测控技术与仪器专业.docx
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测控技术与仪器专业
测控技术与仪器专业
核心课程建设标准
贵州大学电气工程学院
二〇一六年
目录
《传感器原理及应用》课程建设标准1
《过程控制控制工程》课程建设标准6
《误差理论与数据处理》课程建设标准9
《自动控制理论》课程建设标准17
《测控系统原理与设计》课程建设标准20
《检测技术》课程建设标准24
《传感器原理及应用》课程建设标准
一、课程教学团队
1、课程负责人
本课程负责人为杨健晟，具体负责《传感器原理及应用》课程的教学组织、课程的建设与管理工作。
2、课程团队
《传感器原理及应用》课程团队成员由王民慧、党长青、杨健晟组成。
团队成员中博士1人，硕士2人，其中高级职称、中级职称和初级职称各1人，具有合理的知识结构和年龄结构。
团队成员都具有独立承担课程教学工作的能力。
二、教学内容
1、教学大纲
《传感器原理与应用》课程是贵州大学电气工程学院测控技术与仪器专业一门重要的专业基础课程。
该课程涉及了光学、物理、电子、机械、材料等众多学科领域，应用范围十分广泛，在测控技术与仪器专业的课程体系中起到承上启下的作用。
本课程主要是讲授工程检测中常用的传感器，以及用这些传感器测量诸如力、压力、温度、位移、转速和振动等物理量的方法。
使学生在传感器技术方面具有较广的知识，了解工程检测中常用传感器的结构、工作原理、特性、应用及发展方面，在工作中具有正确选择和使用传感器的能力。
本课程将坚持以传统知识为基础，辅以实际工程应用与最新科研前沿，注重传感技术的实用性和新颖性，以在夯实学生学科基础的同时，进一步拓宽学生在传感器应用领域与科研领域的视野，增强他们对于传感器技术的兴趣及活跃他们的创新思维，重点培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。
2、课程教学基本内容
本课程以在当代科技领域占据重要地位的“传感器原理及应用”为主要教学内容，交叉多学科相关知识与应用。
课程内容将充分考虑当前和未来传感器研究和应用的热点的基础上，有选择性的舍弃部分历史较久、在实际工程应用中出现较少的传感器；同时，对于基础、原理性较强的一些传感器，比如力学量、温度等部分传感器作了深入浅出的介绍；另外，结合国内外及本教研室在传感器领域的研究成果，教学内容还将随着学科前沿的发展不断更新，灵活而不定时的加入最新的研究进展介绍，不断适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新材料、新设备、新标准，进一步优化、更新教学内容、深化教学改革和拓宽本课程的适应面。
3、教学方法和手段
本课程将研究性教学理念贯彻始终,由传统的“注入式知识教育”向“研究性教学模式”转变，建立多层次、模块化的教学体系，在教学内容上体现“现代化”、“国际化”和“网络化”的教学特色。
精选科研过程和工程应用中与课程教学联系紧密的案例,介绍与重要知识点相关的科研内容和最新科研成果,并改革单一的教师授课形式,变学生被动接受为引导其主动探究,利用建设的多媒体资料库和其他相关资源,由案例引导,提出适合本科生研究学习的专题,引导学生开展研究性学习,查阅文献和网络资源、开展课堂讨论、提交综述报告或设计作业等。
并以双语教学、引入外语教材和增加国外最新研究等方式，使教学方式和内容趋于国际化。
教学中将结合实际应用,重视学生在教学中的主体地位,充分调动学生的积极性比如在教学过程中应结合目前热门的行业:
物联网和工业4.0等。
探索应用现代教育理念，总结课程组在讨论式教学、演示式教学、比较式教学、问答式教学和双语教学等多种教学方法的选择与综合运用的经验，有机整合各教学环节新技术应用和教学研究改革的成果，凝练一套一流的教学方法，有效调动学生积极参与学习的主动性，激发学生的学习兴趣，以达到使提高教学质量和教学效果取得实效的教学目的。
