《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》模塊化教學(xué)改革研究與實(shí)踐

黎鋼釗

摘要：隨著信息技術(shù)的快速進(jìn)步和新型智能化儀器儀表的不斷研發(fā)，使得《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)難度大大提高，原來(lái)的教學(xué)方式已經(jīng)無(wú)法滿足新時(shí)期的教學(xué)目標(biāo)。而模塊化教學(xué)課程設(shè)計(jì)體系化、課程教學(xué)實(shí)踐化、課程體驗(yàn)趣味化的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于推動(dòng)該課程的教學(xué)進(jìn)程具有一定的積極作用。因此，進(jìn)行《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》教學(xué)改革已成必然趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能化儀器儀表；模塊化；教學(xué)改革

當(dāng)前，我國(guó)工科教學(xué)所用的《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》教材內(nèi)容可概括如下：基于大量課內(nèi)外實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目介紹智能化儀器儀表的基本結(jié)構(gòu)，結(jié)合Proteus仿真詳細(xì)講解輸入輸出、定時(shí)計(jì)數(shù)器、顯示與鍵盤、串行通信等功能單元的基本工作原理和設(shè)計(jì)方法。教學(xué)內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng)、難度高、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。因此，要通過(guò)教學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)如前所示的目標(biāo)就需要配置相同水準(zhǔn)的教學(xué)模式。

1.《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)情況

根據(jù)當(dāng)前《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)可知，《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》課程教學(xué)雖然在一定程度上體現(xiàn)了對(duì)模塊化教學(xué)的理解，但是實(shí)際的課程教學(xué)中，因不同實(shí)際教學(xué)模塊之間的設(shè)計(jì)目標(biāo)不夠清晰等原因，導(dǎo)致了基礎(chǔ)原理教學(xué)、專業(yè)技術(shù)教學(xué)，以及實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)雖然自成體系卻各自為政的不良現(xiàn)象。這些不良現(xiàn)象的產(chǎn)生給《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》教學(xué)帶來(lái)了許多不利的影響，使學(xué)生不能夠系統(tǒng)的、有條理地掌握相應(yīng)的智能化儀器儀表的基本原理和實(shí)際應(yīng)用的操作要點(diǎn)。

針對(duì)《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》的上述教學(xué)現(xiàn)狀問題，本文將從教學(xué)目標(biāo)的理順、教學(xué)模塊的重新設(shè)計(jì)、教學(xué)模塊的實(shí)踐三個(gè)方面進(jìn)行《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》模塊化教學(xué)改革與實(shí)踐研究。

2.模塊化教學(xué)在《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》課程教學(xué)中的構(gòu)建

2.1教學(xué)目標(biāo)的確定

《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》是一門理工科課程，所以需要現(xiàn)在特定理工科專業(yè)的角度下設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。此外，因?yàn)樵撻T課程不僅涉及到機(jī)械工程，還涉及到自動(dòng)化技術(shù)，因此課程本身就兼具很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，因此，該課程的總體目標(biāo)應(yīng)該是以智能化儀器儀表書面原理教學(xué)為基礎(chǔ)，以智能化儀器儀表應(yīng)用實(shí)踐為核心，以培養(yǎng)集專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備豐富、實(shí)踐操作能力水平較高和創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維活躍優(yōu)勢(shì)于一身的應(yīng)用型、復(fù)合型人才為方向的專業(yè)教學(xué)目標(biāo)。同時(shí)，也要制定與課程教學(xué)模塊設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的模塊教學(xué)目標(biāo)。

2.2教學(xué)模塊的設(shè)計(jì)

（一）圍繞教學(xué)的總體目標(biāo)，進(jìn)行層層遞進(jìn)、相互支撐的教學(xué)模塊

首先，針對(duì)專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行有針對(duì)性的基礎(chǔ)教學(xué)模塊構(gòu)建。比如，進(jìn)行單片機(jī)接口技術(shù)、儀器儀表控制原理、電子技術(shù)和電工原理等課程必備的基礎(chǔ)知識(shí)模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)；重點(diǎn)進(jìn)行智能儀器儀表軟件編制方法教學(xué)中數(shù)據(jù)采集技術(shù)教學(xué)、軟件設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)例借鑒研究、智能儀器儀表創(chuàng)新設(shè)計(jì)探索等教學(xué)模塊。同時(shí)，為了給學(xué)生在本專業(yè)與相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換過(guò)程創(chuàng)造條件，同質(zhì)專業(yè)方向的前三個(gè)學(xué)期的基礎(chǔ)模塊需要保持一致。

