0 引言

四川理工学院测控技术与仪器（简称测控）专业创建于2001年，经过十多年的不断发展，已向社会企事业单位连续输送1000余名毕业生，得到了用人单广泛位欢迎和认可。但是，随着现代测控技术的飞速发展，以及我国新工科教育理念的深度变革和专业认证的不断推进，我校测控专业教育教学暴露出一些不适应专业发展，需亟待解决的问题。

以测控专业实验为例，目前我校测控专业实验课程，比如传感器、虚拟仪器等实验多以理论课程配套的形式出现，在实验项目设置上相对分散和独立，缺乏专业层面的系统性和综合性，在实验对象上缺乏足够的针对性、专业性，大大影响了实验教学效果。因此，构建一套具有典型测控对象的测控专业实验体系，使学生既能领会测控基本原理，又能了解实际测控对象和方法，做到理论联系实际，提高学生的实践和创新能力，提升测控专业的教学水平[1]。

1 测控专业实验现状

我校测控实验室依托四川省高校过程装备与控制重点实验室平台，下设检测技术与虚拟仪器、光学工程、控制理论与技术、微型计算机及嵌入式系统技术4个专业实验室。目前，已开设的专业实验如表1所示。

 

表1 已开设专业实验项目

  

实验室 序号 实验课程检测技术与虚拟仪器实验室 1 传感器实验2虚拟仪器实验光学工程实验室 1 光学工程实验2 激光技术及应用实验控制理论与技术实验室 1 自动控制原理实验2 计算机控制实验微型计算机及嵌入式系统技术实验室1 计算机硬件技术基础实验2 单片机原理及应用实验3 可编程控制器实验

测控4个专业实验室承担了传感器、虚拟仪器概论等9门理论课程的配套或单独开设实验。实验设备基本采用专用实验箱或试验台，其实验对象、测控仪器和设备、实验过程和方法与实际工程大都相距甚远。实验项目设置各自为政，课程间联系不够紧密，彼此要么无法衔接，要么存在一定重复，整个实验课程体系的针对性、工程性、综合性和系统性均存在一定不足。为此，需要从工程专业教育和系统高度重新规划、搭建专业实验体系，以弥补现行专业实验体系的缺憾。

2 测控专业实验体系构建

2.1 总体思路

测控技术作为主宰自动化系统的普遍原理，必须与具体的测控系统相结合才能体现其价值和作用。测控专业教育作为整个工程教育的一个子系统，遵从工程教育的一般规律与方法，只有站在整个工程教育的高度来全面系统的思考测控教育改革问题，才能从根本上解决好测控专业教育改革的本质问题。采用系统的工程教育方法论，以实际的工程系统为工程教育内容和对象。以系统方法论为指导思想的教学方法将测控专业课程的教学实践放到具有代表性的实际工程系统当中进行，做到理论联系实践，科学主导工程，循序渐进[2]。

(3)依据GB 11615—2010理疗热矿水水质标准评价该地热水中锶、偏硼酸、偏硅酸等矿物含量具有医疗价值，其中锶、偏硅酸达到命名矿水浓度，可命名为锶水、硅水。该地热水是优质的热矿水，具有较高的医疗价值。

2.2 测控专业实验体系设计

软件平台提供与LabVIEW、MATLAB等第三方软件的接口，DRLink可以通过DLL动态链接库直接调用第三方程序，既可以发挥DRLink易用、界面友好的特点，又可以利用世界优秀的数学计算软件，从而具备解决复杂问题的能力。因此DRLink不仅可作为计算机自动控制实验软件平台，也可用于复杂的工程控制项目。

首先建立测控创新实验室，搭建基于DRLab+DRVI/DRLink的专业实验平台。并在此基础上，逐步添置典型测控对象，从而达到开展综合创新实验的基本条件和要求。持续投入，丰富完善各种不同类型的典型测控对象，并逐步升级、更换原有实验设备。

考虑到经费投入限制和需求紧迫性不同，测控专业实验体系建设按可分步实施。

（1）测控专业实验平台的搭建。根据我校测控专业实验室自身特点，并结合其他高校测控专业实验体系，采用武汉德普施公司的DRLab综合实验系统+DRVI/DRLink虚拟仪器软件为测控专业实验平台，解决以往各实验课程之间关联性、系统性不强的问题。

核心活动，就是能解决核心问题的学习活动。这个活动要有一定的整合性、趣味性和真实性。例如在“正比例的意义”的改进教学中，可以给学生设计这样的一个活动：小组合作，观察下面的4个图表，你发现它们有什么共同点和不同点？

（2）专业实验室规划。依据我校测控专业培养方案和当前测控实验室现状，在目前检测技术与虚拟仪器、光学工程、控制理论与技术、微型计算机及嵌入式系统技术4个专业实验室的基础上，增设测控创新实验室，主要开展以机器人为代表的现代测控一体化的综合实验。

青铜峡市主要农作物类型中对硒的富集能力表现：螺丝菜＞大豆＞小麦＞水稻＞葡萄＞白菜，同一地点不同作物及同一作物不同地点的平均硒含量及富硒能力存在一定差异。整体来看，粮食作物的平均硒含量和富集系数均以叶盛镇为最高，其次为邵岗镇；经济作物的平均硒含量和富集系数均以瞿靖镇为最高，小坝镇次之。以上几个镇是青铜峡市乃至全国重要的商品粮生产基地，具有农业生产条件好，作物平均含硒量高，对硒富集能力强等特点，因此较适宜种植开发小麦、水稻、大豆、蔬菜等富硒农作物，使硒资源成为发展当地农业的有利条件。

