测控技术与仪器学科本科专业教学规范.docx
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测控技术与仪器学科本科专业教学规范
测控技术与仪器学科本科专业教学规范
一、本专业教育的历史、现状及发展方向
1.本专业的主干学科概况
2.学科内涵与作
3.主干学科的方法论介绍
4.本专业的相关学科及影响本专业教育的因素
二、本专业培养目标和规格
1.本专业培养目标（技术型）
2．本专业人才培养规格
（1）素质要求
（2）能力要求
（3）知识要求
三、本专业教育内容
1.本专业人才培养的知识结构
2.专业教育知识学习体系
（1）本专业知识体系一览；
（2）本知识体系的知识领域；
（3）每个知识领域包含的核心知识单元及应选修的知识单元；
3．实践能力培养体系
4．创新训练体系
四、本专业的课程体系
（1）本专业的课程体系，核心课程和选修课程；
（2）各课程的最少学时数或实验时间（应考虑讲授、网上学习、自学等不同学习形式的差别）。
五、本专业的教学条件
1．师资力量
2．教材
3．图书资料
．实验室4．
5．实习基地
6．教学经费
7.应具备的基本教学文件
8.理论与实践课程教学要求
9.专业考核指标评估体系
六、制定本专业规范的主要参考指标
1.制定专业人才培养方案的原则
2.制定本专业规范的主要参考指标
附录A知识学习体系、实践能力培养体系、创新训练体系
附录B核心课程描述
一、本专业教育的历史、现状及发展方向
仪器科学与技术是物质世界信息流程中研究信息的获取、测试和控制技术的一门学科，在科学研究、国民经济建设、国家安全和人民健康中发挥着重要的作用。
1.本专业的主干学科概况
建国初期，新中国处于百废待兴、大规模经济恢复和建设时期，应一批大型骨干工业企业和国防工业对仪器仪表类专门人才的大量需求，1952年天津大学、浙江大学率先筹建了“精密机械仪器专业”和“光学仪器专业”，并逐渐形成体系；1953年北京理工大学在国内首先创建了“军用光学仪器”专业；1958年国内又有若干著名高校，1958年，又有国内若干著名高校，如清华大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、东南大学、合肥工业大学、北京航空航天大学……等都相继筹建精密仪器专业，并根据前苏联的办学模式，相应于各仪器类别，分别设有计量仪器、光学仪器、计时仪器、分析仪器、热工仪表、航空仪表、电子测量仪器、科学仪器等十多个专业。
凭着对党的教育事业的忠诚和高涨的爱国热情，师生奋发图强，在人力、物力、财力都很困难的条件下，一批批我国自己培养的仪器仪表专门人才跨出校门，成为国民经济建设、国防建设、科学研究方面的中坚技术力量，作出了显著的成绩。
文化大革命后，随着改革开放，教育指导思想逐渐定位为面向世界、面向未来、面向现代化、面向市场经济。
原先产品分类式的专业面已不能适应形势的发展。
随后陆续将专业归并，至1998年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子11表类
仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业——测控技术及仪器。
这是我国高等教育由专才教育向通才教育转变的重要里程碑。
随着科学技术尤其是电子信息技术的飞速发展，测量控制与仪器仪表技术领域也发生了很大变化。
其自身结构已从单纯机械结构或机电结合或机光电结合的结构发展成为集传感技术、计算机技术、电子技术、现代光学、精密机械等多种高新技术于一身的系统，其用途也从单纯数据采集发展为集数据采集、信号传输、信号处理以及控制为一体的测控过程。
特别是进入21世纪以来，随着计算机网络技术、软件技术、微纳米技术的发展，测量控制与仪器仪表技术呈现出虚拟化、网络化和微型化的发展趋势，从而使仪器科学与仪器学科的多学科综合及多系统集成的属性越来越明显。
