“自動檢測技術(shù)”課程教學模式的探索與實踐

鮑玉軍，周祥才，蔡建文

(常州工學院電氣與光電工程學院，江蘇常州213032)

“自動檢測技術(shù)”課程教學模式的探索與實踐

鮑玉軍，周祥才，蔡建文

(常州工學院電氣與光電工程學院，江蘇常州213032)

針對應用型本科人才培養(yǎng)的教學模式改革，結(jié)合工科電類重要專業(yè)課“自動檢測技術(shù)”課程的日常教學，對“自動檢測技術(shù)”課程的重要性及教學現(xiàn)狀進行了分析總結(jié)。通過對省內(nèi)部分兄弟院校該課程教學進行調(diào)研，結(jié)合常州工學院測控技術(shù)與儀器專業(yè)本課程的實際教學特點，總結(jié)課程教學過程中的經(jīng)驗，分析存在的不足。在此基礎(chǔ)上，提出了相應的完善措施及教學建議。

應用型本科人才培養(yǎng)；自動檢測技術(shù)；課程教學

0 引言

“自動檢測技術(shù)”課程為測控技術(shù)與儀器、電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程等相關(guān)專業(yè)方向一門重要的專業(yè)課，課程通常開設于大學三年級，主要講授有關(guān)檢測技術(shù)理論基礎(chǔ)、過程參數(shù)檢測、電參數(shù)檢測，以及數(shù)字化測量技術(shù)和儀器儀表測控系統(tǒng)構(gòu)造的基礎(chǔ)理論知識及應用技術(shù)，該課程涉及內(nèi)容廣泛，專業(yè)綜合性強，對學生的專業(yè)基礎(chǔ)知識要求較高。該課程通常為“傳感器原理與應用”“電子技術(shù)”“信號系統(tǒng)”及“測試技術(shù)”的后續(xù)課程[1]。

通過本課程的學習，學生可以了解和掌握檢測技術(shù)的基本理論知識，主要涉及工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的溫度、壓力、流量、物位、機械量、光電和電氣量等參數(shù)的檢測方法，數(shù)字化智能測量技術(shù)和儀表控制系統(tǒng)中的變送、調(diào)節(jié)等單元的基本工作原理。本課程的學習還能使學生對工業(yè)生產(chǎn)過程中的常見儀表控制系統(tǒng)和抗干擾技術(shù)有初步的了解。

1 現(xiàn)階段影響“自動檢測技術(shù)”教學質(zhì)量的主要因素

相比于其他專業(yè)，測控技術(shù)與儀器專業(yè)課程總體難度較大，要求學生有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)和較高的動手操作能力，且專業(yè)培養(yǎng)計劃中的課程開設具有較強的連貫性，先前專業(yè)(基礎(chǔ))課的學習對后續(xù)專業(yè)課的學習效果具有非常大的影響。以“自動檢測技術(shù)”課程為例，課程內(nèi)容上有相當一部分是在之前“傳感器原理及應用”“電路分析”及“誤差分析”等課程基礎(chǔ)上的深入和延續(xù)，教學內(nèi)容上都是在介紹相關(guān)傳感器原理基礎(chǔ)上，圍繞測量某些參數(shù)而設計檢測儀器、裝置，進而介紹這些檢測儀器、裝置的工作原理及使用注意事項。故在“自動檢測技術(shù)”實際教學中，教師必然會忽略傳感器原理知識的詳細介紹，而側(cè)重于其實際具體應用。若學生在前面學習傳感器原理課程未建立良好基礎(chǔ)，就會覺得“自動檢測技術(shù)”課程內(nèi)容難度大、抽象，聽不懂，既不知道如何去學，也不清楚這些知識的實用價值。

通過對省內(nèi)部分兄弟院校該課程教學進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)“自動檢測技術(shù)”課程教學中普遍存在以下一些問題。