4、实践教学
《传感器原理及应用》课程，在高等理工科院校检测与控制技术类各专业的教学计划中，是一门重要的专业基础课，而传感器原理及应用实验课内容紧密结合理论教学，对应典型的传感器器件进行实验，是完成该课程教学的重要环节。
实验课环节主要任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的理解，使学生掌握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习兴趣。
实验课环节目的是为了使学生更好地理解和深刻地把握这些课堂所讲授理论知识，使学生掌握非电量检测的基本方法和选用传感器的原则，并在此基础上，训练和培养传感器结构与设计方面的技能，通过设置的具体实验项目，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。
在课程实验中加强计算机技术的应用，开发虚拟实验教学软件。
随着我校大学生课外研学活动的广泛开展,大部分学生在二年级下学期和三年上学期开始参加大学生创新大赛或其他课外研学项目,而“传感器技术”是三年级上学期开设的专业主干课,大部分大赛项目（特别是飞思卡尔智能小车竞赛）与传感器密切相关,形成了对实践环境的较大需求。
我们将及时开放传感器实验室的部分场地和设备,建设了大学生创新实验室,为课外自主研学服务,学生自主管理的开放性创新实验室成为学生开展课外研学的重要场所,有效促进了研究性学习氛围的形成。
5、教材及相关资料
在保证教学内容系统性和完整性的基础上,精选教材,保证教材与相关行业领域的技术进步保持同步,并对教材内容进行合理裁剪,简化或舍弃那些不为应用能力培养所必须的理论和公式推导、论证方面的内容。
基础理论以“够用”为原则,重点内容讲解以企业需求为目标,以工业应用为主线,结合现代技术的发展,增加最新技术、最新工艺、最新产品以及发展方向、发展态势内容,实现专业教学基础性与先进性的统一。
在国内外已出版纸质教材、电子教案的基础上，整合出适合于测控技术与仪器本科专业适用的《传感器原理及应用》一流的立体化教材体系。
三、教学过程
1、教学组织
课程团队成员将组织在教学安排时、教学过程中和教学结束后开展教学前讨论、教学中交流及教学后汇报的工作。
教学前按教学任课老师、教学辅导老师和教学检查老师分配课程团队成员相关教学工作，其中任课老师主要负责计划学期中的课程教学任务,教学辅导老师需要随时跟踪教学进度，以防止任课老师临时有事无法到课的情况，教学检查老师主要负责任课老师教学进度是否符合教学大纲安排和教学辅导老师是否跟踪了教学进度。
2、课堂教学
任课老师课堂教学中需认真负责，每次上课准备好课堂所需的教学大纲、教学日历、教学计划、教案、教材、点名册等教学材料，课后认真辅导和批改作业，注重教学反馈，根据学生反馈适当改变教学进度和在大纲标准下适当改变教学内容，介绍本学科的新知识、新成就等以增强学生兴趣；课堂上多采用驱动式、互动式、讨论式、研究式和分析生活中传感器的案例式的教学方法，培养学生兴趣与积极性。
3、成绩考核
针对传感器课程实践性强和涉及面广的特点，在符合教学大纲的要求下，逐渐减少考试成绩在课程考核中所占的比重，增大平时成绩特别是实验实践成绩的比重。
平时成绩采用学生自己针对自己所感兴趣领域在课后研究所写报告和课堂演讲介绍为主，实验实践成绩以传感器应用设计和实验操作考核为主。
形成自我学习考核、实践动手考核和专业知识考核三位一体的多元化考核方式。
考核方式比重从目前的考试（70%）、实验（10%）和作业（20%）变为多元化考核期望的考试（40%）、实践（30%）和自我研究（30%）。
四、教学研究与改革
传感器被称为工业时代的测量工具——机器的“电五官”，承担着信息获取的关键任务。