当今世界已进入信息时代，测量控制与仪器仪表作为信息工业的源头是信息流中的重要一环，它伴随着信息技术的发展而发展，同时又为信息技术的发展发挥着不可替代的作用，成为涵盖“农轻重、海陆空、吃穿用”各领域内的国民经济的“倍增器”，科学研究的“先行官”，军事上的“战斗力”以及法制法规中的“物化法官”。
测量控制与仪器仪表的任务用途、结构组成和所发挥作用等方面所凸现的信息技术属性从未象现在这样明显。
作为仪器科学与技术学科唯一的本科专业——测控技术与仪器专业的发展速度是空前的，在近十年的时间内，其办学规模大约翻了两番。
呈现出招生和分配两头热的良好状态。
本专业大发展的原因，既源于较大的社会需求，也源于社会对本专业教育的认同。
本专业以光、机、电、算为学科基础的人才知识结构，培养基础厚、知识面广的宽口径人才，符合人才市场的需求，也顺应信息技术蓬勃发展的势头。
2.学科内涵与作用
仪器科学与技术是物质世界信息流程中研究信息的获取、测试和控制技术的一门学科，是人类认识世界，改造世界的重要内容。
该学科研究的重点是信息获取中的信息检测、信息处理、信息传输和信息利用的理论和技术，广泛应用于国民经济和国家安全的各个领域，是对物质世界的信息进行测量与控制的技术基础，是观察、测量、计算、记录和控制自然现象与生产过程的工具，是科学研究与实验中不可缺少的重要组成部分。
．
仪器科学与技术学科作为高新技术领域的工程性学科，涉及物理学、化学、生物学、材料学、机械学、光学、电学、计算机、自动化、通信等多学科知识，是既具有明显专业特征，又结合其他学科内容的多学科技术交叉的综合性学科。
是专门研究、开发、制造和应用各种使人类的感觉、思维和体能器官得以延伸的科学技术学科，是使人类能以最佳方式发展生产力和进行科学研究的直接动力和保证手段。
仪器科学与技术学科涵盖的范围有：
自动化测控技术及自动化仪表与系统；科学测试、分析技术及科学仪器；信息计测、计量技术及仪器仪表；医疗仪器与系统；专用检测技术及各类专用测量仪器；相关传感器、元器件、制造工艺和材料及基础科学技术。
仪器科学与技术学科的发展水平，是一个国家科技水平和综合国力的重要体现，世界发达国家都高度重视和支持测量控制技术与仪器仪表的发展。
工业化的历史表明，谁掌握了测量控制和仪器仪表技术创新的主动权，谁就掌握了科学研究原始创新的关键手段。
3.主干学科的方法论介绍
主干学科：
仪器科学与技术学科
仪器科学与技术学科是融合多学科内容的交叉性学科。
它以信息获取中的检测、传输、处理及利用为主要任务，探讨和研究仪器科学与技术领域的相关理论、方法和测量控制系统的集成与应用技术。
仪器科学与技术学科的主要研究领域——测量控制与仪器仪表技术与计算机技术和通信技术共同组成现代信息科学技术，形成信息科学技术三大支柱。
围绕准确、可靠、稳定地获取信息这一中心任务来组织教学，掌握与之相关的理论、技术和方法，是本专业教学的基本出发点。
获取信息的方法是多种多样的，本专业的涉及面也是很宽广的。
因此，各校可根据自己的实际情况，有侧重地、有特色地在有限的学时内安排教学，满足基本的教学要求，这在整体上也符合人才培养多样性的要求。
4.本专业的相关学科及影响本专业教育的因素
相关学科：
光学工程学科、机械工程学科、电子信息工程学科、计算机科学与技术学科、控制科学与工程学科、信息与通讯工程学科。
影响本专业教育的因素主要有下列几方面：
各学科对本专业的影响，光学工程学科是该专业的技术基础之一，主要研究光学测量仪器以及光电测试信息获取与传输的基础理论和应用技术等内容。
机械工程学科是该专业的技术基础之一，主要研究机械测量仪器、光学测量仪器、电子测量仪器的系统构架、运动传递、量值传感、结果指示等内容。
