工匠精神驅(qū)動下的傳感器與檢測技術(shù)課程建設(shè)

蔡佳蘢 紀(jì)越 宋麗梅 熊慧 李金義

摘? 要? 針對傳感器與檢測技術(shù)課程中課程思政建設(shè)、分類與高階性建設(shè)目標(biāo)達(dá)成不完善的問題，圍繞課程思政建設(shè)的整體設(shè)計(jì)、紡織行業(yè)特色建設(shè)案例庫、傳感器選擇與檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜工程問題解決能力培養(yǎng)以及信仰驅(qū)動創(chuàng)新探索意識加強(qiáng)四個方面，實(shí)現(xiàn)在工匠精神驅(qū)動下課程思政的自然融入，并形成課程的分類建設(shè)特色。該研究可為同類型的課程建設(shè)設(shè)計(jì)和實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞? 傳感器與檢測技術(shù)；課程思政；工匠精神

中圖分類號：G642.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）10-0053-04

Curriculum Construction of Sensor and Detec-tion Technology Driven by Craftsman Spirit//CAI Jialong， JI Yue， SONG Limei， XIONG Hui， LI Jinyi

Abstract? For the construction of ideological and?political education in sensor and detection tech-nology and the imperfect achievement in its classi-fication and construction of high order goal， we put forward four approaches： the integral designing of the construction of ideological and political education in curriculums， building a case library around the characteristic of textile industry， deve-loping ability to solve complex functional problems involved in sensor selection and detection system， strengthening the awareness of innovation and ex-ploration by faith-driven， which can realizes the natural integration of ideological and political education in curriculums under the driven by crafts-man spirit and form the characteristics of curri-culum classification construction. This research can provide reference for the design and implementation of the same type of curriculum construction.

Key words? sensors and detection technology; ideolo-gical and political education in curriculums; crafts-man spirit

Authors address? School of Control Science and Engi-neering， Tiangong University， Tianjin， China， 300387

0? 引言

傳感器與檢測技術(shù)是自動化和測控技術(shù)與儀器等電類專業(yè)的必修課之一。傳感器是信息系統(tǒng)支柱之一，傳感器技術(shù)的優(yōu)劣成為衡量一個國家是否處于戰(zhàn)略競爭制高點(diǎn)的重要標(biāo)志。國家“十四五”規(guī)劃再次強(qiáng)調(diào)聚焦傳感器等關(guān)鍵領(lǐng)域，加快推進(jìn)基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)算法、裝備材料等研發(fā)突破與迭代應(yīng)用。傳感器與檢測技術(shù)的課程建設(shè)與國家發(fā)展戰(zhàn)略以及課程思政的結(jié)合尤為重要，要落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，培養(yǎng)中國制造和中國創(chuàng)造的合格社會主義接班人，探索通過課程和教材建設(shè)推動專業(yè)和課程思政的有機(jī)結(jié)合，重在培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷、“大國工匠”精神和歷史使命感以及辯證思維、系統(tǒng)思維和創(chuàng)新思維能力。

對標(biāo)一流課程建設(shè)的基本原則，結(jié)合傳感器與檢測技術(shù)的課程特點(diǎn)，課程建設(shè)的發(fā)展趨勢除了加強(qiáng)思政元素的自然融入，還應(yīng)更加注重分類建設(shè)、高階性與創(chuàng)新性：1）分類建設(shè)方面，傳感器的應(yīng)用范圍非常廣泛，課程建設(shè)要服務(wù)各個高校特別是不同“雙一流”建設(shè)學(xué)科特色方向，在發(fā)展過程中應(yīng)依據(jù)各高校的辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，建設(shè)適應(yīng)本地區(qū)本行業(yè)特色的人才培養(yǎng)體系；2）高階性方面，作為專業(yè)核心課程之一，要將課程思政與基于產(chǎn)出的教育模式有機(jī)結(jié)合，鍛煉學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，讓學(xué)生能夠根據(jù)自動化領(lǐng)域工程需要選擇合適的傳感器和檢測方案；3）創(chuàng)新性方面，傳感器是科技發(fā)展中關(guān)鍵聚焦領(lǐng)域，應(yīng)更加重視課程與前沿技術(shù)研究的緊密結(jié)合，不僅注重傳感器的應(yīng)用范圍，也要關(guān)注國家重大需求牽引下的相關(guān)類別傳感與檢測技術(shù)的基礎(chǔ)研究。