1.1 部分高校教材選用不嚴謹，教學內(nèi)容陳舊

目前國內(nèi)該門課程教材質(zhì)量良莠不齊，教材的選用很大程度上取決于任課教師。部分高校教師對所開設課程選訂教材缺乏嚴謹性，在對教材缺乏深入了解的情況下就確定了教材；或者很大程度上考慮所選教材的配套資源是否完善，而忽略了最重要的教材質(zhì)量。通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)部分高校教材選定只是沿用以往教材，這樣雖然減輕了教師的備課負擔，但卻沒有達到預期的教學效果。由于教材中很多內(nèi)容都是比較陳舊的，甚至已經(jīng)是淘汰的技術(shù)、裝置，很多高校的畢業(yè)生反映所學知識在社會上用不到，這在一定程度上與任課教師選訂教材有著密切關(guān)系。

1.2 教學、考核方法單調(diào)，缺乏新意

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，“教師占據(jù)課堂，學生被動接受知識”現(xiàn)象仍然存在，師生之間缺乏互動。其常見教學模式為：教師面對一百多學生，利用黑板板書和多媒體進行講解，其中結(jié)合幾次演示性實驗，課程結(jié)束后進行考試。至于課程教學的意義、價值，學生的學習方法、課程之間的連貫性等方面卻很少涉及。很多高校都面臨“自動檢測技術(shù)”課時壓縮的局面，課堂上，教師更多地是關(guān)心自己的教學進度以及教學資料的準備，忽視教學效果，學生很難在有限的學時內(nèi)掌握該課程的知識并做到融會貫通[2]。

課程考核不能簡單地“為考而考”，考核方式應該合理，以正確、有效地評估學生對知識的掌握程度。當前，很多高校仍然以“期末卷面測試”作為考核學生的主要措施，這樣既不能全面評估學生的學習效果，也忽略了學生在整個學期中的學習表現(xiàn)，導致很多學生出現(xiàn)“平時不學，考前突擊”的不良現(xiàn)象。為貫徹培養(yǎng)應用型本科人才的教學理念，考核必須能衡量學生的創(chuàng)新能力、應用能力。教師應時刻牢記，考核僅僅是一種手段，其目的是為了更好地使學生掌握課程理論知識、專業(yè)技能，這也是高等教育的本質(zhì)。

課堂教學缺乏現(xiàn)代化教學手段，如當今流行的“微課”“網(wǎng)絡教學”等在日常教學中很難見到蹤影。

1.3 實驗教學環(huán)節(jié)薄弱，管理不規(guī)范

為培養(yǎng)應用型本科人才，實驗教學有著舉足輕重的地位，但在實際教學過程中，由于受實驗條件限制等原因，很多高校往往忽略了這一點。大部分高?，F(xiàn)有的“自動檢測技術(shù)”實驗教學裝置很多都屬于“驗證型”，裝置陳舊而且數(shù)量不足，很難開設出創(chuàng)新型實驗，實驗效果不佳。另外，部分高校購買實驗裝置缺乏充分論證，其高價購買的實驗裝置往往與教學內(nèi)容不匹配而導致閑置；或者實驗設備廠家售后服務較差，損壞的設備未能得到及時維修，無法保證實驗的正常開出。部分學校出于擔心實驗設備的損壞，使很多裝置閑置，實驗裝置對學生開放力度不夠[3]。

2 以培養(yǎng)應用型人才為理念的課程教學模式探索與實踐

2.1 嚴格把控教材選用關(guān)

教材的選用需要課程組或者專業(yè)系教師進行研討確定。當今技術(shù)發(fā)展日新月異，所選定的教材在確保學生能學到教學大綱所規(guī)定的專業(yè)知識之外，應該盡可能反映出當前工業(yè)生產(chǎn)中的最新技術(shù)、儀器裝置，拓寬學生的視野。

