工程教育認(rèn)證背景下“傳感器與檢測技術(shù)”課程教學(xué)改革與思政建設(shè)實(shí)踐

王 穎 宋穎超 房啟志

（沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院 遼寧·沈陽 110136）

隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、人工智能等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳感器已無處不在。社會和企業(yè)對電子信息專業(yè)畢業(yè)生在創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力、道德修養(yǎng)等方面的要求也在不斷提高。相應(yīng)的作為電子信息工程專業(yè)主干課程的傳感器與檢測技術(shù)，其內(nèi)涵和實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠掌握常用傳感器的原理和應(yīng)用領(lǐng)域，并能夠運(yùn)用傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)知識解決生產(chǎn)、生活中的信息采集與處理問題，具有一定的創(chuàng)新能力和運(yùn)用專業(yè)知識解決復(fù)雜工程問題的能力。因此，在工程專業(yè)認(rèn)證的大背景下，教學(xué)必須要轉(zhuǎn)變觀念，以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，持續(xù)的改進(jìn)課堂教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法，設(shè)計(jì)新型實(shí)踐手段，探索將專業(yè)教學(xué)與思政教育相融合的新模式，實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識與價(jià)值引領(lǐng)相統(tǒng)一，從而培養(yǎng)出更多適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的德技雙馨的創(chuàng)新型人才。

1 傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容方面

本課程內(nèi)容涉及電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、材料、機(jī)械等眾多學(xué)科領(lǐng)域，知識覆蓋面廣，更新速度快，實(shí)用性強(qiáng)。教師在課堂上按部就班講授各種類型傳感器的工作原理、測量電路、誤差分析及典型應(yīng)用，內(nèi)容繁多枯燥冗雜，而傳感器與檢測技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域的新知識、新技術(shù)和新應(yīng)用沒能及時(shí)融入課程教學(xué)，導(dǎo)致理論教學(xué)脫離實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)效果不好。

課程思政教育內(nèi)容薄弱，沒能把課程內(nèi)容與國家實(shí)施的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合起來，沒能將科技強(qiáng)國、家國情懷、職業(yè)自豪感、新時(shí)代工匠精神等思政元素融入課程教學(xué)中，學(xué)生發(fā)奮學(xué)習(xí)、科技報(bào)國的熱情沒有被有效激發(fā)。

1.2 教學(xué)手段運(yùn)用和教學(xué)方法設(shè)計(jì)方面

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，現(xiàn)有的教學(xué)模式已不能很好地完成傳感器與檢測技術(shù)課程所承擔(dān)的任務(wù)，體現(xiàn)不出以學(xué)生為本，以學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向，無法有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)習(xí)效率。

同時(shí)，與現(xiàn)有教學(xué)模式相配套的課程考核方式也難以全面考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題的能力。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面

目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以驗(yàn)證性題目為主，學(xué)生只需按照既定的步驟進(jìn)行機(jī)械的操作，這種缺乏思考和探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式無形之中打壓了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，割裂了知識與工程間的聯(lián)系，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和實(shí)踐能力的提升。

2 傳感器與檢測技術(shù)課程的改革與實(shí)踐

2.1 經(jīng)典理論與前沿技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容改革

教學(xué)內(nèi)容兼顧基本理論與行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，不僅介紹傳感器與檢測技術(shù)的基本概念、基礎(chǔ)理論、典型傳感器的工作原理、測量電路及典型應(yīng)用，還要結(jié)合本學(xué)科領(lǐng)域最新的研究成果，適當(dāng)補(bǔ)充一些新型傳感器的原理及應(yīng)用，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)能夠?qū)θ斯ぶ悄?、航空航天、智能制造等領(lǐng)域傳感器的應(yīng)用狀況有一定的了解。同時(shí)，結(jié)合身邊的新興事物，如：智能手環(huán)、VR眼鏡、可穿戴設(shè)備、機(jī)器人、無人駕駛汽車等，讓學(xué)生深刻理解各種傳感器的原理和應(yīng)用價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生把對新鮮事物的興趣轉(zhuǎn)移到課堂學(xué)習(xí)中，激發(fā)學(xué)生的求知欲望和積極參與課程學(xué)習(xí)的熱情。

2.2 專業(yè)知識與思政內(nèi)涵相融合的教學(xué)內(nèi)容建設(shè)

傳感器與檢測技術(shù)課程的教學(xué)要緊跟國家政治方向，樹立大局意識，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同國家、愛黨愛國，使培養(yǎng)出的學(xué)生不僅具有過硬的專業(yè)知識，還要有為國家、為人民服務(wù)的意識。課程思政建設(shè)從幾個(gè)方面著手。（1）將課程思政知識點(diǎn)納入教學(xué)大綱，充分挖掘傳感器與檢測技術(shù)課程中的政治內(nèi)涵，使其在改進(jìn)中不斷加強(qiáng)。（2）每堂課增加隱性的課程思政內(nèi)容，通過回顧歷史、偉人偉事、成就展示、問題討論等多種教學(xué)方法，將知識點(diǎn)與思政要素緊密結(jié)合起來，使學(xué)生在掌握專業(yè)知識的同時(shí)提升政治理論修養(yǎng)和整體素養(yǎng)。（3）尋找當(dāng)下社會熱點(diǎn)與課程的內(nèi)在聯(lián)系，靈活多變地引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。（4）介紹傳感器新技術(shù)在國家重大工程中的應(yīng)用，把課程內(nèi)容與國家實(shí)施的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生對科研的興趣和科技報(bào)國的熱情，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和民族自信心。（5）提升專業(yè)教師自身的人文情懷。除了掌握扎實(shí)的專業(yè)知識，具有良好的科學(xué)素養(yǎng)，授課教師必須能夠持續(xù)學(xué)習(xí)，開闊視野，擁有一定個(gè)人情懷和人文素養(yǎng)，以便更好地把握學(xué)生心理動(dòng)向，提升思政教育親和力和針對性，使學(xué)生們在掌握專業(yè)知識的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)道德的深化和情操的升華。