在如今信息时代、智能时代的大背景下和在国家规划的中国智能制造2025目标下，传感器作为信息获取的源头和工业智能化的关键组件，将在国民经济和国防领域中发挥着不可替代的作用。
为了适应新形势下的传感器专业课教学任务，使本专业学生了解如何获取被测对象的信息，掌握传感器的基本原理、适用的一般性原则和各种传感器的特点，并培养具有创新能力的新时代大学生是《传感器原理与应用》课程建设的主要目标。
要达到这个目标，就需要依据社会发展的需求调整和界定《传感器原理及应用》课程的教学理念、教学目标和教学内容，积极引入网络和信息技术，优化教学手段和训练方法，提高教学的效益和效率。
课程建设将配合学校的本科建设和测控技术与仪器专业培养目标，以师资建设、更新教育概念为先导，以学科建设、全面提高教学质量为重心，以教学改革、考核改革为基本手段，以完善教学条件为保障，充分依靠、调动和发挥测控教研室教师的积极性和创造力，培养学生的综合运用传感器的能力；并增强学生的自主学习能力，提高学生的创新能力，开创测控技术与仪器专业的新局面。
积极承担国家、省、校等各级教学改革研究项目，积极准备并申请“双语课”、“网络课”建设项目。
五、教学评价
1、学生评价
每学年主讲教师的学生总体满意度需达到90%以上。
2、同行评价
接受专家和同行教师评价，教学效果需达到优良。
3、学生素质和能力
培养学生良好的学习质量，保证学生基础理论、基础知识的扎实性，训练并提高其基本技能熟练度，以达到教学大纲要求。
《过程控制控制工程》课程建设标准
《过程控制工程》是测控技术与仪器的主干课和专业课，是以自动控制理论、计算机控制系统、检测技术及仪表为基础与实际密切结合的专业课程。
它以工艺过程分析、仪表和计算机为两翼，以控制原理为基础，用于工业生产过程的控制系统设计、分析和应用的综合性工程应用课程。
该课程主要是培养学生利用控制工程课程所学的控制理论与知识，从事电力、冶金、石油化工、轻纺及其它工业企业连续的或者按照一定周期变化的生产过程自动化装置的研究、设计和开发及控制系统的监测、维护与故障排除的能力。
一、课程教学团队
1.课程负责人：
陈湘萍，博士
2.课程团队：
序号
姓名
性别
学位
职称
1
陈湘萍
女
博士
副教授
2
宁媛、
女
硕士
教授
3
王民慧
女
本科
副教授
4
党长青
男
硕士
讲师
课程团队成员如上表所示，团队成员由中青年骨干教师构成，具有合理的知识结构和年龄结构，教师队伍具有较强的科研背景，成员能够队里承担课程教学工作。
二、课程教学内容
1.教学大纲：
该课程在近年来不断的完善课程大纲，目前已根据教学的需要，制定了2016版教学大纲，明确了本课程在专业人才培养方案中的地位和作用，充分体现了教学内容的前沿性和课程设计的科学性，以及人才综合素质和创新能力的培养。
2.课程内容：
《过程控制与装置》课程具有综合性强、先进性强、专业面宽、理论紧密联系实际等明显优势。
该课程内容的建设过程中应既反映过程控制领域内一般技术情况，又介绍国内外先进过程控制技术和动态；正确处理好一般和重点、深度和广度、先进和实用、理论和实践等关系，使课程真正达到少而精，学到手，全面推进素质教育，培养学生创新精神和实践能力的目的。
不断更新教学内容，保持教学内容的前沿性和经典性相结合。
当前，国内外本学科的发展速度加快，因此课程建设应不断总结和归纳学科重大成果和前沿方向，不断更新教学内容，保持教学内容的前沿性和时代感，保持授课内容与工厂的实际应用相一致，保持并增强学生对本学科的兴趣度。
3.教学方法与手段：
本课程建设过程中除了保持采用课堂多媒体授课的教学方式外，根据专业课程特点，还利用任务驱动、现场教学、案例教学、项目教学、讨论式教学等方法，以案例或真实的任务来设计教学包。
运用启发式、讨论式、研究式等教学方法，有效调动学生的学习积极性，开展学生自主学习方式，促进学生积极思考，激发学生潜能，将知识传授转变成能力培养。
4.实践教学：
