于红霞，杨利，宋孚红，尹常永

(沈阳工程学院 国际教育学院，辽宁 沈阳 110136)

测量技术及仪表类课程改革初探

于红霞，杨利，宋孚红，尹常永

(沈阳工程学院 国际教育学院，辽宁 沈阳 110136)

“热工测量及仪表”是生产自动化、热能与动力工程等专业的必修课。由于其培养方案多年未修订，课程内容及实施过程已远远落后于市场的需求。针对这一现状，有必要对原有课程体系进行重新修订。教学改革中，首先应以培养学生的职业岗位能力为目标，确定整个课程的教学目标，再根据教学目标确定课程具体内容，然后以具体的岗位职责任务设计学习情境，最后按照认知规律合理有序安排教学内容，保证课程内容有效的落实。

测量技术及仪表;职业能力;试题库管理

“热工测量及仪表”又称测量技术及仪表，是一门应用性与实践性很强的专业课，是生产自动化、热能与动力工程等专业的必修课。在自动化及相关学科领域，测量技术对整个学科的连续性和完整性起着重要的作用。随着过程工业向大规模、高效率、智能化方向发展，大量新型仪表和先进的测量技术不断涌现，对现场工作人员提出了更高的要求。但经过现场调研分析后发现，现行的测量技术及仪表课程的培养方案已经远远不能满足行业的需求，亟需改进。

一、现状分析与解决思路

“测量技术及仪表”课程具有学时少、涉及知识面广、内容抽象且更新速度快的特点。目前很多高等学校的“测量技术及仪表”课程的培养方案多年未修订，课程内容及实施过程已远远落后于市场的需求，这主要体现在智能仪表部分的缺失、仪表校验方法落后等方面。在实施过程中还存在着理论与实际脱节严重、实践环节严重不足等问题。为了实现应用型人才的培养目标，有必要根据市场的需求和行业的发展现状，对原有课程体系进行重新修订。在教学改革中，如何利用先进的技术手段和科学的教育理念加强课程的内涵建设、提升学生对该门课程的兴趣、提高教学质量，是该门课程任课教师需要认真研究的问题。在教学改革中，首先应以培养学生的职业岗位能力为目标，确定整个课程的教学目标，再根据教学目标确定课程具体内容，然后以具体的岗位职责设计学习情境，最后按照认知规律合理有序安排教学内容，保证课程内容有效的落实。具体的课程改革思路如图1所示。

图1 测量技术及仪表课程改革思路

二、课程内容开发

为了解行业的最新发展状况和需求，首先应进行有效的调研，通过电话、邮件或网络方式进行问卷调查，收集行业的典型工作任务描述，经过归纳整理后得到典型岗位和典型岗位任务描述。工作任务描述为该领域课程开发和设计提供简洁、基本而又重要的信息。岗位任务描述中隐藏着该职业重要的知识要求和技能要求，与课程目标有着直接的联系。只有在充分了解典型工作任务的内涵及其过程后，才能科学地确定课程目标与课程内容。根据调研得到自动化及仪表行业典型工作任务和任务描述。典型岗位可分为与测量技术及仪表有关的研发、应用、销售和维护。然后进行能力分解，整理出课程内容，最后再对内容进行整体优化和局部调整。下面以火电厂热工检修岗位为例，详细说明测量仪表课程内容的确定过程。

该岗位责任包括对本班组所辖所有自动控制仪器、仪表进行日常巡回检查和维护，以及定期检修，并作好巡检记录;做好备品、备件计划，以保证机组正常运行所需;修旧利废;定期校验温度、压力、轴位移、振动仪表，并出据检定记录等。工作内容包括:①检测元件(温度、压力、流量、转速、振动、物位、火焰等物理量及其他的一次传感器)的检修和定期校验。②脉冲管路(一次阀门后的管路及阀门等)的检修。③二次线路(补偿导线、补偿盒、热工仪表及控制装置的电缆、电缆槽架、支架、二次接线盒及端子排等)的检修。④二次仪表及控制设备(指示、记录、累计仪表、数据采集装置、调节器、操作器、调节执行器、运算单元及辅助单元等)的检修。⑤保护联锁及工艺信号设备(保护或联锁设备、信号灯及音响装置等)的检修。⑥所有风门的电动执行机构的检修。⑦电动阀门电动机构的检修。⑧所有调节型电动门电动机构的检修。⑨气动门控制电磁阀和反馈装置的检修。⑩炉膛火焰和汽包水位监视系统的检修。（11）给煤机控制柜的检修。（12）汽水分析系统热工仪表的维护。（13）化水车间热工仪表的维护。（14）燃运车间热工仪表的维护。根据以上分析确定工作内容中的工作对象、工具、方法和组织形式，再进行能力分解，最后确定课程内容包括温度、压力、流量和液位等测量仪表的安装、使用和检修等。

