探索《電子檢測技術與儀器》課程改革

劉進英

隨著國民經濟高速發展,中國沿海地區已成為全球主要的生產制造業基地。但是,中國又正面臨著高級技術工人缺乏的尷尬局面,大量生產一線的工人沒有受過系統的職業教育,有的甚至是文盲、半文盲,不能適應經濟發展的需要。因此,大力發展“以就業為導向”的高等職業教育顯得尤為重要。

高等職業院校要適應時代,提升辦學質量,增強競爭力,就必須面向企業,大力開展課程體系的改革,從根本上建立適合高等職業教育定位的課程體系,改變教學中重理論,輕實踐的現象。實行項目化教學,在項目教學中講授理論,提高學生學習的主動性,激發學生的創新性。

一、實現項目化教學的必要性

檢測技術課程是電類專業的一門專業課程,其中涉及多數儀器儀表的使用,具有突出的實踐性。傳統的教學方式是由教師按照書本傳授系統的理論知識,然后通過若干驗證性的實驗鞏固知識。這種方式易分割理論與實踐,不利于學生接受新的概念。在學習理論時,由于沒有實物,要接受許多抽象的概念是不容易的。在實驗過程中,學生不能充分發揮主觀能動性,因此,大部分學生只將實驗當作完成任務,學完后仍不能掌握儀器儀表的基本使用方法,操作能力無法提高。所以,必須改革檢測技術的教學方式,引入項目化教學方式。

二、以任務驅動為載體,運用項目化教學

在檢測技術課程教學過程中,引入項目化教學方式,以儀器儀表的應用和設計項目為主線,重新整合檢測技術的理論教學,在學生完成項目的過程中傳授給學生相關的理論知識,通過項目的設計來完成整個理論體系的教學。要在檢測技術課程中實現項目化課程改革,必須做到以下幾個方面。

1.教材的改革體現教學內容的先進性和前瞻性

傳統的檢測技術課程教材一般是以傳感器等常用儀表的原理、性能為核心編寫的,它詳細地解析了傳感器等常用儀表的工作原理和各種功能,有利于學生全面掌握檢測技術的理論知識。但對于高職的學生來講是不合適的。一是由于高職的培養目標是以“就業為導向”的,提高學生技能是第一位的,教材應側重應用,而不是建立完整理論體系;二是高職學生普遍對抽象的理論不感興趣,檢測技術教材應結合學生的特點,由淺入深,寓理論于實踐;三是傳統教材理論脫離實際,在電路形式上經年不變,不利于學生掌握目前的主流器件和電路。

結合項目化課程改革,必須改進檢測技術課程的教材,以工作任務為主線,有機地組織理論和實踐知識的學習。新教材應該摒棄原來的章節概念,以一個個項目和模塊代之,將整個理論體系有機地、覆蓋性地分解后,融入項目和模塊中。在每一個項目或模塊的編寫中,應勾勒出本項目涉及的理論基礎,以方便教師組織學生進行理論準備。新的教學內容可分為四大項目。

(1)項目一:檢測系統的參數指標及誤差估算板塊。誤差理論是檢測系統參數指標設計和分析的理論基礎。教學的重點是檢測系統各個環節之間的誤差分析和分配,以及誤差在各個環節之間的傳遞與合成等。同時配合檢測系統的實際背景,深入討論系統誤差的提取和處理方法。

(2)項目二:傳感器的原理與應用板塊。對于非電量的檢測或一些不便直接測量的電量來說,傳感器成為檢測系統的關鍵元件。傳感器種類眾多,而且涉及適應面廣泛,主要有力學、光學、電學、磁學、聲學、化學等學科,因而教學中所占比例較大。可根據工作原理來對傳感器分類,便于教學。一般來說,很少有人要用到所有的傳感器,因此沒有必要對所有的傳感器均詳細講解。

(3)項目三:信號調理、記錄與顯示板塊。目前,常用的硬件方法有測量電橋、信號放大、阻抗變換、硬件濾波、非線性硬件校正、交流/直流轉換、電壓/電流轉換、電壓/頻率轉換等,一般稱為信號調理技術。改革后內容反映了近年來信號調理的新技術、新方法、新器件,放大電路的重點從運算放大器轉向了數據放大器、可編程增益放大器和隔離放大器等近年來的新器件。

