基于PDCA循環(huán)改進法的傳感器與檢測技術課程改革

賴聯(lián)有 許偉堅 陳僅星 程隆雙

摘? 要：課程教學改革不是一蹴而就而是一個持續(xù)改進的過程。針對課程教學中存在的問題，提出把用于質(zhì)量管理PDCA循環(huán)改進法應用于課程改革，建立持續(xù)改進的課程制度，可以有效的不斷提高教學效果。近三年的教學成果表明：基于PDCA循環(huán)改進法的課程改進是行之有效的方法。

關鍵詞：課程改革;PDCA;持續(xù)改進;傳感器與檢測技術

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）16-0136-03

Abstract： The teaching reform of curriculum is not achieved overnight， but it is a process of continuous improvement. In view of the problems existing in the course teaching， this paper puts forward that applying the PDCA cycle improvement method for quality management to the course reform and establishing a continuous improvement course system can effectively improve the teaching effect. The teaching results in the past three years show that curriculum improvement based on PDCA cycle improvement is an effective method.

Keywords： curriculum reform; PDCA; continuous improvement; sensors and detection technology

一、概述

《傳感器與檢測技術》是信息電子專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。本課程主要培養(yǎng)學生具有根據(jù)設計需求選擇合適的傳感器，設計相應的測量電路，并對檢測的數(shù)據(jù)進行分析處理的能力。課程內(nèi)容包含兩大部分：1. 傳感器部分，具體包括：傳感器與檢測技術概念、傳感器的特性、電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、核輻射傳感器、生物傳感器、集成智能傳感器、傳感器的標定、傳感器可靠性技術。2. 檢測技術部分，具體包括：檢測技術基礎、多傳感器信息融合技術、現(xiàn)代檢測系統(tǒng)。

課程要求主要包括：1. 掌握傳感器與檢測技術的基本概念、基本理論和基本分析方法;2. 掌握常用傳感器的組成結(jié)構、工作原理與測量電路;3. 熟悉并能夠根據(jù)工藝過程和控制要求進行檢測系統(tǒng)傳感器的合理選擇以及測量電路的基本設計。4. 掌握現(xiàn)代測試技術的工程應用及其發(fā)展方向。

傳感器與檢測技術作為物聯(lián)網(wǎng)技術的檢測前端，具有非常重要的實用意義。在《傳感器與檢測技術》理論教學和實驗教學過程中，發(fā)現(xiàn)存在不少問題。如：在課程實驗中，實驗內(nèi)容為各種傳感器的孤立實驗，系統(tǒng)性不足，綜合性差;實驗內(nèi)容以原理驗證為主，創(chuàng)新性不足等[1-3]。最主要的問題是：教學中發(fā)現(xiàn)不少問題其實是老問題、舊問題，可是多年以來改善不多，進步很小。究其原因，不是缺少發(fā)現(xiàn)問題的眼睛，而是缺乏持續(xù)改進的機制。針對這種情況，自2016年9月起，集美大學信息工程開始對《傳感器與檢測技術》等系列課程進行改革。本課程改革的內(nèi)容包括教學內(nèi)容、教學方法、實驗內(nèi)容、實驗方法、課程考核方法等等。但最主要的目的是建立起有效的持續(xù)改進課程制度。

二、PDCA循環(huán)改進

持續(xù)改進也叫PDCA（Plan Do Check Action）循環(huán)改進，PDCA循環(huán)又叫戴明環(huán)，由美國質(zhì)量管理專家戴明博士首先提出，是全面質(zhì)量管理所應遵循的科學程序。全面質(zhì)量管理活動的全部過程，是質(zhì)量計劃的制訂和組織實現(xiàn)的過程，這個過程就是按照PDCA循環(huán)，不停頓的運轉(zhuǎn)[4-5]。PDCA循環(huán)改進如圖1所示。