实践教学方面，进一步利用好实践教学资源，除做好学生实验、课程设计教学工作外，积极指导学生开展结合课程知识各项创新活动。
通过实践教学，使学生基础扎实，动手能力强，实践能力强，并能做到举一反三。
按照课程教学目标，设立相合理的实践教学学时。
5.教材及相关资料：
对正在使用的教材组织教师进行遴选工作，做到因材施教。
及时吸纳新知识、新技术、新工艺、新材料、新设备、新标准融入教材。
不断吸收所使用教材的优点和特点，分析使用教材的适应性，根据教学阶段的不同，针对应用型人才，始终以实用作为主线；坚持理论与实际相结合的原则，选用高质量或者新版的优秀教材。
三、课程教学过程
1.教学组织：
每学期定期开展相关的教研活动，进行教学经验交流和效果评估，及时保证本课程教学按教学大纲和教学日历执行。
2.课堂教学：
过程控制工程的发展速度快，应不断总结和归纳学科重大成果和前沿方向，不断更新课堂教学内容，保持教学的前沿性和时代感，保持授课内容与工厂的实际应用相一致，保持并增强学生对本学科的兴趣度。
3.成绩考核：
本课程考核方式为考试，其中期末考试成绩占70%，平时成绩占30%（以考勤、作业、研讨、答问、自主学习、实验为依据）。
每次考试有难度相同或相近的A、B两套试题，考试内容符合大纲要求，能科学检查教与学效果。
四、教学研究与改革
课程研究方面，成立由院长、教研室主任、学科带头人和骨干教师组成的课程研究小组，与企业专家、技术人员、授课教师和学生定期沟通交流，掌握本课程的发展动态，及时修订教学内容，同时不断寻找教学方法的创新。
并进行各级教学研究项目的申请，做到以教促研。
五、教学评价
建立以提高教学质量为核心的科学评价体系。
以信息化建设为手段，标准化建设为基础，制度化建设为保证，分阶段构建全方位、全过程覆盖，制度严密、评价公正、指标科学、操作性强的教学评价体系。
《误差理论与数据处理》课程建设标准
《误差理论与数据处理》课程是测控技术与仪器专业的一门重要的专业基础课,该课程主要讲述常见测量中的误差理论及其数据处理方法,使学生掌握误差理论与数据处理的基本概念、基本原理、基本计算方法,培养学生分析处理实验数据的能力。
该课程是现代测试技术的一个重要研究内容，也是整个科学技术与仪器发展中必不可缺少的分析与设计手段。
这门课程对培养从事现代测试技术应用人才将起着其他课程不可替代的重要作用。
本课程是由基础课过渡到其它各门测控技术专业课的主要桥梁。
一、课程教学团队
1.课程负责人：
王武，副教授
2.课程团队：
序号
姓名
性别
学位
职称
承担的工作
1
王武
男
本科
副教授
主讲课程、实验教学
2
张梅
女
博士
讲师
主讲课程
3
杨健晟
男
博士
讲师
主讲课程
4
宁媛、
女
本科
教授
网络教学
本课程教学队伍组成力量强，知识结构和年龄结构合理，主要情况如下：
1）师资配置
本课程教学与实验教师共4人，其中教授1人，副教授1人，讲师2人；具有博士学位的教师2人（皆有留学背景）。
2）知识结构
教学队伍中主要成员均是本学科专业毕业的本科生、硕士生和博士生，并长期从事本课程的教学实践，教学队伍知识结构合理、全面，能适应本课程的教学和实验需要。
3）年龄结构
本课程教学队伍由中、青教师组成，并以青年教师为主体，40岁以下的授课教师有2人，占二分之一，既有丰富经验的老教师为领军，又有年富力强的青年教师为主力军，体现了本课程队伍是具有极强活力的教学团队。
二、课程教学内容
1.教学大纲：
该课程在近年来不断的完善课程大纲，目前已根据教学的需要，制定了2016版教学大纲，明确了本课程在专业人才培养方案中的地位和作用，充分体现了教学内容的前沿性和课程设计的科学性，以及人才综合素质和创新能力的培养。
2.课程内容：
《误差理论与数据处理》课程具有综合性强、先进性强、专业面宽、理论紧密联系实际等明显优势。
