基于OBE的傳感器與檢測技術教學改革探討

李儀+趙曉芳+黎山峰

【摘要】針對傳感器與檢測技術教學中存在的問題，結合東莞理工學院的建設目標，基于OBE（Outcomes Based Education）教學模式，在教學計劃中引入學生學習產出的概念，由此出發制訂培養目標、教學方法和學生評價方法，特別在實驗教學案例上進行了重點設計，為學生能力的培養提供了很好的平臺，確實取得了良好效果。

【關鍵詞】OBE 傳感器與檢測技術 教學改革 課程建設

【基金項目】廣東省高等教育教學研究和改革項目（2015）；（東莞理工學院教育教學改革與研究項目（2015））。

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）24-0016-02

傳感器及檢測技術是一門內容繁雜的交叉學科，涉及電磁學、力學、光學、聲學、化學、計算機技術等，但這門課程只有48學時，所以長期以來，只能在教學內容上側重于傳感器定義的講解、原理的分析等，使得學生對傳感器相關理論知識掌握較好，但對于實際工程中傳感器的運用了解不多[1]。實驗方面，大部分內容是在實驗臺上進行，學生只需對實驗電路進行連接，沒有很好地理解測量電路與傳感器原理的融合，導致學生做畢業設計時，無從下手，不能很好的實現課程的教學目標[2]。因此，對傳感器與檢測技術課程進行教學改革是非常必要的。

東莞理工學院已在2012年明確提出了建設“特色鮮明的高水平應用型地方大學”目標，致力于培養高素質創新型、應用型人才。近幾年來根據學校的人才培養定位，多次對教學內容、實驗開設、教學評價等方面進行探索與實踐，并取得了一定成績。但也遇到一些問題，如部分學生態度不認真，學生的創新能力不夠等。針對存在的問題，我們首次引入OBE（Outcomes Based Education）教學模式[3]，并根據OBE的基本內容與主要特征，重點探討了該方法在傳感器與檢測技術教學中的實施與應用。使學生既能在學習傳感器相關理論知識，同時掌握傳感器的應用技術，提高學生的工程實踐能力，滿足“應用型”本科對人才培養的要求。

1.OBE教學模式

在OBE教育系統中，教育模式由“內容為本”向“學生為本”轉變，教育者必須對學生畢業時應達到的能力及其水平有清楚的構想，然后尋求設計適宜的教育結構來保證學生達到這些預期目標。在傳統教學中，教學內容先于教學目標而存在并占據核心位置，而在OBE教育模式中，教學目標（學生預期學習產出）先于教學內容而存在，課程資源開發、學生管理和輔導等活動都要圍繞預期目標而展開。

2.基于OBE的教學改革

將有地方特色的應用型人才培養方案的需求和教學資源建設的特點相結合，將教學改革和教學資源應用相結合，從“課程內容教育為主”轉變為以“學生掌握知識為主”。

2.1 探索傳感器與檢測技術課程的預期“學習產出”

通過對學生、用人單位等相關者調查，探索傳感器與檢測技術課程的目標以及實施這些目標所需要的知識、學生能力和素質，制定可測評的預期“學習產出”。要求學生掌握傳感器的工作原理、基本結構、測量電路及各種應用，熟悉測量的基本知識及誤差處理方法，了解傳感器的發展趨勢及在工業生產和科學技術方面的廣泛應用，具有正確應用傳感器的能力，為畢業設計做準備，為畢業后的工作打下良好的基礎。

2.2 確定課程層面的預期“學習產出”及實現策略

根據“學習產出”類型，使用多樣化的教學方法，創設豐富的教育環境，調動學生積極地參與到教學過程，有效實現預期學習產出。在課程層面，采用測驗、問卷、項目、作業、報告等多樣化評價方法[4]，設計傳感器與檢測技術的“學習產出”。

2.3 建立明確的、可實施的《傳感器與檢測技術》課程標準

根據本課程國內外發展趨勢和人才培養模式改革的需求、學校定位、專業培養目標，重新編制明確的、可實施的《傳感器與檢測技術》課程標準。為教學內容安排、教學策略設計、教材編寫、教學評價與考核確立依據。

2.4 課程研究與改革內容

在理論教學中，從以往先講原理，再講應用的模式，改為先講應用，再講原理，從具體的科研項目中，選取部分內容并將其融入到授課內容中。通過實實在在的案例，讓學生知道這些理論知識有何用處、如何用，提高了學生對傳感器知識學習的興趣，這樣對理論的理解也會更加深刻。比如講傳感器靜態特性時，先與學生互動，以聊天的形式，結合正在進行的不銹鋼支撐架應力測量科研項目，介紹測量應力的傳感器選擇及靜態參數的測量過程，測量數據的整理等。課程講完后，把科研項目中的實驗數據，作為課后作業，讓學生進行誤差分析，計算相關的參數，如線性度、靈敏性、遲滯、重復性等，然后對傳感器進行評價，從而將所學知識應用到實際工作中，對所學知識進一步鞏固。

