智能儀器設計課程教學改革與研究

摘 要： 本文分析了本科生智能儀器設計課程教學的現(xiàn)狀和存在問題，結合鹽城工學院的實際情況，分別對理論教學及實踐教學環(huán)節(jié)提出改革方案，增強學生的理論知識基礎和工程實踐意識，培養(yǎng)學生應用系統(tǒng)設計的能力，提高教學質量。

關鍵詞： 智能儀器設計 理論教學 實踐教學

1.引言

智能儀器設計是為高等教育自動化專業(yè)本科生開設的一門專業(yè)必修課，課程的主要教學內容是智能儀器設計開發(fā)方面的專業(yè)知識，該課程集理論性、工程性和實踐性于一體，是一門涉及傳感器、單片機、測控電路、自動控制、信號分析與處理、數(shù)據(jù)通信、可靠性與抗干擾等多種現(xiàn)代技術的綜合學科[1]。該課程的教學環(huán)節(jié)分為課堂理論教學及實踐環(huán)節(jié)教學兩部分。課堂教學與實踐環(huán)節(jié)緊密結合，并與其他先修專業(yè)基礎課的教學內容相互銜接，對該課程教學內容進行深化、延伸、補充，使學生加深對所學理論知識的理解，達到對教學內容的熟練掌握。通過本課程的學習和實踐，可有效地提高學生的動手能力，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。本文從課程教學的需要出發(fā)，結合我校實際辦學特點，開展該課程教學的改革與探索，旨在培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，掌握工程設計的主要方法，樹立正確的設計思想和創(chuàng)新意識。

2.智能儀器設計課程的教學現(xiàn)狀及問題分析

2.1智能儀器設計課程體系結構

《智能儀器設計》課程系統(tǒng)地闡述了智能儀器的體系結構、工作原理、典型模塊的技術參數(shù)和設計方法，課程體系包括智能儀器的概述、數(shù)據(jù)采集技術、人機對話與數(shù)據(jù)通信技術、數(shù)據(jù)處理技術、智能儀器的可靠性和抗干擾技術等[2]。課程內容以模擬電子技術、數(shù)字電子技術、微機原理、單片機及嵌入式系統(tǒng)，傳感器及檢測技術等為基礎，從整機的角度闡述智能儀器的設計原理和設計方法。因此該課程涉及知識面廣，綜合實踐性較強，教學難度較大。

2.2課程教學現(xiàn)狀及存在問題

首先，在課堂理論教學方面，筆者發(fā)現(xiàn)部分學生對于之前所學的專業(yè)基礎課程掌握不到位，在教學過程中慢慢會跟不上進度，因沒有學習的成就感而喪失學習興趣，最終為了應付考試而被動學習，影響到對該課程的整體掌握；由于課時限制，課堂教學內容覆蓋面不廣，影響了學生知識面的擴展及對新技術新知識的了解。

其次，在實踐教學環(huán)節(jié)上，目前實驗教學部分主要是圍繞課程理論內容進行的基礎性、驗證性實驗，在一定程度上限制了學生設計思路的擴展與實踐創(chuàng)造力的發(fā)揮，而且由于學時限制，課內實驗與課程設計部分不能做到有效過渡，使得教學效果大打折扣。

3.智能儀器設計課程教學改革思路與措施

針對上述問題，筆者分別針對理論教學與實踐教學環(huán)節(jié)提出了以下改革方案。

3.1理論教學改革思路及措施

教學內容的組織方式：在教學內容的組織方式上進行改革和創(chuàng)新，可采取不定期組織課程組教師集體備課及定期修改教學大綱等措施。由于智能儀器設計是在一系列先修專業(yè)課基礎上進行的綜合性課程，因此應當做到與這些專業(yè)課在授課重點上保持協(xié)調，避免因上課內容的重復而浪費時間，同時使得學生在思路上銜接流暢而增強其成就感并最終提高學習興趣；課程組集體備課使得各門專業(yè)課教師不僅在教學內容上能夠加強交流，同時在教學手段及方式上也可以互相學習并促進提高；隨著科技進步，知識的更新越來越快，這就要求課堂的教學內容也要緊跟現(xiàn)代技術發(fā)展的步伐。定期修訂教學大綱的目的就是及時地把行業(yè)內的新方法、新技術引入到教學內容中。隨著這些新技術的成熟，部分相應的內容甚至可獨立出來成為一門新的課程，如“虛擬儀器技術”、“無線通信技術”等，最初都是在智能儀器設計這門課里由專題講座擴展到一章的內容，再到獨立的一門課程，由此反映了智能儀器設計這一門課程可促進并帶動系列課程的建設與提高。

