面向应用技术型人才培养的《传感器与检测技术》教学改革研究

摘要：《传感器与检测技术》是一门应用性极强的专业课，我校以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，从教学内容、教学方法、实验手段和考核方式等方面进行改革，重点加强培养学生独立思考、解决问题能力、技术应用能力。本文所探讨的课程改革不仅改善了教学效果，而且极大地提高了学生的实践能力和创新精神。

关键词：传感器与检测 应用技术人才 教学改革

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1009-5349（2018）06-0183-02

2014年6月，国务院发布《关于加快发展现代职业教育的决定》，明确提出要引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型，使其在培养学生理论知识基础上，加强实践和应用能力的培养。我校作为省内首批转型发展试点高校更应该积极响应，积极思考如何进行专业课程改革，以培养不仅掌握现代的科学文化理论知识，具备扎实的专业基础理论知识，而且具备很强的工程应用技术能力的合格毕业生。

《传感器与检测技术》是我校电气类专业的一门主干课，其承上启下，在专业课程中居于重要地位。课程内容涉及电学、磁学、光学、力学、热学和机电学等多方面知识，各章节内容间相互独立，缺乏系统性和连续性。同时又要求学生在掌握各种传感器工作原理基础上，能够紧密联系测量学、电子学和自动控制技术等学科，合理地选择和使用传感器。所以这是一门综合性极强的专业课程，其对学生来说不仅要学习和掌握大量理论知识，还要求学生具有一定的实践应用能力；对于教师来说要全面掌控整个课程体系设置，既要讲好这门课的基础知识，也要适当合理安排学生的实验和实践的内容时间。所以，这门课不仅对学生还是对教师同样具有困难与挑战。

一、课程现状

传统教学主要重视理论教学，教师会安排大量的时间讲述各类传感器的工作原理、特性等，理论繁多，公式更是繁多，虽然教师采取讲授、板书和多媒体课件相结合的授课方式，但是学生主动学习积极性不高，特别是对于数学基础较差的学生来说，要想学好这门课更是困难重重。他们逐渐养成教师讲什么，他们听什么，而自己不去主动思考，不爱问、不想问“为什么”的麻木听课习惯。更有甚者，个别学生更多地关注考试出哪道题，把更多精力用在如何通过考试上。

其次，教学中虽配置了一定学时的实验课，但由于多为验证性实验，无法激发学生的创新性，且实验设备更新较慢，与工程实际问题相差较远，学生逐渐养成按照实验指导书按部就班地完成实验，把更多精力和时间用在数据记录和实验报告的抄写上，而不去思考如何通过实验来验证课堂的理论，如何去分析实验现象或数据，如何去查找实验失败的原因，如何去体会实验最终目的。

长此以往，无论是理论课还是实验课都失去了原本的意义，学生只是為了毕业而学习，很难激发学生的主动学习兴趣和学习欲望，会严重影响学生的主动性和创造性，更不用说培养合格的应用技术型人才。面对现状，授课教师急需从教学内容、教学方法、实验手段和考核方式等方面进行改革，以调动学生学习的积极性和主动性。

二、具体改革措施

（一）教学内容多样性

根据本门课程特点，将整个教学课程体系分为理论教学、实验教学和实践教学三个模块。

理论教学重点介绍传感器和检测技术的基本概念、工作原理、特性和指标等，以老师授课为主。这部分内容相对比较枯燥，要注意把握学生课堂的听课状态，以实际应用带动理论教学，多列举一些工程中或生活中的例子，如讲到温度传感器及检测时，可以将废旧的电热水壶的加热底盘给学生展示，并对其工作原理细致剖析，让学生先产生好奇心及对知识的渴望，然后再循序渐进地进行讲授，用答疑解惑的方法吸引学生学习，从而提高授课效果。

首先，实验教学指在讲述完某一类传感器之后，充分利用学校现有的教学资源立即进行相关验证性实验，从而使学生可以将学习中的问题、不解等用实验的形式验证出来，更进一步促进学生理解课堂教师讲授的内容。此外，要求学生实验前要有预习报告，保证学习真正了解所要完成实验的具体要求后方能进行实验。其次，要求学生能够自主完成实验，重点在于观察实验现象，分析实验过程，得出实验结论。总之，避免学生的应付心理，要让学生认识到做实验是一件快乐的事情，完成一个实验是对自己知识的检验，同时也是自身能力的体现。

实践教学最能体现应用技术型人才的培养要求，以实践项目推动教学，实现教学-研究-实践一体化的教学模式，学期中期安排两大类综合性工程项目，同时要求老师对项目中所涉及的知识点的难易程度有较准确的把握，对学生在整个实践教学过程中的构思、设计、实践、运行等进行阶段性、针对性指导。强调学生的主体作用，由学生自主选题，并3～5人组成一组，利用课余时间在开放实验室中完成，其可以发挥学生的自主性和灵活性，激发学生的热情，发挥学生的潜能，重点考查学生的主动思维能力、动手能力、创新能力和团队合作能力。

（二）教学方法灵活性

多样化的“听”与“看”。当下的大学生很乐于接受新事物，特别是互联网发展如此迅速的今天，学生可以利用手机和电脑获取很多课本以外的知识。这就使得教师在理论教学的过程中，不能完全依靠课本，要让学生在老师的讲述过程中寻找到新颖点，例如在讲述各类传感器原理时，可以采用短视频的教学形式，一方面视频的色彩和声音更能吸引学生的注意力，另一方面对比教师枯燥的讲解，视频能直观地促使学生理解和掌握知识点，往往1～2分钟的视频比教师8～10分钟的语言描述效果更好，还可以给学生留下更深刻的印象，从而改善教学效果。其次还可以采用微课的形式，将工程实际的应用情况搬到课堂，搬到网上，让学生了解真正的工程情况。除此之外，将课程重点内容分段放到网上，有利于学生有选择地预习和复习，达到自我知识点的完善，巩固课堂所学到的内容。