该课程内容的建设过程中应正确处理好一般和重点、深度和广度、先进和实用、理论和实践等关系，使课程真正达到少而精，学到手，全面推进素质教育，培养学生创新精神和实践能力的目的。
不断更新教学内容，保持教学内容的前沿性和经典性相结合。
当前，国内外本学科的发展速度加快，因此课程建设应不断总结和归纳学科重大成果和前沿方向，不断更新教学内容，保持教学内容的前沿性和时代感，保持授课内容与工厂的实际应用相一致，保持并增强学生对本学科的兴趣度。
现阶段具体内容如下：
第一章绪论
1-1研究误差的意义
1-2误差的定义及表示法
1-3精度
1-4有效数字与数据运算
教学提示：
重点掌握绝对误差与相对误差的计算方法，正确定义三大类误差及其与精度的对应关系。
第二章
2-1随机误差
2-2系统误差
2-3粗大误差
2-4测量结果的数据处理实例
教学提示：
重点掌握：
三大类误差的特征、性质以及减小各类误差对测量精度影响的措施；掌握等精度测量的数据处理方法；掌握不等精度测量的数据处理方法。
第三章
3-1函数误差
3-2随机误差的合成
3-3系统误差的合成
3-4系统误差与随机误差的合成
3-5误差分配
3-6微小误差取舍准则
3-7最佳测量方案的确定
教学提示：
重点掌握函数误差计算方法；掌握误差合成方法，分析系统误差与随机误差合成的异同点；了解误差分配的基本步骤。
第四章
4-1测量不确定度的定义
4-2测量不确定度的评定
4-3测量不确定度的合成
4-4测量不确定度应用实例
教学提示：
了解测量不确定度与误差的区别；掌握测量不确定度分量与误差分量评定的异同点；理解自由度的意义及确定方法，应用不确定度理论及评定方法对测量结果进行处理，科学规范地写出测量不确定度报告。
第五章
5-1最小二乘法
5-2正规方程
5-3精度估计
5-4组合测量的最小二乘法处理
教学提示：
重点掌握：
线性组合测量最小二乘估计的求解方法；用矩阵方法求最小二乘解；最小二乘解的精度估计。
第六章
6-1回归分析的基本概念
6-2一元线性回归
6-3两个变量都具有误差时线性回归方程的确定
6-4一元非线性回归
6-5多元线性回归
6-6线性递推回归
教学提示：
重点掌握：
直线拟合方法；一元非线性回归的模型检验的两种方法；多元线性回归与一元非线性回归的关系。
第七章
7-1动态测试基本概念
7-2随机过程及其特征
7-3随机过程特征量的实际估计
7-4传统谱估计法
7-5现代谱估计法
教学提示：
重点掌握：
动态测试数据分类及描述方法；随机过程特征量的估计及应用。
第八章
8-1动态测量误差的基本概念
8-2动态测量误差的评定指标和数学模型
8-3动态测量误差处理
教学提示：
初步了解动态误差评定方法和动态误差分离方法。
3.教学方法与手段：
1）正确处理与其他相关课程的关系
本课程要求学生对高等数学、线性代数、概率论及数理统计等知识的掌握程度较高，在课堂讲授中，照搬概率论和数理统计的知识而与测量实践结合不紧密，难以使学生达到课程教学目标；在课堂讲授中，罗列公式多，而不注重对公式结论的分析说明，学生则会感觉台阶跳跃大，对课程内容的理解困难。
一个较好的做法是，注意抓住误差理论与概率统计的结合点，如测量随机误差与随机变量，测量均值与一阶矩，测量标准差与二阶矩，不确定度合成与方差和，组合测量与最小二乘法，经验公式拟合与回归分析等，既应用了数学知识，又解决了测量误差与数据处理的实际问题，同时不使学生有数学味道太浓太枯燥的感觉。
2）注重实践应用能力训练
结合当今学科发展的趋势，把计算机应用技术与误差理论紧密结合，在数据处理方面，有很多实用的软件。
为此，我们采用LABVIEW进行数据处理，大大缩短了数据处理的时间，同时采用LABVIEW编制数据处理程序，使数据处理过程更加直观。
在使用LABVIEW编程中，使学生体会到计算机软件给传统误差理论领域带来的变化，提高了学生学习《误差理论与数据处理》课程的兴趣，巩固了所学知识和方法，培养了学生运用现代计算机技术处理实验数据、分析测量误差的能力。