PDCA循環(huán)作為一種工作程序，特別是在質(zhì)量管理中得到了廣泛的應用。P、D、C、A四個英文字母所代表的意義如下：

1. P（Plan），即計劃，包括目標的確定，及活動計劃的制定。要通過市場調(diào)查、就業(yè)單位訪問等，摸清市場要求，確定政策、目標和計劃等。包括現(xiàn)狀調(diào)查、分析、確定要因、制定計劃。

2. D（Do），即執(zhí)行，具體運作，實現(xiàn)計劃的內(nèi)容。根據(jù)市場調(diào)研獲取的信息，進行深入分析，設計具體的方案、方法和計劃;再根據(jù)計劃，進行具體的實踐。

3. C（Check），即檢查，總結(jié)執(zhí)行計劃的結(jié)果，分清對錯，明確效果，找出問題。檢查階段主要是在計劃執(zhí)行過程之中或執(zhí)行之后，檢查執(zhí)行情況，檢查是否符合計劃預期的結(jié)果效果。

4. A（Action），即處理，對總結(jié)檢查的結(jié)果進行處理，成功的加以肯定，失敗的加以改進。沒有解決的問題，提給下一個PDCA循環(huán)中去解決。處理階段主要是根據(jù)檢查的結(jié)果效果，采取相應的措施。對于成功的經(jīng)驗，把其納入標準化，進行標準化常規(guī)化;對于遺留的問題，把其轉(zhuǎn)入下一個PDCA循環(huán)去解決。

PDCA是英語單詞Plan（計劃）、Do（執(zhí)行）、Check（檢查）和Action（行動）的第一個字母。PDCA循環(huán)不是運行一次就結(jié)束，而是循環(huán)不止的進行改進的科學程序。每一次循環(huán)解決一些問題，未解決的問題進入下一次循環(huán)，從而實現(xiàn)階梯式上升不斷改進不斷完善。

三、基于PDCA循環(huán)改進的《傳感器與檢測技術》課程改革

（一）課程改革的方法

為了持續(xù)不斷的提高教學質(zhì)量，改善教學效果，需要建立課程改革持續(xù)改進制度[6-9]。集美大學信息工程學院在《傳感器與檢測技術》課程改革之初就明確：課程改革的主要目標是打破多年原地踏步不前情況，建立持續(xù)改進的制度。主要原因有兩個：1. 如果建立持續(xù)改進的制度，課程改革成功是遲早的事。2. 《傳感器與檢測技術》與物聯(lián)網(wǎng)技術關系密切，科技發(fā)展變換很快，不可能一步到位、一勞永逸的課改成功。

在《傳感器與檢測技術》的課程改革中，引入PDCA循環(huán)改進，如圖2所示。

在P即計劃階段，通過學生深造的科研院所、學生就業(yè)市場和學生就業(yè)單位調(diào)查、訪問等，摸清在當前環(huán)境下科研院所和學生就業(yè)單位對學生基本知識和基本技能的要求，從而確定培養(yǎng)政策、培養(yǎng)目標和培養(yǎng)計劃等。包括現(xiàn)狀調(diào)查、分析、確定要因、制定計劃。主要任務包括：1. 明確課程目標;2. 制度教學內(nèi)容，包括理論教學內(nèi)容和實驗教學內(nèi)容，合理分配各章節(jié)的課時;3. 制定教學方法，包括理論課教學方法和實驗課教學方法;4. 制定考核方法，合理分配理論課和實驗課的成績比例，合理分配平時成績和期末考試成績的比例。

在D即執(zhí)行階段，實施上一階段所規(guī)定的內(nèi)容。根據(jù)培養(yǎng)目標和培養(yǎng)要求，對學生進行具體的教學、實踐等活動，組織開展教師之間教學技能的學習交流活動，提高教師教學水平。主要任務包括：1. 課堂理論教學，包括課堂講授、課堂互動、課后練習、課后答疑等;2. 實驗課教學，包括教師演示、驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗、實驗數(shù)據(jù)分析與實驗報告撰寫等。3. 教師之間教學經(jīng)驗的學習交流活動。

在C即檢查階段，在課程教學計劃執(zhí)行過程之中或課程教學計劃執(zhí)行之后，檢查課程教學計劃的執(zhí)行情況，看是否符合課程教學計劃的預期效果。主要任務包括：1. 平時階段性檢查分析各方反饋，包括課堂教學反饋、課后作業(yè)完成情況、實驗完成過程、實驗報告情況、教學答疑等;2. 期末檢查分析各方總的反饋，包括期末考試情況、上一屆學生就業(yè)反饋、用人單位調(diào)查分析等。為準確、全面的評估教學效果，需要多渠道收集各種反饋信息，并對信息進行深入分析、全方位解讀。

