低學(xué)生參與實驗的興趣，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力的培養(yǎng)。為此我們制定了《實驗教學(xué)考核表》，由指導(dǎo)教師依據(jù)每個學(xué)生在實驗過程中的表現(xiàn)及其他指標(biāo)，實時給出評定成績。

在學(xué)生實驗成績評定時注重保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)新激情。教師要注意及時表揚有新思想、新創(chuàng)意、新方案的學(xué)生，盡管有些新方案不能實施，但獨立思考的學(xué)生值得贊賞。如果學(xué)生針對具體工程問題提出了一種新的解決辦法，但實驗結(jié)果證明這種新的解決辦法是錯誤的或不合適的，如果該學(xué)生所設(shè)計的實驗方案是科學(xué)的，實驗過程是嚴(yán)密的，那么這個學(xué)生的本次實驗成績?nèi)钥稍u定為較高的分?jǐn)?shù)。

五、改革效果

上述研究成果經(jīng)3年的教育教學(xué)實踐，取得了顯著效果，測控技術(shù)與儀器學(xué)生的實踐能力和動手能力得到明顯提高。學(xué)生對改革措施普遍歡迎，滿意度大幅度提高。我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生積極參加校內(nèi)、外各種課外科技制作活動，在全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、河南省和全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”等省級以上大賽中獲獎15項，在《機器人技術(shù)與應(yīng)用》、《礦山機械》等期刊上發(fā)表科技論文3篇。