教學手段：教學手段的改革和創(chuàng)新，可采取多名教師輪流分章節(jié)主講，并在條件允許的情況下，邀請專業(yè)領域內的知名專家做專題講座。這樣既可以有效發(fā)揮各教師的專業(yè)技術特長，又可以極大豐富課堂教學的方式方法，也可以在一定程度上提高學生的學習新鮮感及學習興趣，同時專題講座的加入也使得更多更新的新技術和新方法展現(xiàn)在學生面前，實現(xiàn)與時俱進、激發(fā)學生探索與求知的欲望、培養(yǎng)高素質創(chuàng)新型人才的教學目標。

3.2實踐教學環(huán)節(jié)改革思路與措施

實踐教學是高校教學的重要組成部分，是培養(yǎng)學生認知能力、動手能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。在教學改革中，應注重將理論教學和實踐教學有機結合，建立課堂教學和實踐教學相互交叉融合的教學模式體系[3]。在實踐教學的設計中，要實現(xiàn)傳統(tǒng)內容與現(xiàn)代內容相結合、軟件設計與硬件設計相結合、模擬實驗與實際工程相結合、教師命題與學生自主命題相結合，并據(jù)此構建與課程體系相配套的實踐教學體系。

教學內容的改革在實踐教學改革中是核心環(huán)節(jié)，教學內容不但要涵蓋相關的智能儀器基礎設計知識，還要有一定的可操作性和實用價值；更要與技術發(fā)展同步、與工程應用相結合，即實踐教學應當能夠較好地體現(xiàn)基礎性、實用性、先進性和前沿性；實踐教學各教學內容的難度還要適當區(qū)分，通過構建分層次的實踐教學體系，使教學目的層次分明，教學過程循序漸進。

實驗內容設置方面：應改進或整合原有的實驗內容，減少驗證性實驗的課時，保留部分經典實驗和與本專業(yè)密切相關的重要實驗，使學生掌握基本的設計方法，在實驗指導教材中刪除詳細實驗步驟，要求學生自行設計可行的實驗方案，這有利于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、靈活運用知識的能力；增加綜合性實驗項目，有利于提高學生獨立設計能力、綜合分析能力和全局觀；通過設置創(chuàng)新性實驗項目，模擬工業(yè)現(xiàn)場的實際工況，實現(xiàn)學生創(chuàng)新和工程實踐能力培養(yǎng)的教學目標。

教學實施手段方面：在實踐教學環(huán)節(jié)引入多媒體輔助教學等現(xiàn)代化教學手段，多媒體輔助教學在課堂理論教學方面已經實現(xiàn)了廣泛的應用，可以實現(xiàn)教學的高效率、大容量和趣味性的要求，能幫助教師更好地完成教學功能[4]。在實踐教學環(huán)節(jié)，通過多媒體實驗教學課件，在實踐教學過程中達到圖文并茂的感官刺激效果，從而激發(fā)學生的科學靈感，強化知識的印象，加大知識信息傳播的力度和深度，彌補傳統(tǒng)實驗教學的不足，增強實驗教學的效果；可以充分利用網絡教學平臺資源，積極開發(fā)網上智能儀器設計虛擬實驗室，使得學生在實驗之前可以進行相關的模擬實驗，從而增強預習效果，最終提高教學質量。

4.結語

通過對智能儀器設計課程理論教學及實踐教學的分析和探討，提出了在教學組織方式、教學內容和教學手段上的改革方案。教學活動是一個長期的動態(tài)過程，需要教育工作者在教學工作中不斷深入研究，構建出符合社會發(fā)展、技術發(fā)展的教學思路和方法。

參考文獻：

[1]王祁.智能儀器設計基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010（6）.

[2]程德福，林君.智能儀器-第2版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009（9）.

[3]馮振偉，裴旭明.智能儀器儀表設計實踐教學的綜合改革與探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011（1）：135-136.

[4]李兆峰.多媒體技術在實驗教學應用中的探討[J].高校論壇，2007（1）：17-18.