电子信息工程学科是该专业的技术基础之一，主要研究信息获取技术以及与信息处理有关的基础理论和应用技术，实现信号的获取、转换、传输、处理以及设备的控制、驱动和执行功能。
计算机科学与技术学科是该专业的技术基础之一，主要研究测量控制与仪器仪表中的计算机软硬件设计与应用方法以及数字信息的传送与处理技术，推动仪器仪表向着数字化、智能化、虚拟化、网络化方向快速发展。
控制科学与工程学科是该专业的技术基础之一，主要研究自动控制理论和相关算法，为今后在测控技术理论研究和工程实际中提供必要的系统控制概念和方法。
信息与通讯工程学科是该专业的技术基础之一，主要研究信息通讯的基础理论和相关技术，为测量与控制信息的传输提供必要的理论和技术支持。
仪器科学与技术学科作为理论研究与工程应用相结合的综合性学科，随着国民经济的发展与进步，我国在自动化测量与控制、科学分析与仪器、生物工程与医疗仪器、计量测试与仪器、电子测量与仪器、传感器件与仪用材料等专业领域都需要大量受过严格规范专业教育和掌握新理论、新技术、新方法、新工艺的仪器科学与技术学科专业人才。
近年来，该学科专业办学规模逐年增大，人数逐年增多，也充分证明了我国在仪器科学与技术学科领域发展迅速，在国民经济和国防建设中发挥的作用也日趋显著，已成为我国现代化建设的一个重要组成部分。
仪器科学与技术学科测控技术与仪器专业的学生以其知识面宽、综合能力强、注重实践、适应能力强、富有自学能力和知识更新能力等特点而受到用人单位的普遍欢迎，这和本学科长期来坚持实行宽口径、多样化、抓基础、重实践的知识结构、课程设置、教学安排有关。
根据培养目标，应强调对学生综合素质和创新意识的培养，即除了专业素质外，还要注意思想道德素质、人文素质的培养，要体现出对学生获取知识的能力、应用知识的能力和创新能力的培养。
二、本专业培养目标和规格
．本专业培养目标（技术型）1．
本专业以培养信息技术领域测量控制与仪器仪表类的专门人才为目标。
培养具有良好的高等数理基础和专业理论基础；具有一定的外语交流能力；具有较熟练的专业技能，动手能力较强，基本掌握信息的获取、处理、传输和利用技术；具有一定知识更新能力、创新能力和综合设计能力；具有一定的人文素养和团队合作精神的身心健康的综合型专业人才。
毕业后可在企事业单位从事工程技术或工程管理工作，或攻读工学硕士学位。
2．本专业人才培养规格
本专业基本学制为4年，学生可在3~6年内完成学业，各学校可根据具体情况规定修业学分，学分数原则控制在180学分左右。
凡符合本校《学位条例》规定的毕业生授予工学学士学位。
各学校根据各自的具体情况，可将专业培养规格定位于“技术型”。
其培养计划的学时分配，应适当加强应用技术方面的专业课程，实践教育环节要注重学生工程实践能力和创新意识的培养，注重提高学生应用所学专业知识的能力。
本专业毕业生应满足以下要求：
（1）素质要求
思想道德素质：
应热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论和“三个代表”的重要思想等基本原理；愿为社会主义现代化建设服务，为人民服务；有为国家富强和民族昌盛而奋斗的志向和责任感；敬业爱岗，遵纪守法，诚实守信，艰苦奋斗，团结协作，具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。
文化素质：
应具有较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用汉语言、文字的表达能力，积极参加社会实践，适应社会的发展与进步，能建立健康的人际关系。
专业素质：
具有扎实的自然科学基础知识和本专业所必需的理论基础及专业知识，掌握科学地发现、分析和解决问题的方法，具有严谨的科学态度和求实创新意识，对市场经济规律在解决工程实际问题中的作用有正确的认识。
身心素质：
身心健康，具有在胜利、成功、成就面前不骄不躁，在困难、挫折、失败面前不屈不挠的精神面貌。