目前，傳感器類的課程建設(shè)都十分注重思政元素、案例教學(xué)與傳感器理論知識的結(jié)合，但多數(shù)課程主要是針對分散的思政元素融合和某一種機(jī)理傳感器的應(yīng)用展開，在思政元素融入的整體設(shè)計(jì)、行業(yè)學(xué)科特色、解決復(fù)雜工程問題能力以及傳感機(jī)理研究驅(qū)動方面存在不足[1]：1）目前，各個高校課程建設(shè)中都進(jìn)行了思政元素的融入，以案例為抓手，引入求真務(wù)實(shí)、實(shí)踐創(chuàng)新等精神的培育，但是缺少整體理論的布局以及串聯(lián)案例形成的信仰深化與升華；2）目前，傳感器類課程案例尚以通識應(yīng)用為

主，沒有將相關(guān)行業(yè)特色納入，紡織產(chǎn)業(yè)是我國的民生產(chǎn)業(yè)和國際競爭優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，也是科技應(yīng)用和時尚發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，紡織產(chǎn)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，亟須智能感知領(lǐng)域的人才培養(yǎng)；3）以傳感器原理為分類依據(jù)的傳統(tǒng)講授模式，與面對復(fù)雜工程問題中以被測量選擇為依據(jù)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境是脫離的，打破傳感原理的分類模式，真正讓學(xué)生以實(shí)際工程問題為背景，如何學(xué)會選擇傳感器并設(shè)計(jì)檢測系統(tǒng)，是教學(xué)模式改革需要解決的問題。

1? 工匠精神驅(qū)動下的課程整體設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)傳感器與檢測技術(shù)課程思政的自然融合、分類建設(shè)、高階性和創(chuàng)新性的一流課程建設(shè)總體目標(biāo)，分解為課程思政頂層設(shè)計(jì)、紡織行業(yè)特色建設(shè)、復(fù)雜工程問題解決能力鍛煉和信仰驅(qū)動的創(chuàng)新探索的達(dá)成目標(biāo)，具體的實(shí)施方法細(xì)化為四個方面：1）全面調(diào)研，明確教學(xué)目標(biāo)，將專業(yè)教學(xué)與育人教育相統(tǒng)一；2）將紡織智能檢測特色案例進(jìn)行全局設(shè)計(jì)，形成以行業(yè)為背景的案例串聯(lián)，達(dá)到行業(yè)與課程建設(shè)相統(tǒng)一的效果；3）將基于面向產(chǎn)出教育理念中復(fù)雜工程問題細(xì)化到課程中，明確為解決“傳感器選擇與檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)”復(fù)雜工程問題進(jìn)行能力培養(yǎng)，提高系統(tǒng)的高階性；4）通過課程思政建設(shè)，加強(qiáng)國家發(fā)展戰(zhàn)略在學(xué)生創(chuàng)新探索中的牽引，增強(qiáng)學(xué)生的使命感和責(zé)任感，將報(bào)效祖國作為創(chuàng)新驅(qū)動源泉，開展傳感機(jī)理深入檢索和研究。

2? 工匠精神驅(qū)動下的課程建設(shè)具體思路

2.1? 圍繞課程思政頂層設(shè)計(jì)的舉措與實(shí)例

以課程大綱為基礎(chǔ)，以“三全育人”思想為引領(lǐng)，以教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》為指導(dǎo)，秉承思政教育與專業(yè)教育自然融合的原則[2]，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證的成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)三大教學(xué)理念，形成建設(shè)路線：1）專業(yè)教師中青有機(jī)結(jié)合，組成課程思政教學(xué)團(tuán)隊(duì)；2）基于線上線下混合教學(xué)模式，建設(shè)在線課程思政案例庫，創(chuàng)新教學(xué)手段；3）發(fā)掘課程中蘊(yùn)含的思政元素，將思政元素自然融入專業(yè)教學(xué)；4）上述方面有機(jī)融合，共同完成課程思政的培育，形成閉環(huán)。

在教學(xué)內(nèi)容課程思政元素融入中，根據(jù)課程思政教學(xué)目標(biāo)頂層設(shè)計(jì)，在本項(xiàng)目的研究過程中要豐富各個案例的線下與線上教學(xué)資源[3]，并能與智能紡織檢測背景相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)特色中的課程思政加強(qiáng)。具體實(shí)施案例可以分為以下兩類。

1）生活案例自然融入知識點(diǎn)教學(xué)，引用習(xí)近平

總書記對學(xué)習(xí)態(tài)度的重要論斷，培養(yǎng)學(xué)生的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣[2]。如圖2所示，通過對電磁爐的設(shè)計(jì)與電渦流傳感的機(jī)理結(jié)合，總結(jié)提問歸納學(xué)生日常生活中的案例，引導(dǎo)學(xué)生思考，進(jìn)一步引出課程思政，體會習(xí)近平總書記提出的工匠精神與學(xué)習(xí)方法。