在A即處理階段，主要是根據(jù)檢查結(jié)果，采取相應的措施。主要任務包括：1. 修訂教學目標;2. 調(diào)整教學內(nèi)容，主要調(diào)整教學重點、課時分配、實驗內(nèi)容等;3. 調(diào)整教學方法;4. 調(diào)整成績考試方法，主要調(diào)整平時成績與期末考試成績的比例、實驗成績所在的比例等。

PDCA不是四個獨立的階段，而是一個有機的統(tǒng)一的整體。PDCA每個階段各有不同的分工，又各有重點。四個階段不斷循環(huán)，滾動前進，從而形成持續(xù)改進。

（二）課程實驗的改革

《傳感器與檢測技術》是一門實踐性很強的專業(yè)課程。根據(jù)本課程的特點及教學內(nèi)容，把課程中的典型傳感器應用技術與互聯(lián)網(wǎng)技術相結(jié)合，設計了多個基于物聯(lián)網(wǎng)技術的傳感器與檢測技術綜合實驗項目。

傳感器與檢測技術綜合實驗項目的內(nèi)容包含了電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、集成智能傳感器等。實驗內(nèi)容注重傳感器的基本原理、典型應用電路、檢測數(shù)據(jù)的采集與分析方法、傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術相結(jié)合的系統(tǒng)設計方法等內(nèi)容，編寫了相應的實驗指導書。

在設計傳感器與檢測技術綜合實驗項目后，根據(jù)PDCA循環(huán)針對本課程的實驗內(nèi)容、實驗方法、實驗評分等進行了持續(xù)的改進，特別是結(jié)合集美大學應用型本科的辦學定位和服務地方的辦學思路，聯(lián)系大多數(shù)畢業(yè)學生選擇在廈門就業(yè)的就業(yè)特點，定期不間斷的收集學生就業(yè)單位和已經(jīng)畢業(yè)學生的反饋信息，根據(jù)廈門的產(chǎn)業(yè)特點不斷的改進實驗內(nèi)容，增加了實驗項目的系統(tǒng)性、綜合性、創(chuàng)新性和實用性，成為本次課程改革的重要成果之一。

（三）課程改革的成效

自2016年實行課程改革以來，學生評議、同行教師評議、學生就業(yè)單位評議得分都有逐年提高。

數(shù)據(jù)來源：學生評議得分情況來自集美大學教務管理系統(tǒng);教師評議得分情況來自集美大學教師聽課評議表;用人單位評議得分情況來自集美大學信息工程學院電子信息工程專業(yè)IEET專業(yè)認證用人單位調(diào)查情況統(tǒng)計。

課程改革過程中設計的物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗項目，不僅用于《傳感器與檢測技術》課程的實驗教學，還可作為學生專業(yè)技能綜合訓練、學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學生競賽等培訓內(nèi)容。自2016以來，在此物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗項目的基礎上取得了很多的成果，如《電子系統(tǒng)綜合設計》課程設計實驗、集美大學學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽、物聯(lián)網(wǎng)+競賽、“合泰杯”單片機設計競賽、集美大學信息工程學院科技活動月電子設計競賽、集美大學本科優(yōu)秀畢業(yè)設計論文等活動中獲得了多個獎項，得到了廣大師生的一致好評。

四、結(jié)束語

課程教學改革不是一蹴而就一勞永逸的事情，而是一個持續(xù)改進的過程，重點在于建立持續(xù)改進的機制。

PDCA循環(huán)改進原本應用于質(zhì)量管理，目的在于持續(xù)提供質(zhì)量水平。把PDCA循環(huán)改進的思想借鑒用于課程改革，建立持續(xù)改進的課程制度，可以不斷的提供課程教學效果。

《傳感器與檢測技術》是一門綜合性的課程，課程改革的成果不僅可應用于本課程的教學與實驗，還可應用于學生電子系統(tǒng)設計、各種競賽、本科畢業(yè)設計等。只要深度挖掘，把握PDCA持續(xù)改進的思想精髓，《傳感器與檢測技術》的課程改革大有可為。

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基金項目：集美大學第十批教育教學改革項目“以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)核心能力為導向的電子信息專業(yè)課程改革”（編號：JY18073）

作者簡介：賴聯(lián)有（1975-），男，漢族，福建寧化人，碩士，講師，研究方向：智能信號處理。