（2）能力要求
获取知识的能力：
具有较强的自学能力和能利用现代化信息渠道获取有用知识的能力；具有一定的社会交往能力和对自然科学及社会科学知识的表达能力。
．
应用知识的能力：
能将所学的基础理论与专业知识融会贯通，灵活地综合应用于工程实践中，具有研究和解决现代测量控制及仪器仪表领域工程实际问题的初步能力。
创新能力：
培养创新意识，了解科学技术最新发展动态及所研究领域的国内外研究现状，具有创造性思维和进行工程设计与开发的基本技能。
（3）知识要求
本专业知识结构由工具性知识、人文社会科学知识、经济管理知识、自然科学知识、工程技术基础知识、专业知识等组成。
本专业学生应具有如下知识和能力，并根据培养规格和专业特色的不同而有所侧重：
⒈具有较扎实的自然科学基础，掌握高等数学、工程数学、大学物理等基础性课程的基本理论和应用方法；具有较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力。
⒉基本掌握一门外语，具有一定的听、说、读、写能力，能基本顺利地阅读本专业的外文书籍和资料。
⒊基本掌握电路、信号与系统方面的基本理论以及测控电子技术的基本理论和设计方法，并能运用计算机进行设计，具有较强的实践能力。
⒋基本掌握测量理论与数据处理、信号分析与处理、控制理论与技术、嵌入式计算机系统设计理论的基本原理和方法。
⒌基本掌握传感器与检测技术、现代仪器仪表设计技术、计算机测控技术的基本原理和方法。
⒍具有一定的精密机械设计及制图能力，掌握一定的精密仪器仪表结构设计方法，能够了解工艺流程，具备一定的操作技能。
⒎具有一定的计算机软、硬件综合运用能力，掌握一定的软、硬件设计和调试方法。
⒏具有一定的系统分析和综合应用能力，基本掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验能力，初步具有本专业测控技术、仪器仪表与系统的设计、开发能力。
⒐对目前国内和国际本专业常用的规范和标准化有一定的了解，并在设计中能够运用。
三、本专业教育内容
本专业人才培养的知识结构1.
在物料流、能源流和信息流所组成的现代世界中，仪器科学与技术学科属于信息流的范畴。
以信息流为主线，按信息技术的专业分工，仪器科学与技术学科是以信息的获取、传输、处理及利用为主要任务，由此来确定测控技术与仪器专业的知识结构和相应的学科基础，这是该专业起统领作用的总纲领和专业建设的指导方针。
在这个总纲领下，可以包容多种办学模式，鼓励按照学校的不同特点和专业领域形成自己的人才培养方向和特色。
仪器科学与技术学科是一个综合性的学科，它从系统工程的角度出发，合理应用机械、电子、光学、计算机、自动化、通信等各专业领域的知识，构建精确、稳定、可靠、经济，并具有智能化、集成化、网络化的测量与控制系统，成为信息链中必不可少的环节，组成一个完整的仪器科学与技术学科。
2.专业教育知识学习体系
（1）本专业知识体系一览
本专业知识体系由普通教育（通识教育）、专业教育和综合教育三大部分组成，各部分的教育内容见附录A.表1：
（2）本知识体系的知识领域
围绕信息的获取、处理、传输和控制各个信息技术分支所必需的知识和技能来确定专业教育内容、课程设置和实践环节。
其知识领域结构可用图1表示：
学科基础知识
电子技术基础类课程
计算机技术基础类课程
信息获取
信息处理
信息传输
信息利用
机械工程技术基础类课程
光学工程技术基础类课程
信息流
专业基础知识
传感器及信号检测类课程
误差分析与信号处理类课程
测控总线及通信技术类课程
计算机控制及仪器仪表类课程
专业知识
可根据不同学校的实际情况与专业特色选择以下各类课程：
测试理论与技术类课程、精密机械与仪器类课程、微机电系统与微加工工艺类课程、光学测量与仪器类课程、数字图像采集与处理类课程、智能化应用技术类课程、仪器仪表与综合测试类课程、先进器件与系统设计类课程等