2）以科研案例的需求為實(shí)際分析的要點(diǎn)，以傳感器的國內(nèi)研究現(xiàn)狀激發(fā)學(xué)生對自主研發(fā)和自主創(chuàng)新的認(rèn)識，以實(shí)際案例的解決啟迪學(xué)生人士創(chuàng)造過程需要知識積累的重要性。如圖3所示，以數(shù)控機(jī)床中位移測量需求為背景，討論課堂中學(xué)習(xí)過的位移傳感器的局限性，提出數(shù)字位移傳感器學(xué)習(xí)的必要性，在講解課程內(nèi)容后，分析光柵傳感器的如何應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中[4]，并分析光柵傳感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以實(shí)際測量需求讓學(xué)生理解中國制造和中國創(chuàng)造的必要性，提高責(zé)任感和自信心。

2.2? 圍繞紡織行業(yè)特色的舉措與實(shí)例

在我國先進(jìn)制造領(lǐng)域，紡織產(chǎn)業(yè)是我國的民生產(chǎn)業(yè)和國際競爭優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，也是科技應(yīng)用和時尚發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。工信部發(fā)布的《紡織工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020）》提出重點(diǎn)發(fā)展紡織智能制造，推進(jìn)具有自動感知、智慧決策、自主控制功能的高端智能紡織裝備的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)和應(yīng)用[5]。天津工業(yè)大學(xué)是“雙一流”學(xué)科建設(shè)高校，屬于行業(yè)特色院校，在第四輪學(xué)科評估中紡織工程獲得A+，應(yīng)該在相關(guān)課程中制定符合行業(yè)人才培養(yǎng)定位的建設(shè)目標(biāo)。如圖4所示，制定符合紡織行業(yè)特色的課程建設(shè)目標(biāo)，并在各小節(jié)中，結(jié)合行業(yè)背景將速度、振動以及張力測量的案例融入應(yīng)用拓展，實(shí)際鍛煉學(xué)生在紡織制造領(lǐng)域進(jìn)行傳感器選擇和檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，并將紡織智能檢測中的科技前沿作為課程延伸，提高課程的高階性以及與行業(yè)特色的結(jié)合度。

2.3? 圍繞傳感器選擇與檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜工程問題解決能力培養(yǎng)開展的具體措施

基于面向產(chǎn)出的教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問題解決能力的培養(yǎng)，針對傳感器與檢測技術(shù)的課程目標(biāo)，細(xì)化專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜工程問題，可以描述為“傳感器選擇與檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)”自動化領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問題，針對這一能力的培養(yǎng)，采用啟發(fā)式教學(xué)的模式。如圖5所示，在課程的工程引例中，以實(shí)際工程需求為牽引，對實(shí)際測量的動靜態(tài)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的需求描述，并利用課上資源對實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行拓展，以問題為驅(qū)動，進(jìn)行傳感器的選擇和檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時，結(jié)合該被測物理量的基礎(chǔ)知識，對所學(xué)傳感器進(jìn)行對比，重在強(qiáng)調(diào)機(jī)理和應(yīng)用環(huán)境的對比，要求學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，配合線上資源建設(shè)，進(jìn)行傳感器機(jī)理的仿真和模擬，最終達(dá)成學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.4? 圍繞信仰驅(qū)動創(chuàng)新探索開展的具體措施

學(xué)生的自主創(chuàng)新意識和能力是課程目標(biāo)關(guān)于素養(yǎng)和課程思政的重要方面，如何幫助學(xué)生樹立正確的創(chuàng)新驅(qū)動源泉是非常重要的。如圖6所示，通過在課程中加強(qiáng)國家重要需求牽引的背景講述，從國家戰(zhàn)略和民族責(zé)任感與自信心的角度，激發(fā)學(xué)生對于測量知識的學(xué)習(xí)與深入探索，使學(xué)生了解“卡脖子”技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀。

3? 結(jié)束語

探討傳感器與檢測技術(shù)工匠精神驅(qū)動下的課程思政元素的自然融入方法，并結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo)形成具有紡織專業(yè)特色的課程建設(shè)要求，將傳感器按照測量對象進(jìn)行串聯(lián)和案例統(tǒng)籌，為該類課程建設(shè)思路提供參考。

4? 參考文獻(xiàn)

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