在實驗教學中，提高綜合設計實驗比例，重點建立“傳感器與檢測技術”設計性項目案例庫以及相應的實訓教材，以應用案例為基礎，建設以學習產出為目標的課程學習環境。首先，開發一些電路簡單、實用、易于完成的項目。例如火災報警器、樓宇聲控燈及光控燈、酒精濃度測試儀、電子體重秤等；其次，開發一些綜合運用單片機技術、自動控制技術、電子技術等多學科知識交叉融合的實驗項目，例如DS18B20或Cu50數字顯示溫度計、溫度控制系統、水位控制系統等。案例當中所涉及的信息的收集、方案的設計、項目實施等工作，均由學生自己負責，培養學生的思考、質疑、研究、決定和呈現的能力。學生通過項目的實施，了解并把握項目實施過程中每一個環節的基本要求，在運用已有知識、技能的同時，學習新的知識和技能，解決過去從未遇到過的實際問題，同時學習掌握教學大綱中規定的教學內容，調動學生學習的主動性和積極探究的態度、獨立解決問題能力和創新能力以及推理和預測的習慣[5]。實驗時，只給學生提高基本思路及最終達到的目標，由學生自行設計方案、購買元器件、搭建電路等，老師隨時指導，了解學生思考問題及解決問題的方法。評價成績不僅檢查作品完成情況，還需考查處理問題的能力。

2.5 設計學習成果的評估體系

課程教學的改革必須要有合理的考核方式相配合才能發揮效力，再好的方案沒有學生的積極參與也不會有什么效果，在課程考核中主要衡量的是學生學習過程表現綜合應用能力?，F有的考核方式是期末及平時成績占85%，實驗成績占15%。評估體系改革的主要內容是降低試卷成績在總體成績中所占的比例，注重知識學習及綜合能力的培養。在項目考核中，對學生實踐動手能力、解決問題的能力和獨立設計能力作綜合評估。第一，每位同學都必須進行設計性和綜合性實驗，實驗結束后對其成果進行驗收，基本完成設計要求并達到考核標準才能通過。第二，學生在分組實驗中的參與度應作為考核的一個重要標準，考勤也作為一個考核指標。第三，在實驗過程中進行考核，規定時間節點，分階段檢查實驗進度，如進行單元驗收、仿真驗收和系統驗收等[6]，這樣也便于老師和學生間的溝通。這部分成績占學生總成績的比例從原來的15%提高到30%。

2.6 積極開展問卷調查，完成計劃、實施、檢查、行動的閉環管理

在每學年課程結束之前都要求學生對本課程寫一個心得和感受，以及問卷調查。心得主要是針對本課程教學方法和教學效果的評價以，及有哪些改進的地方，了解學生的需求和本課程在實際教學過程中的不足，以便在下一學年教學過程中有所改進，使本課程教學效果變得更加良好。

3.課程改革成果

經過近兩年的改革實踐，基于OBE教學理念的傳感器與檢測技術改革，學生進行與傳感器有關的電子產品設計能力、分析問題和解決問題的能力以及創新能力得到很好的提高，項目案例庫的建設為學生能力的培養提供了很好的平臺，并確實取得了實際的效果?；谡n程改革與建設，使得學生對傳感器與檢測技術知識的學習興趣增加，期末考試（教考分離，采用其他學校試卷）卷面平均成績比以往提高10分左右。通過課程訓練，提高學生電子設計能力的同時，也提高了他們的自信心，參加電子設計競賽更加活躍，并取得了較好的成績。

4.結束語

將OBE教學模式應用到傳感器與檢測技術的教學中以提升教學質量，有效地調動了學生的積極性，也端正了學生的學習態度，提高學習效果，取得了較好的預期成效。但是在應用OBE教學模式時，應盡可能避免將教學簡化為可觀察的，低層次的具體任務，把本科教育與高職教育區別開來，注重學生綜合能力的培養，只有這樣，才有可能形成良好的互動循環，學生素質才能真正得到了提升。

參考文獻：

[1]姚克明，羅印升，王小蘭. “傳感器與檢測技術”課程教學改革探討[J].職教通訊，2013（36）：15-16.

[2]張紅. 傳感器課程教學現狀分析與改革對策[J].中國現代教育裝備， 2010，（23）：115～117.

[3] 顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）工程教育模式：汕大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：28-37.

[4]張鵬，吳東艷，張凌志. 項目教學法與傳感器課程改革探索[J].中國電力教育，2014（5）：78-79.

[5]徐小玲，劉美. 基于CDIO模式的傳感器技術課程改革[J]. 黑龍江生態工程職業學院學報，2012（25）：108-110.

[6]王根平， 易靈芝， 吳志敏， 等. 基于CDIO 的《檢測與傳感器原理》課程設計研究與實踐[J].計量與測試技術，2011，38（1）：17～20.

作者簡介：

李儀，男， 1965年8月生， 漢族， 廣東湛江， 高級工程師。研究方向：傳感器、電路與顯示技術等。