2.2 課堂教學模式探索與實踐

“自動檢測技術(shù)”課程多開設于大三上學期，學生已經(jīng)具備電子技術(shù)、電路分析、傳感器原理及應用、信號與系統(tǒng)等專業(yè)基礎(chǔ)，初步掌握了自動檢測電路簡單分析及設計的基本知識。考慮到本課程綜合性較強，且智能儀器是今后的重要發(fā)展趨勢，本課程的開設時間可適當靠后，最好能在“單片機原理及應用”“智能儀器設計與應用”和“虛擬儀器”等專業(yè)課程之后。

在“自動檢測技術(shù)”整個課程教學期間，教師要反復強調(diào)該課程的特點、教學模式、應用領(lǐng)域以及各課程知識點的前后連貫，使學生能切實掌握該課程的學習方法，了解該知識點在當前工業(yè)生產(chǎn)中的應用價值，給學生樹立起“學以致用”的觀念。在教學過程中，教師要注意課程的前后連貫性，使學生充分意識到所學知識不是孤立的，而是前后密切聯(lián)系的。作為一個較復雜的自動檢測系統(tǒng)，正是由若干個微型系統(tǒng)構(gòu)成的。

根據(jù)應用型本科人才培養(yǎng)的教學理念，教學內(nèi)容應更加突出學以致用。對于課程教學過程中所涉及的難度較高的“理論推導”環(huán)節(jié)，任課教師可采取“輕過程，重結(jié)果”的方式，即對于復雜的數(shù)學推導可簡略，而對于推導結(jié)果(論)的含義則重點講解，使學生充分理解其原理以及在檢測裝置構(gòu)造中的實際應用。

教師在日常教學中，可適當采用“應用案例式教學”方法，通過設計應用實例，引導學生以“產(chǎn)品研發(fā)”的形式完成。如講解工業(yè)溫度檢測環(huán)節(jié)時可增加學生都很熟悉的“電冰箱的溫度檢測系統(tǒng)”設計案例。教師引導學生從電冰箱的工作原理及控制任務進行分析，確定冰箱溫度檢測系統(tǒng)的主要功能及參數(shù)要求，由此設計出以51單片機為核心的控制電路框圖及各部分電路圖，對于“溫度檢測電路”部分需要重點介紹，包括從確立熱敏電阻型號到建立其“阻值與溫度”函數(shù)關(guān)系式。最后，進行軟件部分設計，包括主程序部分的冰箱的控制流程：各單元初始化、中斷控制、顯示，鍵盤驅(qū)動等；而冰箱日常工作的電源欠壓、過壓處理以及開門狀態(tài)檢測、處理等則通過中斷服務程序完成[4]。

對于課程考核，教師應積極探索課程考核方式，避免單一的閉卷考試形式。可適當擴充測試環(huán)節(jié)，既包括作業(yè)、考勤、實驗環(huán)節(jié)和期末閉卷考試，也包括課堂提問、課程階段學習報告、課堂討論、課程答辯等眾多環(huán)節(jié)?！坝懻撌浇虒W”在國外高校比較盛行，不僅有利于學生樹立團隊意識，而且使學生通過討論更好地掌握所學知識，增強學生思考、綜合分析的能力。教師布置討論問題，學生課后以小組形式查閱資料，在課堂進行討論，相互提問并最終完成教師布置的任務。教師也可根據(jù)課程大綱的要求，將課程分為幾個學習階段，每個階段結(jié)束后即進行考核，取綜合成績作為學生該課程的最終成績。這可有效避免“平時不學，考前突擊”的現(xiàn)象，使學生的積極性始終能夠被調(diào)動起來。

教師在教學中應及時將與課程相關(guān)的最新信息引入課堂，以拓展學生的知識面，并提高學生的學習興趣。如在講解“儀表測控系統(tǒng)”過程中，補充講解當前比較流行的網(wǎng)絡化儀器等前沿技術(shù)內(nèi)容，從而大大提高了學生的學習興趣，使其及時獲悉當前自動檢測技術(shù)的發(fā)展方向。

