面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)改革探索

0 引言

2015年《教育部國家發(fā)展改革委財政部關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》發(fā)布，強調(diào)推動轉(zhuǎn)型發(fā)展高校把辦學(xué)思路真正轉(zhuǎn)到培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能型人才上來，創(chuàng)新應(yīng)用型技術(shù)技能型人才培養(yǎng)模式[1-2]。2017年，教育部提出新工科理念并積極推進新工科建設(shè)與部署[3]，在此背景下，各高等院校紛紛開展工科專業(yè)的改革與創(chuàng)新[4]。積極響應(yīng)教育部號召，陸續(xù)開設(shè)了機器人工程、智能制造工程等機電類新工科專業(yè)。傳感器與檢測技術(shù)課程作為機電類新工科專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，是決定應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要一環(huán)。本文在新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的背景下，對傳感器與檢測技術(shù)的課程教學(xué)改革進行探討，以期促進應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

1當前傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)存在的主要問題

1.1實踐教學(xué)內(nèi)容欠缺

目前，針對機器人工程、智能制造工程等新工科專業(yè)開設(shè)的傳感器與檢測技術(shù)課程為32學(xué)時，均為理論教學(xué)，沒有相應(yīng)的實踐教學(xué)內(nèi)容。而應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中，傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)應(yīng)重點解決如何正確使用各類型傳感器的問題，單純進行理論教學(xué)難以達到學(xué)以致用的目的，不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

1.2教學(xué)方法與模式缺乏多樣性

傳感器與檢測技術(shù)課程涉及的教學(xué)內(nèi)容較多，但授課學(xué)時較少，導(dǎo)致課堂教學(xué)內(nèi)容過于飽滿。為完成教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)要求，教師一般都是采取單純的線下講授式教學(xué)，教學(xué)方法和模式較為單一，加之學(xué)生的基礎(chǔ)知識相對薄弱，造成較大比例的學(xué)生難以理解傳感器深奧的原理，對傳感器的具體應(yīng)用更是一知半解，難以實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的初衷。

1.3思政與專業(yè)的融合度有待進一步加強

傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)除了讓學(xué)生掌握專業(yè)知識外，更重要的是圍繞立德樹人根本任務(wù)，全面加強課程思政，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。當前，傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)過程中也加入了一些思政元素，但總體感覺思政與專業(yè)的融合度不高，存在課程教學(xué)過程中生硬插入思政內(nèi)容的現(xiàn)象，沒有達到潤物細無聲的效果。

1.4缺乏一支穩(wěn)定的實踐能力過硬教學(xué)團隊

打鐵還需自身硬。只有實踐能力過硬的教師隊伍才能培養(yǎng)出高質(zhì)量的應(yīng)用型人才。受多種因素影響，傳感器與檢測技術(shù)課程的授課教師隊伍不穩(wěn)定，承擔(dān)授課任務(wù)的教師在備課過程中缺乏交流，而且部分教師自身缺乏支撐課堂教學(xué)的實踐能力，存在照本宣科的現(xiàn)象。

以上問題嚴重制約了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

2課程教學(xué)改革的主要做法

2.1優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容并更新教學(xué)技術(shù)設(shè)備

結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實際，對傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化完善，在總學(xué)時不變的情況下，適當壓縮理論教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)實驗教學(xué)內(nèi)容。優(yōu)化前后的課程教學(xué)內(nèi)容見表1和表2。

從表1和表2可以看出，優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容增加了三個實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，其中金屬箔式應(yīng)變片性能實驗和差動變壓器性能實驗是傳統(tǒng)的驗證性實驗，基于應(yīng)變片的電子秤設(shè)計是新設(shè)置的設(shè)計型實驗。

表1優(yōu)化前的課程教學(xué)內(nèi)容

表2優(yōu)化后的課程教學(xué)內(nèi)容

需要說明的是，利用課堂上的2個學(xué)時，大部分學(xué)生很難完成設(shè)計型實驗的全部教學(xué)內(nèi)容，因此，課堂上只要求學(xué)生分組討論完成電子秤方案的設(shè)計，電子秤具體的設(shè)計與制作可由學(xué)生利用課后時間自主完成。通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增加了專業(yè)知識綜合運用能力的訓(xùn)練，有利于提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)的整體質(zhì)量。

為保證設(shè)計型實驗教學(xué)內(nèi)容的正常展開，需要更新教學(xué)技術(shù)設(shè)備，包括 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、單片機模塊、顯示模塊、矩陣鍵盤模塊等。

2.2改進教學(xué)方法與模式

2.2.1 大力推進案例式教學(xué)[5]

在第 3～10 章講授各類傳感器時，按照課程的教學(xué)目標，均要求介紹傳感器的典型應(yīng)用。對應(yīng)用型人才培養(yǎng)來講，如何正確使用傳感器是課程教學(xué)的終極目標。為了提高課程教學(xué)效果，在講授傳感器的典型應(yīng)用環(huán)節(jié)時，積極采用案例式教學(xué)法。案例式教學(xué)法的實施一般按照教師提出案例、組織學(xué)生分析討論案例、教師分析總結(jié)案例三個步驟展開[6]。例如，在講解電容式傳感器的應(yīng)用時，教師可以列舉電容傳聲器的例子，讓學(xué)生結(jié)合前面所學(xué)理論知識分析兩個問題：電容傳聲器屬于哪種類型的電容傳感器？電容傳聲器采用了哪種測量電路？教師在聽取學(xué)生的分析討論結(jié)果后，給出正確的案例分析結(jié)果，并讓學(xué)生對照與正確案例分析的差距，從而鞏固所學(xué)的傳感器理論知識，達到靈活運用傳感器的目的。