图1专业知识结构框架图
（3）每个知识领域包含的核心知识单元及应选修的知识单元
本专业知识体系由知识领域、知识单元和知识点三个层次组成，具体内容见附录A.表2；核心知识单元（技术型）的知识点内容见附录B.表1，特色知识单元内容可由各学校自己选择确定，本专业规范不做统一要求。
3.实践能力培养体系
测控技术与仪器专业要求以实验教学和工艺操作为基础、以设计为主线、以工程训练和科学研究为依托组成实践性环节教学体系，着重培养学生的基本实验技能、工艺操作能力、工程设计能力、科学研究能力和社会实践能力。
实践能力培养体系的组成见附录A.表3。
4.创新训练体系
创新型人才应在共性培养的基础上，通过构建多种培养模式，形成对个性的培养，要在教学与科研密切结合的学术氛围和环境下，系统地对学生进行综合素质教育、专业意识教育和创新思维教育，进一步加强科技实践能力和创造能力的训练，在学习和实践中选拔和培养出优秀的创新型人才。
为了加强和突出对本学科专业学生创新能力的培养，本学科专业应构建包括：
（1）创新思维和创新方法的训练；
（2）本学科研究方法的训练；（3）大学生创新性实验；（4）开展创业训练等四个方面内容的创新能力训练体系（参见附录A.表4）。
四、本专业的课程体系
1.本专业的课程体系，核心课程和选修课程
测控技术与仪器专业课程体系应由公共基础类课程、学科基础类课程、专业基础类课程和特色专业类课程、教学实践五部分组成。
核心课程和主要的选修课：
专业知识结构框架图。
1程内容见图
各校相关专业可根据本专业情况选择“研究型”或“技术型”人才培养的模式定位，“技术型”的教学与实践体系分配情况如表1所示：
表1：
教学与实践体系分配安排表（技术型）
课程分类
技术型
通识教育基础类课程
42％
学科基础类课程
20％
专业基础类课程
5％
专业类课程
8％
实践环节
25％
合计：
100％
2.各课程的最少学时数或实验时间（应考虑讲授、网上学习、自学等不同学习形式的差别）。
本专业教学规范对各课程的学时数或实验时间不做具体规定，各校可自行确定。
但各校应保证核心课程所需的最少学时数和教学实验时间，选修课程可根据实际情况自行确定。
五、本专业的教学条件
凡是具有能力成立该专业的学校应在教学条件上达到以下要求：
1．师资力量
应配备一支专门从事该专业技术基础课程和技术课程教学的教师队伍，一般情况下应不少于8人，其中部分教师应承担与本专业学科方向相一致的科学研究项目。
教材2.
要求所有必修课均选用正式出版教材，限定选修课可根据需要选用正式出版教材或自编出版教材，任选课可选用正式出版教材或自编讲义，以上教材或讲义均必须符合教学大纲要求，并能够及时完成教材的更新工作。
3．图书资料
各学校图书馆有较丰富的本专业藏书、资料，面向学生开放，可满足教学与实践需要，使用效果好。
4．实验室
实验室建设与规模要与本专业教学体系的需要相配套，应按照基础实验科目、专业实验科目、能力扩展实验科目三方面的要求配置相应的教学实验设备，形成一定规模的教学实验体系，其中要求基础实验科目和专业实验科目的教学实验设备应能满足该专业全部学生的实验需要，能力扩展实验科目的教学实验设备应能满足该专业部分学生的实验需要。
5.实习基地
本专业应根据具体情况安排三个实习基地，用于对本专业学生工程能力的培养和训练。
（1）工程综合训练中心：
满足教学计划中的金工实习和电工实习的需要。
（2）课外学术科技活动实践基地：
满足部分学生参加科技竞赛和校内实习的需要。
（3）校外生产实习基地：
满足学生下厂生产实习的需要。
6.教学经费
每年学校应下达一定数量的教学与专业建设经费，用于教学改革和实验室建设，实验设备的购置、维护与更新，以及相关的行政经费，以保证教学工作的正常进行。
7.应具备的基本教学文件