按照系统方法论的观点对测控专业实验进行改革，从根本上改变测控专业实验教学方式和教学思想，使之与现代测控技术发展需求相匹配。系统方法论的观点将测控专业实验放到某个具体的、典型的测控对象中进行，而不是分割教学、分割实践。通过多门课程同时实践一个典型测控对象或研究系统，有助于学生理解专业、课程之间的内在联系，整体和部分之间联系，让学生在掌握和理解单门课程知识的同时，掌握系统工程的方法[3～4]。

同时在原有检测技术与虚拟仪器和控制理论与技术实验室中，逐步增加以DRLab+DRVI/DRLink为平台的具有典型测控对象的实验仪器和设备，使其在承担理论课程配套实验的基础上，进一步满足创新实践中开放性、创新性实验需求。

（3）典型测控对象的拟定。拟定表2所示的的典型测控对象。所有典型测控对象均采用工业级的元器件和零部件，使之接近甚至完全满足实际的工程项目要求。

 

表2 拟定的典型测控对象

  

实验室 序号 典型测控对象检测技术与虚拟仪器实验室 1 距离与位移检测实验对象2 无损检测实验对象控制理论与技术实验室1 双容水箱控制实验对象2 球杆系统实验对象3倒立摆实验对象创新实验室1 六足仿生爬行机器人2 三轮全向移动机器人3视觉搬运机器人

2.3 测控专业实验体系实施方案

DRLab软件平台的核心是DRVI可重组虚拟仪器实验平台和DRLink可重组计算机实验平台。DRLink是在DRVI基础上开发的可重组计算机控制平台，具有所有DRVI所具有的优点和特色。DRVR/DRLink实验平台基于软件总线和软件芯片技术构造，采用软件总线开放结构和COM/DCOM组件的即插即用特性，具有PC结构开放、模块化、组件化等特点，是面向用户的可在线编程、调试和重组的新型虚拟实验技术。

基础实验平台作为测控类课程如传感器、检测技术、自动控制、虚拟仪器等综合实验、实训的公共平台，包括综合实验桌、数据采集卡、多路开关电源、运动控制卡以及便携式数据采集仪，其上可按需配置不同的实验模块，具有组装灵活、切换方便、经济实用等特点。

3 专业实验实例

以双容水箱控制实验对象为例，介绍课题组开发的控制类专业实验。如图1所示，双容水箱控制实验对象由水箱本体、液位传感器、水泵、控制卡和PC构成。上下水箱采用两个带刻度的透明有机玻璃桶作为容器，既可以直接观察液位高度，也可以用压力传感器测量液位。该实验能灵活地进行过程组态，实施各种不同的控制方案，可构成一阶系统、二阶系统和双入双出系统。由于许多工业上的多输入多输出被控对 象，在整体或局部都可以抽象成双容水箱系统，因此，该实验具有广泛的应用背景和较高的研究价值，是一种理想的教学实验设备。

福斯特在《印度之行》这部小说中通过使用象征手法，增强了小说的意蕴，并且作品在一定程度上展示了印度和英国的文化冲突与矛盾。虽然身为英国人，但福斯特却始终站在印度人民的角度抨击英国殖民主义者，用东方话语来剔除文化霸权和文化沙文主义，从而促进了东西方文化的交流与融通。

  

图1 双容水箱系统构成

本实验包含测控专业检测、控制、计控、仪器等课程知识，具有传统专业实验无法比拟的综合性和系统性，非常适合于开放性、创新性实验的开设。具体可开展：液位压力传感器特性测试及标定测量实验，一阶液位系统特性测试，一阶液位系统的PID控制器设计与控制实验，一阶液位系统的模糊逻辑控制器设计与控制实验，一阶液位系统的其它控制器设计，二阶液位系统的特性测试，二阶液位系统的特性测试，二阶液位系统的PID控制器设计与控制实验，二阶液位系统的PID控制器设计与控制实验，以及其它用户自定义的创新性实验。图2为下水箱电机PID调节实验界面。

第Ⅳ族元素组合为Cr，Ni，Co，与F3因子一致。反映了是包括含基性岩—超基性岩环境和矿化因子的一个族。

  

图2 下水箱电机PID调节实验界面

4 结束语

文中提出的测控专业实验体系，集系统性、专业化、开放性、实践性、网络化、趣味性等特点为一体，有效弥补了传统专业实验教学中的种种不足，可切实提高实验教学质量和效果。虽然本文选用的DRLab综合实验系统+DRVI/DRLink虚拟仪器软件未能如期采购到位，但通过测控创新实验室建设的前期探索和积极尝试，在测控及其他相关专业学生在创新实践、课程设计和毕业设计上取得了明显的效果。如果继续推进测控专业实验平台建设，开出更加丰富、实用和富有创新性的专业实验项目，把更多的学生吸引到创新实验室，对其实践能力、创新能力的培养将起到积极地促进作用。

参考文献：

[1]冯梅琳，何学文，罗小燕，等.基于CDIO理念的测控专业实践教学创新体系[J].实验室研究与探索，2014，3.

[2]蒋彦，赵立宏，袁锋伟，等.基于系统工程教育方法论的测控专业实验体系建设[J].实验教学，2012，9.

[3]刘麒.提高测控专业工程实践能力的研究与实践[J].吉林化工学院学报，2015，9.

[4]李杰，孙向阳，何秉高.基于微型生产线的测控专业实践教学体系研究[J].中国教育技术装备，2015，22.