2.2.2全面引入探究式教學(xué)[7]

探究式教學(xué)法能夠克服傳統(tǒng)課堂上教師“滿堂灌”傳感器理論知識的缺點，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。在探究式教學(xué)過程中，在教師的主導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，實現(xiàn)課堂教學(xué)的充分互動[8]。在傳感器與檢測技術(shù)所有章節(jié)的教學(xué)過程中，應(yīng)全面引入探究式教學(xué)，以提高教學(xué)效果。

實施探究式教學(xué)時，教師應(yīng)設(shè)置一些日常生活中的場景引導(dǎo)學(xué)生進行思考。例如，在講解第4章電感式傳感器中的電渦流傳感器時，由家庭常見的電磁爐導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生思考電磁爐是如何加熱的。學(xué)生要理解電磁爐加熱的原理，必然需要自行查閱資料分析電磁爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)，認識到電磁爐內(nèi)部有相應(yīng)的電路讓220V市電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電源作用在線圈上，從而在鐵質(zhì)鍋具的底部產(chǎn)生電渦流，鐵質(zhì)鍋具受電渦流作用溫度升高加熱食物。通過對家用電磁爐的探究式教學(xué)，學(xué)生既深刻理解了高頻趨膚效應(yīng)的概念，又培養(yǎng)了結(jié)合傳感器專業(yè)知識分析日常電器原理的能力，提高了學(xué)習(xí)興趣。

2.2.3 適時開展線上線下混合式教學(xué)[9]

線上線下混合式教學(xué)能夠拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和空間，提高教學(xué)效率[10]。要開展線上線下混合式教學(xué)，前提是要選用合適的線上教學(xué)平臺并完善相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。本課程選用超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，該教學(xué)平臺具有直播和課堂實時互動交流功能，并建設(shè)有課件、教案、教學(xué)視頻、習(xí)題庫、資料庫等豐富的教學(xué)資源，可以滿足教師開展線上線下混合式教學(xué)和學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需要。

2.3加強課程思政建設(shè)

培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才應(yīng)堅持德育為先。在專業(yè)課程教學(xué)過程中，強化課程思政，做到思政與專業(yè)的深度融合。在仔細梳理傳感器與檢測技術(shù)課程各章節(jié)知識要點、認真學(xué)習(xí)課程思政理念的基礎(chǔ)上，深入挖掘課程內(nèi)容中蘊含的科學(xué)精神、探索精神與創(chuàng)新精神等。傳感器與檢測技術(shù)課程各章節(jié)典型思政元素映射與融入點如表3所示。

表3傳感器與檢測技術(shù)課程各章節(jié)典型思政元素映射與融入點

在授課過程中，采用案例式、探究式等多種教學(xué)方法，通過隱形方式將思政元素融入專業(yè)課程教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生共鳴，積極傳遞正能量，實現(xiàn)思政教育入腦入心。

2.4加強教學(xué)團隊建設(shè)

按照專業(yè)適用的原則，組建傳感器與檢測技術(shù)教學(xué)團隊。在教學(xué)團隊成員方面貫徹老中青結(jié)合、專任和兼職結(jié)合。老中青結(jié)合是指教學(xué)團隊成員中既有知識淵博的老教授，也有精力充沛的中年副教授和追求上進的年輕講師與助教；專任和兼職結(jié)合是指教學(xué)團隊成員中既有學(xué)校自有專任教師，也有外聘兼職教師，以學(xué)校自有專任教師為主。教學(xué)團隊成員以老帶新、內(nèi)外交流，不斷提高整體教學(xué)水平和能力。

同時，為滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)對師資隊伍能力的需要，通過指導(dǎo)學(xué)生競賽、參與科研項目、參加教學(xué)比賽和校內(nèi)外培訓(xùn)等多種方式，全方位錘煉師資隊伍，不斷提高授課教師的實踐能力。

3結(jié)束語

在新工科背景下，作為民辦高校，培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才是中心任務(wù)。本文基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的現(xiàn)實需求，對傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)存在的突出問題進行分析，提出切實可行的課程教學(xué)改進方法，并在機器人工程、智能制造工程等機電類新工科專業(yè)的教學(xué)中展開具體應(yīng)用。實踐教學(xué)表明，本文提出的優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容并更新教學(xué)技術(shù)設(shè)備、改進教學(xué)方法與模式、加強課程思政建設(shè)、加強教學(xué)團隊建設(shè)等教學(xué)改革舉措，可以有效提高課程整體教學(xué)質(zhì)量，對應(yīng)用型人才培養(yǎng)起到較好的促進和示范作用。

4參考文獻

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[3]苗俊玲，甄紅軍，趙永生．京津冀地區(qū)新工科人才培養(yǎng)協(xié)同發(fā)展研究[J].中國大學(xué)教學(xué)，2022（5）：75-82.

[4]邱丹萍.新工科教育體系下的課程過程性評價與多元考核機制研究[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2022，5（23）：173-175.