2.3 以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)引的教學(xué)方法改革

（1）創(chuàng)新教學(xué)模式。從各種典型傳感器的具體應(yīng)用場景入手，用動(dòng)畫、圖片等以項(xiàng)目導(dǎo)入的方式來提出問題，形象生動(dòng)講授具體工程實(shí)際中應(yīng)用的案例。再引導(dǎo)學(xué)生分析和解決問題，抽絲剝繭、層層遞進(jìn)，深入探究應(yīng)知應(yīng)會知識點(diǎn)，使課堂教學(xué)過程跌宕起伏，氣氛活躍。（2）設(shè)計(jì)教學(xué)方法。采用不同的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。比如，挑選部分知識點(diǎn)，采用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方法，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，讓學(xué)生主宰課堂。教師提出檢測主題，學(xué)生自主查找相應(yīng)的傳感器及其應(yīng)用進(jìn)行調(diào)研，并在課堂上推演自己的調(diào)研結(jié)果，教師加以點(diǎn)評和總結(jié)。這種方式，一方面可以鍛煉學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)去尋找優(yōu)質(zhì)的教育資源的能力，另一方面還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，鍛煉學(xué)生的總結(jié)概括能力以及表達(dá)能力。（3）實(shí)物教學(xué)。百聞不如一見，但由于各種條件限制，將學(xué)生帶出課堂很難實(shí)現(xiàn)。我們換了一種思路，教師盡可能搜集企業(yè)及實(shí)驗(yàn)室淘汰或廢掉的各類傳感器，在課堂上展示并講解，給學(xué)生留下最直觀的感受，再加以引導(dǎo)，讓學(xué)生完成從“走近”到“走進(jìn)”傳感器的改變。

2.4 多種信息化手段混合并用的教學(xué)手段創(chuàng)新

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和多媒體技術(shù)的發(fā)展，課程教學(xué)手段越來越豐富，在教學(xué)中將彼此獨(dú)立的教學(xué)手段或其構(gòu)成要素以某種方式有機(jī)地結(jié)合起來能夠更好地提高課程的教學(xué)效果。（1）雨課堂智慧教學(xué)。將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入PPT和微信。課前發(fā)布課件、視頻等學(xué)習(xí)資料；課堂上采用雨課堂把知識框架、重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行精心、細(xì)致的講解；利用板書推導(dǎo)重要公式、分析測量電路；并通過彈幕、投稿、隨堂測驗(yàn)等形式與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，及時(shí)了解每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。（2）SPOC教學(xué)。基于對知識的分解將教學(xué)內(nèi)容剪輯成短小的視頻；課程可在線布置測驗(yàn)、作業(yè)及設(shè)置討論區(qū)，學(xué)生可以對課程的相關(guān)問題進(jìn)行交流，使教學(xué)模式更加多元化、趣味化。（3）思維導(dǎo)圖。采用圖文結(jié)合的形式繪制思維過程、梳理知識脈絡(luò)，有助于教師教學(xué)思路的整理和學(xué)生知識點(diǎn)的回顧。

2.5 以創(chuàng)新項(xiàng)目為背景的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

從解決工程問題出發(fā)，結(jié)合大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、物聯(lián)網(wǎng)大賽中的優(yōu)秀創(chuàng)新項(xiàng)目，精心設(shè)計(jì)一些既能涵蓋課程重要知識點(diǎn)，又能引起學(xué)生興趣的綜合性題目。學(xué)生以項(xiàng)目小組的形式，采取課堂、實(shí)驗(yàn)、討論、總結(jié)四維一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式分組完成。

2.6 以工程教育認(rèn)證理念為指導(dǎo)的課程考核方式改革

在成績考評方面，加大平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)成績在總成績中的占比。期末考試適當(dāng)增加設(shè)計(jì)題和分析題的比例，并加設(shè)開放性的題目，考察學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力。平時(shí)成績由多種因素構(gòu)成，比如“雨課堂”和“慕課”的隨堂測驗(yàn)、回答問題、課后作業(yè)及翻轉(zhuǎn)課堂等，成績評定盡可能做到合理、公平、公正，同時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)優(yōu)秀。

3 結(jié)束語

按照工程教育認(rèn)證培養(yǎng)要求，對電子信息工程專業(yè)“傳感器與檢測技術(shù)”課程進(jìn)行了全面的改革與建設(shè)。經(jīng)過三輪的教學(xué)實(shí)踐，將知識傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值觀塑造等要素滲透到教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程，提高了畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度。尤其是信息化教學(xué)手段改革，完成了特殊時(shí)期隨時(shí)無障礙轉(zhuǎn)到線上教學(xué)的任務(wù)，效果顯著。