发挥课堂讨论的作用。目前很多学生有手机“依赖症”，几分钟不关注手机就感觉整个世界发生了大变化，总是自觉不自觉地拿起手机来看一看。可以将一节课的部分授课内容交给学生当堂自学完成，例如对于传感器的特点和应用问题，就可以让学生按座位临时分组用手机查找资料，时间控制在5～8分钟，然后由组长进行发言，其他组可以进行纠错和补充，最后由教师归纳总结各组提交的信息，以文字和图片的形式呈现在学生面前。让学生当老师，可以促使学生的积极主动思考，在听取其他组发言的同时，总结自己的调查内容，查缺补漏，有利于他们对知识点的掌握及理论联系实际，同时活跃课堂气氛。在这个过程中，为避免有的学生浑水摸鱼，教师可以用平时成绩适当刺激学生查资料，积极发言，以使学生适应这种教学模式，最终实现学生主动展现自己的目的。

紧抓实验细节。实验是学生接触与课堂内容相关的实际应用的第一阶段，通过实验学生不仅应该对各类传感器有个初步了解，更应该掌握传感器的检测原理和方法，分析和解决相关的简单工程问题。但以往实验课结束以后，学生只要按时提交实验报告就万事大吉，教师也只是针对报告的完整性进行批改，没有将实验中出现的共性问题与学生进行分析研讨，很多学生在做完实验以后，都不清楚为何要如此进行实验操作，使实验失去意义。可以在实验进行中利用3～5分钟，对实验中集中出现的问题进行讲解，及时解决学生的疑惑，并根据实验进展提出一些探索性问题，促使学生带着问题去实验，去思考。在实验课结束后的理论课中也可以抽出3～5分钟，对实验现象及结论进行研讨，使学生真正掌握实验目的，加深对实验过程的理解，真正实现实验的目的。

实践作品汇报。学生在开展实践教学过程中，需根据教师所提出的项目内容自行进行项目设计构思、方案设计、实物制作、试验运行和作品完善。在这个过程中教师要提供必要的指导，适当地为学生提供一些建议和意见，在计划的制订、实施和作品完成度方面给予一些帮助。到学期快结束时提交设计作品并开展一次作品报告交流会，学生需要事先准备好5分钟左右的PPT，将自己作品的用途、功能和设计心得与大家分享，并可以回答老师和同学提出的问题。这不仅要求他们事先准备好汇报内容，更对其语言表达、现场应变能力有一定要求，而且还可以激发学生去思考，去创新，去挑战，更会使学生体验到做学问是一件严谨的事情，只有通过一段时间的不懈努力才会得到很好的收获。

（三）考核方式多样性

在新的考核方式中，改变原先笔试成绩决定“生死”的考核方式，减少笔试考试成绩比例，增加平时成绩和实验、实践成绩比例，重点考查学生的理解能力和创新能力，使期末考试总成绩=笔试成绩×40%+平时成绩×20%+实验成绩×20%+实践成绩×20%。

（1）期末成绩。采用筆试的方式，考核学生对传感器和检测技术等方面知识的理解和掌握程度，增加工程应用方面的内容以考查学生对所学内容的总体掌控能力。试卷的考核内容全面，给分点灵活，对学生新颖的答案，要给予合理成绩。

（2）平时成绩。除了考核学生的日常出勤和课堂纪律外，更侧重考核学生的课堂活跃度，讨论问题的积极程度和准确程度。教师根据学生平时的学习情况进行给分，将此部分的25%用来约束学生的课堂表现，剩余75%是用来刺激学生参与课堂讨论，培养敢想、敢说、敢问的学习习惯。

（3）实验成绩。从预习到进行实验，再到实验总结与实验报告的提交，都要严格要求，因为实验不仅能验证所学的理论知识，更能培养学生的动手能力和创新能力。为避免个别学生鱼目混珠应付实验的现象，任课教师需要更注重实验过程的评定。将此部分总成绩的30%用来考核学生按时参加实验并按时提交实验报告的情况，剩余70%是用来考核学生在实验过程中的表现，考查学生操作的认真度、分析问题的准确度、实验完成的正确度。

（4）实践成绩。实践是将理论知识得以升华的最佳手段，通过工程实践过程，可以考核学生动手能力、实践能力、创新能力以及分析问题、解决问题的能力，以学生所提交作品的完成情况及学生在作品汇报时的表现，包括PPT的准备情况、语言表述等对学生评分。其中作品的完成度占总成绩的15%，作品汇报占总成绩的5%。

三、结语

几年来，我校一直在探索如何培养具有一定创新意识和较强实践能力，能胜任相关行业产业岗位工作的高层次应用型人才。以《传感器与检测技术》为例的专业课程改革，采取理论与实践并重、内容紧跟实际的新教学体系，提升实践教学的地位，激发学生的积极性、主动性、创造性，不断探索新的教学模式，进一步培养适应区域经济社会发展需求，动手能力强、综合素质好的应用型人才。

参考文献：

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[4]张士磊，孟昕元.创新实践型人才培养的实验教学改革与探索[J].实验科学与技术，2014，12（1）：149-152.

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责任编辑：杨国栋

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