其次，為了培養(yǎng)學(xué)生的智能化儀器儀表應(yīng)用能力，在教學(xué)模塊中需要設(shè)計(jì)更高比例的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)。

（二）圍繞各個(gè)模塊的教學(xué)目標(biāo)，有針對(duì)性地優(yōu)化模塊教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)專業(yè)總體培養(yǎng)目標(biāo)，每個(gè)模塊都需要制定各自的教學(xué)目標(biāo)。比如，在數(shù)據(jù)采集技術(shù)教學(xué)模塊，需要在遵循專業(yè)課程培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，圍繞“掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要構(gòu)成和A/D轉(zhuǎn)換及接口技術(shù)、浮點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、誤差分析等”模塊目標(biāo)的基礎(chǔ)上設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)，根據(jù)不同班級(jí)學(xué)生的實(shí)際能力調(diào)整課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、授課時(shí)數(shù)、授課形式及自學(xué)時(shí)間。

（三）通過(guò)基礎(chǔ)課與應(yīng)用課的學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)模塊教學(xué)之間的有效銜接

因?yàn)槊總€(gè)模塊都有明確的教學(xué)目標(biāo)，因此課程教學(xué)內(nèi)容基本已經(jīng)具有很好的銜接關(guān)系，也比較有針對(duì)性，但為了使課程教學(xué)體系具有更好的連貫性和完整性，就需要通過(guò)學(xué)時(shí)的約束來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊之間的進(jìn)一步銜接。比如，在設(shè)計(jì)實(shí)例借鑒研究模塊，就需要將智能儀器的設(shè)計(jì)原則和步驟等基礎(chǔ)理論課和基TTNS320VC5402的地下管道漏水檢測(cè)儀的實(shí)踐課進(jìn)行科學(xué)的融合，針對(duì)專業(yè)總體培養(yǎng)目標(biāo)和模塊教學(xué)目標(biāo)，有選擇性地設(shè)計(jì)教學(xué)學(xué)時(shí)，為專業(yè)教學(xué)服務(wù)。比如，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接方面，一個(gè)模塊通常要保持在一個(gè)總量為4-8學(xué)期周學(xué)時(shí)的教學(xué)單元，圍繞著同一主題，融合課堂教學(xué)、練習(xí)、研討、項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)等不同的教學(xué)形式。

2.3教學(xué)模塊的實(shí)踐

在課程教學(xué)模塊的實(shí)踐過(guò)程中，也需要把理論與實(shí)踐兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)組合和教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。可以通過(guò)布置企業(yè)實(shí)習(xí)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)、自主性實(shí)驗(yàn)等（比如傳感器設(shè)計(jì)與改良等）方式鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)的學(xué)習(xí)和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。并且教師之間需要相互合作，進(jìn)行教學(xué)任務(wù)的公平分配，指定每個(gè)模塊的教學(xué)報(bào)告負(fù)責(zé)人，以減輕教師的教學(xué)壓力，為教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化創(chuàng)造良好的師資力量基礎(chǔ)和空間基礎(chǔ)。

3.結(jié)論

本文按照了解《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》教學(xué)情況，在此前提下進(jìn)行教學(xué)模塊構(gòu)建的思路進(jìn)行了《智能化儀器儀表原理及應(yīng)用》模塊化教學(xué)改革與實(shí)踐的研究。筆者認(rèn)為，模塊化教學(xué)模式的應(yīng)用需要建立在對(duì)院校專業(yè)課程教學(xué)目標(biāo)和具體課程實(shí)際教學(xué)問題基礎(chǔ)之上的，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化教學(xué)與實(shí)際教學(xué)的有效融合。