2.3 改革并完善課程實驗教學機制

實驗教學在應用型本科人才培養(yǎng)中占據(jù)重要地位。高校需要改善自身的實驗教學條件，在硬件方面適應課程教學內(nèi)容的變化，淘汰落后、陳舊實驗裝置，大幅增加或更新教學實驗儀器裝置，確保所購置儀器裝置能充分發(fā)揮作用。購置儀器應多考慮能開設創(chuàng)新型實驗，盡可能減少驗證性實驗裝置。在高?，F(xiàn)有實驗室條件下，以提高學生動手能力為目標，盡可能更換、擴充一些應用性、設計性及綜合性較強的實驗項目[5-6]。在軟件方面，實驗教學大綱需經(jīng)常更新、完善，以確保其先進性。所開設實驗項目應突出學生動手能力的培養(yǎng)，并注重其創(chuàng)新性能力鍛煉。

在實驗儀器正常使用的前提下，應允許學生在操作過程中可能會出現(xiàn)的各種儀器損耗，盡可能消除學生的膽怯感。同時，還需要擴大實驗室對學生的開放力度。此外，也應通過培訓，提高實驗指導教師的素質(zhì)和應用能力?？蓮钠髽I(yè)生產(chǎn)一線、研發(fā)部門聘請實踐經(jīng)驗豐富的工程師長期擔任實驗指導工作，如常州工學院數(shù)控加工中心的實訓指導老師，就是面向社會公開招聘具有相應崗位資格證書、有豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗人員擔任，這能有效改善現(xiàn)有教師實踐經(jīng)驗不足的現(xiàn)狀。

2.4 完善現(xiàn)代化教學手段

2.4.1 提高多媒體在課程教學中的作用

對于尚未真正接觸生產(chǎn)實際的在校生而言，僅僅依靠課堂學習會覺得很抽象。學生能理解該課程的重要性，但在實際學習中對很多儀器、裝置的原理及操作應用覺得很茫然。因此，教師在日常教學中應借助于一些現(xiàn)代化教學手段，增加教學信息量，提高教學效率[7]。

多媒體課件已深入課堂教學，但課件的質(zhì)量還有待提高。對教學中難以口頭描述(解釋)的結(jié)論、應用，或者和日常生活密切聯(lián)系的知識，可制作Flash課件，在課堂上播放，以加深學生的理解。圖1為講解“機械量測量”章節(jié)時電感傳感器工作原理的Flash演示截圖，當圖1(a)中銜鐵之間的氣隙在外力作用下逐漸減小時，學生則會直觀地看到圖1(b)中的電流值隨之變小。

(a)氣隙大，電感小，電流大

(b) 氣隙小，電感大，電流小

對于教學中涉及的部分傳感器及先進儀器裝置，可在多媒體課件中嵌入產(chǎn)品圖片、生產(chǎn)企業(yè)以及性能參數(shù)等信息，以增強學生的直觀認識。

2.4.2 完善網(wǎng)絡課程教學及微課教學建設

充分利用網(wǎng)絡教學平臺，建設和完善“自動檢測技術(shù)”課程的相關(guān)網(wǎng)絡資源，為學生提供豐富的網(wǎng)絡教學資源。通過使用網(wǎng)絡資源教學，可以培養(yǎng)學生“信息加工”的能力、自主學習的能力以及適應現(xiàn)代信息化社會發(fā)展的能力、協(xié)作學習的能力。

借助“天空教室”網(wǎng)絡平臺，目前本課程已建設并擁有下述課程資源，在日常教學中得到學生的大力歡迎：

1)課程介紹，包括課程性質(zhì)、地位、教學內(nèi)容、教學特點、學習方法；

2)課程教學大綱，大綱中應詳細標出課程學習重點、難點以及基本學習要求；

3)課程電子教案，多媒體教學課件，可供學生課后下載；

4)課程網(wǎng)上答疑，學生可在線提問中，教師在線解答；

5)課程習題及試卷題型，其中包括與課程每個教學章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的大量習題(含作業(yè)題、思考題和討論題)，學生可在線完成作業(yè)并進行自我測試及評估，從而實現(xiàn)交互式學習；