对能力分解进行归纳总结，可以得到新的课程体系，如图2所示。对比新旧课程体系可以发现，原有的体系中存在的学时分配不合理，知识陈旧等问题，在新的课程体系中已被克服。例如原有课程体系中模拟式显示仪表部分占用6学时，而对智能测量仪表部分只要求做简单了解，这显然不能满足现实需求;在流量检测仪表部分，对体积流量的测量方法介绍得比较全面，对直接式的质量流量计却没有要求。目前环保行业对质量流量的直接测量要求较高，相应的测量技术和仪表也比较成熟，所以新的体系中加入了质量流量的直接测量部分内容。总的来说新的课程体系对原有课程体系的内容进行了优化、整理和补充，利用脑图系统建立了课程的内容体系，并根据反馈情况不断地优化授课内容。

图2 “热工测量及仪表”课程体系

职业能力分解中的专业能力需要专业知识和实践能力作为支撑。一方面要满足职业能力的要求，同时又要保证学科的完整性和连续性，因此，应把教学任务分解为测量基础知识、温度测量及仪表、压力测量及仪表、流量测量及仪表、料位测量及仪表、成分分析仪表等单元。每一单元的教学可根据岗位需求不同，将授课内容分为基础知识、仪表组成和安装、原理介绍和分析、故障原因和故障排除四部分。不同的岗位能力需求对四方面的要求也有所不同，如基础知识在四种岗位中都需要掌握，而对于故障排除的内容显然是想从事仪表应用和维护方面的学生应该重点关注的内容。

三、基于实践的学习情境开发

实践操作是重要的学习情境。科学合理地设计实践环节对课程改革起到关键的作用，而且部分专业能力和个人能力的培养可以通过实践环节得到锻炼和加强。所以根据培养方案和授课大纲对实践环节进行改革应是工作的另一个重点。该门课程的应用性与实践性很强，所以设计科学、执行有力的实践环节是课程教学成功与否的关键。对于实践环节的设计，可根据课程内容及特点和学校软硬件资源情况，将实践内容分为演示性实验和动手操作性实验。

仪表课程具有学时少、内容多的特点，很多教学内容如果没有实验作支撑会很枯燥，学习效果也很难保证，而部分内容又不宜单独开设实验课并占用大量学时。为了解决这一矛盾，开设大量的演示性实验，并融于理论教学之中，就能充分体现理论与实践相结合的原则。演示性实验分为理论教师课堂演示、实验室演示和多媒体视频演示。采用何种演示形式取决于实验内容和资源情况。以热式流量计演示实验为例，由于体积较大，不适合教师课堂演示，实验室也没有相应的资源。为了加强授课效果和学生对知识的掌握，多媒体视频演示成为一个有效的方法和手段。热式流量计演示实验动态地展示了流量计的工作原理、结构和安装等内容。多媒体演示实验可全方位、多层面、形象生动地向学生展示仪表的相关内容，课堂效果明显。原则上任何一个演示实验都可以用多媒体视频完成。但是，多年的教学经验和学生反馈显示，对于部分演示性实验，教师的直接演示效果要优于多媒体演示。所以在教学实践中可根据学生的评价和课堂效果，动态地对演示实验进行优化和重新整合分类。例如在压力仪表的结构实验中，教材中的图片呆板，语言描述枯燥;多媒体演示形象，但学生很难在脑海中形成立体思维。而老师在讲台上一步一步地拆解，缓慢地讲解，学生很容易接受新的知识点，形成印象，即使不完全明白，课下也可以靠近仔细观察，直至掌握该部分内容。总的来说，对这类知识点的演示实验，多媒体演示要稍逊教师演示。当然在学时充足的情况下，二者结合使用效果会更好。