专业培养方案、专业人才培养流程表、理论课程教学大纲和实验教学大纲、教学实践计划与课程设计、毕业设计规范、教学工作任务书、教师教学手册、学生手册、考试制度及管理办法。
上述教学文件应根据专业发展情况定期进行补充、修改与完善工作。
8.理论与实践课程教学要求
（1）理论课程和课程实验应严格按照教学大纲和实验大纲计划内容实施；
（2）必修课程和限定选修课程都必须具备相关的教材；
（3）所有的教学实验必须具备相关的实验指导书或实验教程；
（4）理论课程必须有考试环节，可采用闭卷、开卷或其它的考试形式；
（5）课程实验必须有实验安排时间表，可采用两人一组或一人一组的方式进行；
（6）能力扩展实验需提交相关的实验项目计划书，由指导教师负责实验的具体工作安排。
9.专业考核指标评估体系
各学校应在适当的时间对该专业进行考核和评估，提高人才培养质量，推动该专业的建设和发展，专业考核评估指标可参考相关文件。
六、制定本专业规范的主要参考指标
1.制定专业人才培养方案的原则
制订专业规范的主要思路和指导原则是“确保共同基础，发挥各自特色，扩展专业领域”。
强调“宽口径、多样化、抓基础、重实践”的办学方向。
在构建课程体系时应注意以下问题：
（1）确保本专业规范中各核心知识单元内容的课程教学，当学生接受了规定的核心知识单元内容教育后，本专业人才应基本成型，以保证本专业人才培养基础的一致性。
（2）各校可根据传统和条件，可分别设置不同类别的特色知识单元课程组，使学生能在某一个或某几个专业方向上受到较好的训练，开创各校的特色品牌。
（3）扩展知识面，接触新技术，要求开设数量不限的任意选修课，供学生自由选择。
（4）确保与本专业学科基础类课程相关的实验教学环节，提倡和鼓励各校按专业及特色类课程设置相关的教学实验或实践内容。
（5）应结合课程教学体系、实践教学体系和工程教育内容制定人才培养流程，使整个教学过程做到规范、合理、有序。
2.制定本专业规范的主要参考指标
1.本科学制：
基本学制四年，实行学分制的学校可以适当调整为3-6年。
2.在校总周数200-202周（其中教育教学166-168周，寒暑假32-34周）。
学时左右。
2500学分左右，总学时控制在180本专业的总学分应控制在3.
4.普通教育（通识教育）的学分占总学分的30％左右。
包括：
①政治思想教育和人文社会科学学分；②经济管理学分；③自然科学学分；④体育学分；⑤外语学分；⑥计算机信息技术学分。
各校可以根据实际情况适当调整学分。
5.专业教育的学分占总学分的60％左右。
6.综合教育类学分占总学分的10％左右。
7.实践类课程学分不应少于总学分的30％。
各教学指导委员会和各校可根据具体专业的特点进行确定。
8.学时与学分的折算办法：
未实行学分制的学校，学时与学分的折算由各校根据学校实际情况自行决定。
本规范建议：
课程教学按15（或16）学时折算1学分，集中实践环节按1周折算1学分。
附录A知识学习体系、实践能力培养体系、创新训练体系
表1：
知识学习体系一览表
知识内容
类型
项目
教育内容
普通教育
（通识教育）
人文社会科学
掌握必要的人文、艺术和社会科学基础知识
自然科学
学习自然科学基本规律和掌握认识客观事物的基本方法
经济管理
学习必要的经济管理知识，了解相关的法律内容
外语
具备较好的外语交流能力和阅读本专业外文资料能力
计算机信息技术
具备利用计算机获取信息和处理能力
体育
具备较好的身体素质，掌握身体锻炼的基本方法
实践训练．
进行必要的军事训练、社会实践和工程训练
专业教育
学科基础
学习电子、机械、光学、计算机等相关学科的理论基础
本学科专业知识
学习与本专业相关的各理论课程与技术课程
专业意识教育
学习和了解专业范围、发展趋势、前沿技术、应用领域等知识
实践能力培养
完成相关的教学实验、工程实践和创新能力培养
升级会员 