6)課程相關(guān)實驗內(nèi)容，包括實驗裝置、實驗項目、操作步驟，以及實驗結(jié)果分析等；

7)包含和本課程相關(guān)的、能拓寬學生知識面的相關(guān)網(wǎng)絡學習資源。

現(xiàn)階段正開展本課程“畢博系統(tǒng)”網(wǎng)絡建設，后期能為學生提供更好的在線教學服務?！爱叢┫到y(tǒng)”除了包括天空教室的全部功能之外，更加側(cè)重師生之間的互動，對學生“課后在線自學”“在線測評”“開展網(wǎng)上課程學習交流和討論”等進行了完善，此外教師可在線評閱作業(yè)、實驗報告，并對學生進行期末考評、登記成績等。此外，“畢博系統(tǒng)”也包含對課程教學過程中的一些較難知識點錄制的微課視頻。通過網(wǎng)絡教學平臺，能有效引導學生深入學習本門課程，更好地提高學生學習興趣及學習效率。

3 結(jié)語

“自動檢測技術(shù)”是電類工科專業(yè)一門非常重要的專業(yè)課。本文針對眾多兄弟院校該課程的教學現(xiàn)狀，分析并總結(jié)了課程教學過程中存在的不足，從多方面積極探索應用型本科人才培養(yǎng)的課程教學方法，研究結(jié)果對工科其他專業(yè)的教學具有一定的參考作用。

[1]陳梅，李自臣.“單片機應用技術(shù)”課程自主探究式教學模式探索[J].中國電力教育，2014(3)：134-135,138.

[2]鮑玉軍.適應“卓越工程師”培養(yǎng)模式的電子信息工程專業(yè)教學探討[J].常州工學院學報,2014(6):64-68.

[3]王曉爽.自動檢測技術(shù)課程教學研究與探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2013(9):53-54.

[4]周祥才，朱兆武.檢測技術(shù)及應用[M].北京：中國計量出版社，2009.

[5]王曉俊，季亮，王碧波，等.面向應用的“自動檢測技術(shù)”教學方法探索[J].電氣電子教學學報，2015,37(1):71-73.

[6]陳鴻雁.控制理論思想在自動檢測技術(shù)課程教學中的應用[J].吉林省教育學院學報,2014,30(1):35-37.

[7]農(nóng)藩耿.《傳感器與自動檢測技術(shù)》課程的改革與實踐[J].教育教學論壇，2015(12):108-109.

責任編輯：楊子立

Exploration and Practice on a Teaching Model for ″Automatic Measurement Technology″ Course

BAO Yujun,ZHOU Xiangcai,CAI Jianwen

(School of Electrical and Photoelectronic Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213032)

In order to fit into the educational ideology of cultivating application-oriented undergraduate and accquire better teaching methods for the course of automatic measurement technology,the importance and status quo of automatic measurement technology teaching were firstly analyzed.Experience and shortcomings were concluded by surveying the teaching methods used by counterparts at colleges of Jiangsu province as well as analyzing the characteristics of Changzhou Institute of Technology.Corresponding improvements and suggestions for this course were thus proposed.

cultivating application-oriented undergraduate;automatic measurement technology;course teaching

10．3969/j．issn．1671-0436．2016．05．017

2016- 07- 30

常州工學院教學建設項目(A3-4402-16-019)；常州工學院網(wǎng)絡課程建設項目(A3-4406-16-064)

鮑玉軍(1978— )，男，碩士，副教授。

G642.0

B

1671- 0436(2016)05- 0081- 05