《过程监测技术实践》专业学位课程教学改革研究

摘要：《过程监测技术实践》是控制工程专业面向专业硕士的核心实践课程，具有内容多、知识面宽、与实践结合紧密等特点。但由于课程课时设置有限，课程教学难以深入。本文对课程的教学内容、教学方法和考核方式进行了探讨，提出了以目标为导向，多样化、可选择的教学内容和分级考核、评价方法，增强了课程教学、考核的实用性和科学性，从而取得更好的专业硕士培养质量。

关键词：《过程监测技术实践》；专业硕士；目标导向；分级考核；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）02-0086-02

一、前言

现有的对专业学位研究生培养的研究成果主要针对在研究生培养过程中存在的不同培养模式的现状进行总结，从教育理论角度阐述不同培养模式存在的必要性[1]。早期针对专业学位硕士培养的研究主要以“厘清专业学位培养模式”、“完善专业学位研究生准入制度”、“建立专业学位考核和评估机制”为主要研究方向[2]，研究者对专业硕士的准入制度、培养目标、学位授予等环节进行了充分讨论。在此基础上，针对专业硕士实践教学环节的改革、设置和考核等问题逐渐成为研究焦点。

《过程监测技术实践》作为控制工程专业学位研究生的必修实践课程之一，涉及自下而上的一整套监测系统的构建：包括嵌入式数据采集系统的设计及实现、基于网络或总线的数据通信、监控服务器的数据接收、存储、显示等功能，是一门具有较强实践性的综合性课程。课程涉及内容多且广，难度系数高，学生之间还存在较大的知识结构和实践经历差异。如果实践类型和考核、评价方式单一，即使同学有学习兴趣也会由于畏难情绪而不能充分调动学生的学习积极性，从而影响专业硕士研究生工程能力的全面培养。

本文针对专业硕士培养过程中《过程监测技术实践》课程的实践环节教学与评价体系不完善的问题，基于专业硕士培养目标，从教学内容、课时分配、实践环节内容及考核评价方法的角度进行改革探讨。

二、课程教学中面临的问题

首先，存在教学内容多与授课课时少的矛盾。该课程至少涉及四门本科课程，作为本科课程的总结和提高，仍有许多理论知识需要讲解。如何在32学时的时间内完成授课和实践内容，必须规划好授课和实践内容，并合理分配相应的课时。其次，由于不能保证专业学位研究生在本科阶段选修了基础课程，造成学生之间的基础知识和实践能力参差不齐。《过程监测技术实践》课程作为一门专业硕士走出校门去企业实践之前的实践课程，必须能针对不同实践基础和知识结构的同学提供不同的实践内容和平台，并有相应的公平公正地评价学生对知识的掌握程度和工程实践能力的体系和标准。最后，专业学位研究生由于需要到企业实习半年，一般要求其所有课程在一个学期内完成，从而导致其学习非常紧张，课后难以保证有大量时间用于课程实践，因而要求课程实践内容不仅要完整还要紧凑，否则难以保证教学质量。

以上是在《过程监测技术实践》课程教学实践中所必须要考虑并解决的问题。

三、课程教学改革探讨

1.教学内容及实践平台设计。针对课程教学中的上述问题，结合过程监测中的信号特点、通信方式和完成功能，采用抽象被监测对象，突出功能实质的方式进行教学内容和实践平台设计。（1）数据采集模块。针对选课学生的不同知识结构，从MCS51、STM32和ARM处理器低、中、高三个层次介绍数据采集模块（含通信接口）的设计及其基本功能的编程实现。提供基于51单片机、ZigBee模块（51内核）、STM32和ARM9处理器为核心的数据采集模块作为多样性实践平台选择，满足不同基础学生的兴趣和需求。（2）数据通信。主要介绍基于Modbus协议的RS-485通信、基于Zigbee的无线通信、基于TCP/IP协议的网络通信原理及其编程实现方法，这是目前在工业现场应用最为广泛的三种通信手段。（3）监控服务器系统。实时数据的接收、显示及存储是监控服务器系统最基本的三种功能。本部分重点介绍数据库的插入、查询等功能的实现方法。通过结合TCP/IP网络通信协议、数据实时显示程序示例，完成数据的实时接收、数据库存储等功能的编程实现。教学内容和实践平台的体系结构如图1所示。