误差理论与数据处理这门课程虽源于实践，但理论性强，因此教学过程中必须将理论与实践结合起来，以此加深学生对所学知识的理解。
老师在讲解概念、原理的同时，应结合数学专业知识列举一些例子引导学生分析，增强其学习的目的性。
同时结合生产现场测量检验实例，介绍误差理论的实际应用，取得了较好的教学效果。
实验教学是本课程教学环节的重要组成部分，通过课程实验，注意引导学生自己测量采集实验样本数据，用所学的知识去完成测量误差分布的统计分析、测量结果的正确处理与评定。
经过实际操作与实验数据处理，加深了学生对课堂上的理论知识的理解。
以上归结起来，就是注意在课程教学中贯穿三个能力的培养，即实践动手能力、计算机应用能力、误差分析与数据处理的能力。
3）教学内容不断更新
教学内容改革，要正确处理好传统教学内容和现代教学内容的关系，对传统教学内容要进行实事求是的分析和大胆的“扬弃”，在保留其基础理论、基本知识结构、反映这一学科领域共性精华部分的同时，对于那些过时的、陈旧的教学内容要进行修改，在学科体系上予以重新组合，在理论上、观念上务求精新。
同时，要增加反映学科发展方向和研究成果的新内容，对本学科现代科技成果，以及有关的新理论、新知识、新技术、新方法要在教学内容上有所体现。
误差与数据处理理论是在不断发展的，其中“测量不确定度”和“动态测量误差评定与数据处理”方面发展较快。
在教学中，教师引人测量不确定度产生的背景知识，还适当介绍应用实例和国际最新研究动向。
教师如果不能及时补充新知识，教学内容就不能与时俱进，由此会影响学生对该课程学习的兴趣。
为了使学生能及时了解和掌握误差与数据处理理论的现状和发展动态，教师有责任不断更新教学内容，尽可能使教学内容与当今国内外该方向的发展趋势相适应。
为此，教师除了按教学大纲的要求，将教材中的内容讲深讲透外，还应该经常学习，不断积累，注意收集相关的新技术资料，并及时将国内外最新的研究成果在教学中有选择、有目的地介绍给学生，这可以使学生在开阔眼界的同时，了解目前误差理论与数据处理存在的问题和研究动向，对学生当前学习和日后从事实际工作均是有益的。
4）将科研成果引进课堂
将教师进行的有关科研成果结合课堂教学内容适当介绍给学生，不仅有助于学生加深对所学知识理解，扩大了知识面，提高了学习兴趣，同时也培养了学生创新思维和科技创新意识，提高了教学效果。
为了合理有效的把科研成果引入教学，需要注意解决两个问题：
（1）科研成果引进课堂教学，要处理好主、次关系。
“主”就是基本教学内容一定要保证，使学生通过课堂教学，掌握本课程教学大纲规定的教学内容；“次”就是授课教师在讲授基本教学内容时，适时地融人本学科最新进展或本人的科研成果，使学生了解本学科的最新进展。
（2）引入科研成果应与相应的教学内容密切相关。
由于科研内容较为深入，必须选择与课程内容有关而又使学生能够容易接受的部分进行介绍，如在讲授动态测试数据处理基本方法时，结合动态精度的研究课题内容，介绍动态实验结果的数据处理方法，同时适当介绍最新的贝叶斯分析法。
4.实践教学：
实践教学方面，进一步利用好实践教学资源，除做好学生实验、课程设计教学工作外，积极指导学生开展结合课程知识各项创新活动。
通过实践教学，使学生基础扎实，动手能力强，实践能力强，并能做到举一反三。
按照课程教学目标，设立相合理的实践教学学时。
5.教材及相关资料：
现阶段选用教材：
费业泰主编《误差理论与数据处理》（第7版），机械工业出版社，2015年。
今后，将对正在使用的教材组织教师进行遴选工作，做到因材施教。
及时吸纳新知识、新技术、新工艺、新材料、新设备、新标准融入教材。
不断吸收所使用教材的优点和特点，分析使用教材的适应性，根据教学阶段的不同，针对应用型人才，始终以实用作为主线；坚持理论与实际相结合的原则，选用高质量或者新版的优秀教材。
三、课程教学过程
1.教学组织：
每学
升级会员 