动手操作性实践根据利用的资源和内容不同，又分为综合性实践和单项加强型实践。其中综合性实践主要根据课程大纲要求和实验室条件开设，它将多种实践能力和个人能力融于实验当中。每个综合性实践项目有详细的实验指导和说明，学生在实验室独立或合作完成相应的工作。完成后需要提交实验报告和分析，针对问题能够提出改进方案或解决办法。以热电偶校验的使用综合性实践项目为例，该项目综合了仪表的组成、测量系统的构成、误差分析等内容。该实践项目采用2～3人一小组，组内采用分工合作的方式完成校验任务。项目培养和锻炼了学生良好的沟通、资料分析和整理、时间安排等个人能力，同时培养了能够完成整个仪表的使用这一职业能力。实践环节部分结构如图3所示。

图3 实践环节设计

四、考核体系与试题库优化

课程的考核体系是对整个课程开发到实施的一个质量反馈。科学的考核体系不仅能够反映学生对知识的掌握程度，同时也能反映教学实施效果。改革后的评价体系包括过程评价和结果考核。结果考核是检验课程的教学目标是否达到的重要依据，为此重点要对考试部分进行改进。首先，根据职业能力分解和培养大纲，设计和开发了试题库，由授课教师进行管理。其次在专业委员会的监督下，动态地优化题库，主要的优化原则是体现行业需求，紧跟行业步伐和强化职业能力培养。该题库有五种题型，分别是选择、填空、判断、简答和计算。根据职业阶段能力要求不同进行难度分级，共分四个等级。等级越高，难度越大。其中职业阶段与知识难度的关联，如表1所示。

表1 职业阶段与学习难度对应表

为了提高试题库的实用性和高效性，建立了以培养大纲要求的课程内容为基础，按照题型和难度分类的试题库管理体系，部分系统结构如图4所示。

根据期末考试后的试题分析，统计每道试题难度。当难度偏差大约15%时，经过将报告提请专业委员会研究，讨论并及时调整和更新试题库的难度。为了使考核内容与职业认证类考试内容一致，需要关注行业的注册类考试和仪表工程师类考试，根据实际情况补充试题库。目前该系统运行三年，内容平均年更新率为1.56%。

图4 试题库管理系统

经过几个学期实践，从毕业生和用人的单位反馈综合分析可以看出，测量技术及仪表的课程改革探索取得了很好的效果。大部分学生能够使用典型仪表完成自己的工作，能够解决实际应用中的问题，例如仪表维修和校验等任务。有的学生学完该课程后参与了老师的科研项目，展现出了一定的职业能力，与制订的培养目标完全一致。当然在有些细节部分还需要优化，例如实施方案如何设计才能更充分地利用资源，高效地完成培养目标，这是下一步需重点考虑和研究的问题。

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Study on Reform of the Courses of Measurement Technology and Meter

YU Hong-xia，YANG Li，SONG Fu-hong，YIN Chang-yong
(International Education，Shenyang Institute of Engineering，Shenyang 110136，China)

“Thermal measurement and instrument，also known as”measurement technology and meter，is an applied and practical professional course，is the production automation，thermal energy and power engineering and other majors'required course．At present the scheme of“measurement technology and instrument”in most of the universities has not been revised for many years，course content and the implementation process has been far behind the demand of the market．In order to achieve the aim of the cultivation，it is necessary to revise the original curriculum system according to the demand of the market and present industry development situation．In the reform of teaching，first of all we should treat cultivating the students'professional ability as the goal，and determine the teaching goal．According to the teaching goal，we determine the specific content，and design learning situations with specific responsibility task，finally according to the cognitive law，get a reasonable and orderly arrangement of teaching content，to ensure effective implementation of curriculum content．

measurement and instrumentation;occupational competency;examination management

G642.0

A

1672－9617(2014)03－0412－04

(责任编辑 祁刚 校对 伯灵)

2014－03－15

辽宁省普通高等教育本科教学改革研究立项课题(2012－221)

于红霞(1978－)，女，辽宁庄河人，讲师，硕士。