2.教学方法探讨。《过程监测技术实践》作为专业硕士的一门核心实践课程，其目标即是培养学生的工程实践能力以及理论转化应用的能力，因此采用“学习-实践-再学习-再实践”的知行合一的教学模式是合理的选择。授课采用针对典型工程案例进行分析讨论的教学模式。通过选取典型工程项目，将该工程的应用背景、工况条件以及相关要求告诉学生；然后围绕如何搭建一个完整的过程监测系统这一目标，采用引导式教学的模式让学生们根据实际工况设计出一个完整的方案，然后再一起讨论方案的合理性、可行性，最后给出相应的编程实例。通过这样的教学模式，旨在培养学生独立思考、自主学习和分析解决问题的能力。同时，由于选取的案例来源于实践，具有很强的实践性和针对性，对学生也有较强的说服力。

在实践环节，要求学生在各自所选硬件平台和编程实例程序的基础上进行功能扩展和完善。在源数据（数据采集模块获取）和结果显示平台（监控服务程序）都不具备的情况下，充分利用串口/网络通信调试助手等免费软件作为调试平台和人机界面，完成系统功能的编程、调试，为加深知识的理解和工程转化搭建桥梁。

四、课程考核体系的建立

课程的考核成绩是对学生所付出努力的认可程度。一个科学合理的考核成绩，能够进一步促进学生正确认识自己对知识的掌握程度，督促学生进行再学习。因此，走好改革“最后一里路”也至关重要。

本课程以实践环节为主要考核目标，强调个体能力的考评。考核内容分为三部分：第一部分为构建并实现过程参量监测系统，根据前述不同的硬件平台，按照难易程度划分四个不同评分等级的实践项目。每个学生作为一个被考核对象，可以根据自身能力选择相应等级的实践平台。该实践项目占总成绩的80%，并设定1.0、0.9、0.8、0.7作为相应的难度系数；第二部分是平时成绩的考核，包括课堂讨论、展示及发言等综合评定，该部分考核学生在平时课堂的参与性和积极性，占总成绩的10%；最后一部分是实践报告，主要论述在课程实践中的设计思路、实现方法及成果、不足之处，以及课程的意见建议等，该部分既能为每个学生精细打分提供依据，也能从学生那里获取对课程的反馈，教学相长，从而精益求精，使得该实践课程更加完善。

五、总结

采用以目标为导向、分级考核的教学模式，对于全面提高课程的教学质量，提升专业硕士研究生的实践能力有实质意义。

参考文献：

[1]胡领琳.学术性学位与专业学位研究生培养模式的特性比较[J].学位与研究生教育，2006，（4）：22-27.

[2]符建云.全日制专业硕士研究生实践教学改革的探讨[J].教育教学论坛，2011，（23）：10-11.

Study of Teaching Reform on Professional Degree Program "Practice on Monitoring Technique of Process"

LIN Wei-guo，WU Zhen，WU Hai-yan

（College of Information Science and Technology，Beijing University of Chemical Technology，

Beijing 100029，China）

Abstract：Practice on Monitoring Technique of Process is one of the core practical courses of the control engineering for master degree students，it has the characteristics of more contents，involving wide knowledge and combining with practice more closely. However，on account of the strained course time，the course teaching is difficult to in-depth. In this paper，the teaching content，teaching method and examination method are discussed，goal oriented teaching contents with multi-choice and grading examination and evaluation methods are proposed. The practicability and rationality in course teaching and evaluation are strengthened，and better cultivation quality is achieved.

Key words："Practice on Monitoring Technique of Process"；professional master；goal oriented；grading examination and evaluation；course teaching reform