《智能化儀器儀表原理及應用》模塊化教學改革研究與實踐

黎鋼釗

摘要：隨著信息技術的快速進步和新型智能化儀器儀表的不斷研發，使得《智能化儀器儀表原理及應用》課程的教學難度大大提高，原來的教學方式已經無法滿足新時期的教學目標。而模塊化教學課程設計體系化、課程教學實踐化、課程體驗趣味化的優勢，對于推動該課程的教學進程具有一定的積極作用。因此，進行《智能化儀器儀表原理及應用》教學改革已成必然趨勢。

關鍵詞：智能化儀器儀表；模塊化；教學改革

當前，我國工科教學所用的《智能化儀器儀表原理及應用》教材內容可概括如下：基于大量課內外實訓項目介紹智能化儀器儀表的基本結構，結合Proteus仿真詳細講解輸入輸出、定時計數器、顯示與鍵盤、串行通信等功能單元的基本工作原理和設計方法。教學內容專業性強、難度高、綜合性強的特點。因此，要通過教學來實現如前所示的目標就需要配置相同水準的教學模式。

1.《智能化儀器儀表原理及應用》課程的教學情況

根據當前《智能化儀器儀表原理及應用》課程教學標準可知，《智能化儀器儀表原理及應用》課程教學雖然在一定程度上體現了對模塊化教學的理解，但是實際的課程教學中，因不同實際教學模塊之間的設計目標不夠清晰等原因，導致了基礎原理教學、專業技術教學，以及實踐應用教學雖然自成體系卻各自為政的不良現象。這些不良現象的產生給《智能化儀器儀表原理及應用》教學帶來了許多不利的影響，使學生不能夠系統的、有條理地掌握相應的智能化儀器儀表的基本原理和實際應用的操作要點。

針對《智能化儀器儀表原理及應用》的上述教學現狀問題，本文將從教學目標的理順、教學模塊的重新設計、教學模塊的實踐三個方面進行《智能化儀器儀表原理及應用》模塊化教學改革與實踐研究。

2.模塊化教學在《智能化儀器儀表原理及應用》課程教學中的構建

2.1教學目標的確定

《智能化儀器儀表原理及應用》是一門理工科課程，所以需要現在特定理工科專業的角度下設計專業教學培養目標。此外，因為該門課程不僅涉及到機械工程，還涉及到自動化技術，因此課程本身就兼具很強的理論性和實踐性，因此，該課程的總體目標應該是以智能化儀器儀表書面原理教學為基礎，以智能化儀器儀表應用實踐為核心，以培養集專業知識儲備豐富、實踐操作能力水平較高和創新設計思維活躍優勢于一身的應用型、復合型人才為方向的專業教學目標。同時，也要制定與課程教學模塊設計相對應的模塊教學目標。

2.2教學模塊的設計

（一）圍繞教學的總體目標，進行層層遞進、相互支撐的教學模塊

首先，針對專業教學培養目標和課程教學目標進行有針對性的基礎教學模塊構建。比如，進行單片機接口技術、儀器儀表控制原理、電子技術和電工原理等課程必備的基礎知識模塊化教學設計；重點進行智能儀器儀表軟件編制方法教學中數據采集技術教學、軟件設計、設計實例借鑒研究、智能儀器儀表創新設計探索等教學模塊。同時，為了給學生在本專業與相關專業領域轉換過程創造條件，同質專業方向的前三個學期的基礎模塊需要保持一致。

其次，為了培養學生的智能化儀器儀表應用能力，在教學模塊中需要設計更高比例的專業實踐教學。

（二）圍繞各個模塊的教學目標，有針對性地優化模塊教學內容

根據專業總體培養目標，每個模塊都需要制定各自的教學目標。比如，在數據采集技術教學模塊，需要在遵循專業課程培養目標的基礎上，圍繞“掌握數據采集系統主要構成和A/D轉換及接口技術、浮點數據采集和采集系統設計、誤差分析等”模塊目標的基礎上設置相應的教學設計，根據不同班級學生的實際能力調整課程的教學目標、教學內容、授課時數、授課形式及自學時間。

（三）通過基礎課與應用課的學時設計，實現模塊教學之間的有效銜接

因為每個模塊都有明確的教學目標，因此課程教學內容基本已經具有很好的銜接關系，也比較有針對性，但為了使課程教學體系具有更好的連貫性和完整性，就需要通過學時的約束來實現模塊之間的進一步銜接。比如，在設計實例借鑒研究模塊，就需要將智能儀器的設計原則和步驟等基礎理論課和基TTNS320VC5402的地下管道漏水檢測儀的實踐課進行科學的融合，針對專業總體培養目標和模塊教學目標，有選擇性地設計教學學時，為專業教學服務。比如，理論教學與實踐教學的銜接方面，一個模塊通常要保持在一個總量為4-8學期周學時的教學單元，圍繞著同一主題，融合課堂教學、練習、研討、項目、實驗等不同的教學形式。

2.3教學模塊的實踐

在課程教學模塊的實踐過程中，也需要把理論與實踐兩個教學環節緊密結合，通過教學內容的有機組合和教學方法、教學手段的改革，培養學生的綜合素質。可以通過布置企業實習和項目設計、自主性實驗等（比如傳感器設計與改良等）方式鼓勵學生進行主動的學習和對所學知識的應用，培養學生的自學能力。并且教師之間需要相互合作，進行教學任務的公平分配，指定每個模塊的教學報告負責人，以減輕教師的教學壓力，為教學內容的優化創造良好的師資力量基礎和空間基礎。

3.結論

本文按照了解《智能化儀器儀表原理及應用》教學情況，在此前提下進行教學模塊構建的思路進行了《智能化儀器儀表原理及應用》模塊化教學改革與實踐的研究。筆者認為，模塊化教學模式的應用需要建立在對院校專業課程教學目標和具體課程實際教學問題基礎之上的，只有這樣才能夠實現模塊化教學與實際教學的有效融合。