(4)項目四:檢測儀器、系統設計板塊。本版塊是指檢測系統的組建原則與性能評定、檢測系統的智能化處理和軟件設計、現代檢測系統的設計思想和方法、干擾及其抑制措施等。它是從系統的角度來介紹檢測系統設計的一般原則、方法和思想。

2.教學方式的改革以突出能力為重點

傳統檢測技術的教學是先由教師組織學生學習理論知識,然后在整個學習過程中安排幾次實驗課,這不利于學生將課堂上學到的理論知識立即應用在實踐中,人為地將理論于實踐分割開來。采用項目化教學后,系統的理論知識被拆解融合在項目實施的過程中,在每個項目中完成相關理論知識的學習,并且將理論立即應用到實踐中,既可以使學生用理論來指導實踐,又可以鞏固理論知識。在這個過程中,教師要傳授給學生相關的理論知識,又要啟發學生利用所學知識,發揮創造性,完成工作任務。通過改革,鼓勵學生運用不同的方法實現目標,培養學生的創新意識,提高學生的技術能力,增強就業競爭力。

3.考核方式的改革以素質教育為核心

項目化教學是將理論寓于若干個工作任務中,因此,以往 “一錘定音”的考核方式顯然不合適。項目化教學主要應用在側重實踐的課程中,其考核應該是對知識綜合應用能力的考核。在檢測技術課程中實行項目化教學,其考核應該是學生對于儀器儀表的整體應用能力的考核,應該側重于對儀器儀表的操作、各硬件模塊使用的考核。因此,必須在每一個工作任務完成后,針對學生知識的掌握程度、設計能力、創新意識進行考核,這只能考核學生對某一部分內容的掌握程度。為了考核學生對整個儀器儀表的應用能力,必須在所有工作任務完成后進行綜合測試,這種綜合測試可以是一個規模稍大的課程設計之類的儀器儀表的綜合應用。這樣整個檢測技術課程的考核成績就可以由分段考核成績與綜合應用考核成績按一定比例構成,就能全面衡量學生的學習效果。

三、項目教學法案例

近年來,筆者學校一直致力于改革傳統的教學模式,在課程教學中引入“項目教學法”。教師圍繞特定的項目,設計可操作性強的、任務化的教學活動,學生通過活動完成任務,達到學習和掌握知識的目的。

在檢測技術教學中應用“項目教學法”,要明確目標,學生要達到一個什么樣的層次,再反推確定究竟要教什么樣的知識和技能,打破各個知識點在學科體系之間的限制,以任務為核心,為完成某個任務而組織相應的知識點,學習相應的技能。

下面是信號的記錄與顯示這一項目的教案設計,來闡述如何實現項目化教學,拋磚引玉。

項目三:信號的記錄與顯示。

學習領域:《電子檢測與儀器》。

項目三:信號的顯示與記錄。是否重復?

任務二:通用示波器的使用。

主要行為:使用通用示波器檢測正弦規律變化的電壓波形。

部分行為:觀察掃描線并在豎直方向的偏移并進行調節;觀察掃描線在水平方向的偏移并進行調節;利用通用示波器觀察按正弦規律變化的電壓波形。

目標群體:06高技電氣。

任務目標:

(1)知識目標:①理解通用示波器的工作原理;②熟記通用示波器各旋鈕名稱和功能;③透徹理解通用示波器面板上開關、旋鈕的功能。

(2)技能目標:學會初步使用通用示波器,掌握操作方法。

(3)情感目標:①培養學生分工合作協調能力、參與意識與責任感;②提高學生操作能力;③培養學生學習興趣。

教學方法:項目法、任務驅動法。

教學手段:多媒體課件、仿真實驗演示、仿真實驗強化訓練。

綜上所述,對于檢測這種側重實踐應用的課程,如果采用傳統的集中式理論授課方式,無法將理論與實踐緊密聯系在一起,不利于激發學生的學習興趣,也不利于提高學生設計開發的技術能力,不符合高等職業教育以就業為導向的培養目標。采用項目化教學可以在項目的實現過程中進行模塊化的理論教學,將抽象的理論寓于淺顯的實踐中,使理論與實踐有機結合,調動了學生學習的主觀能動性,培養了他們的創新意識,有利于培養理論扎實,動手能力強的學生。

(作者單位:江蘇省連云港工貿高等職業技術學校)