基于CDIO模式的傳感器與檢測技術課程課堂教學改革與實踐

【摘要】結(jié)合課程發(fā)展和教育發(fā)展，借助CDIO模式，樹立以“學生”為中心、以提高學生實際工程能力和素養(yǎng)為目標的教改思路，為通過構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運行等過程推進課程教學改革，提高課堂效率和活力，促進教學相長，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)應用型人才。

【關鍵詞】CDIO ?教學改革 ?教學效果 ?應用型人才

【課題項目】校級教學改革項目（項目號：JG201724），項目名稱：項目教學環(huán)節(jié)設計與標準體系的建設與實踐——以語音信號處理課程教學改革為例。

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）42-0247-02

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Imple？鄄ment）和運作（Operate） ，是目前得到廣泛認可的工程教育培養(yǎng)模式，它將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎知識、 個人能力、 人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等四個層面，使工程教育改革具有更加明確的方向性和系統(tǒng)性。2016年，我國正式簽約《華盛頓協(xié)議》，以OBE和CDIO為核心的工程教育理念在我國高等教育改革中方興未艾，極大地推動了各工程專業(yè)乃至各課程教改的進程。

《傳感器與檢測技術》是一門實用性較強的課程，依據(jù)CDIO模式，對它進行面向應用型及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的課堂教學改革，推進相關工程類課程的改革，對提高教學質(zhì)量、促進工程教育專業(yè)認證具有一定的價值和意義。

課堂教學是學生獲得各方面知識的重要途徑，對教學效果意義非凡。為了提高課堂效率，結(jié)合CDIO對工程畢業(yè)生的工程能力要求的四個方向的劃分，對《傳感器與檢測技術》課堂教學中進行了以下嘗試：

一、課堂教學中加大關于實際工程案例的分析，提升學生工程基礎知識

課堂教學中，減少部分較顯的基礎理論內(nèi)容（學生可通過自學掌握）授課，增加具體案例分析和設計，切實提升學生的工程基礎知識。例如在《傳感器與檢測技術》的教學中，選擇“防盜報警系統(tǒng)的設計”這一典型案例，利用啟發(fā)式教學模式，從課題的需求分析（防盜范圍，環(huán)境等的分析）、方案選擇（傳感器及檢測技術的選擇）、原理框圖的設計（包括設計與仿真）與具體實現(xiàn)（制版與實物實現(xiàn)）到系統(tǒng)功能測試與誤差分析，每一個環(huán)節(jié)都詳細地進行分析和教學，使學生對檢測系統(tǒng)的完整設計有直觀而清晰的認識，對設計中每一個環(huán)節(jié)的注意事項和具體實現(xiàn)方法也有比較清楚的了解，熟悉工程設計環(huán)節(jié)，切實提升學生的實際動手能力和工程理論知識。

二、引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式，提升學生個人能力及人際團隊能力

1.通過翻轉(zhuǎn)授課環(huán)節(jié)，增加課堂活力，提升學生個人能力

在課堂教學中，利用學生提前預習（微課堂，視頻，自學等），了解相關知識，課堂互相討論，翻轉(zhuǎn)課堂等方式對課堂教學進行改革，提升學生的學習主動性，培養(yǎng)學生對未知知識的興趣。如在《傳感器與檢測技術》課程教學中，提前布置學生對超聲波傳感器進行預習，對超聲波測距原理進行了解。在課堂教學中，在簡單介紹完超聲波傳感器，就將超聲波液位測量的幾種不同原理電路在課件中展示，邀請不同學生走上講臺進行原理分析，調(diào)動學生的學習自主性，提高課堂的活力，提升學生的個人能力。

2.通過小組討論及辨析，提升學生人際團隊能力

在課堂教學中，通過組織學生以小組形式進行案例分析和設計、方案討論與辨析。在此過程中加深學生對實踐知識的理解和掌握，鼓勵學生彼此進行“質(zhì)疑”，通過辯論提高思考能力和獨立分析能力。如《傳感器與檢測技術》課程的一道課后習題要求設計一個位移測量儀，題目沒有限定具體的傳感器和檢測方法，導致學生的作業(yè)中出現(xiàn)多種不同的設計。在作業(yè)評講時，邀請不同設計方案的同學組團進行方案介紹，各組交叉進行評析，并給不同團隊的設計進行評分，課堂氛圍非常活躍，對學生的實際分析和設計能力及團隊意識都有很大提高。

3.通過突擊提問及設置“陷阱”，考查并提升學生思辨能力及工程基礎知識、個人能力

在課堂教學中，可以通過教學活動促使學生提高自己的創(chuàng)造欲，鍛煉學生隨機應變、思維流暢的能力，考查學生的知識掌握情況，監(jiān)督學生的作業(yè)完成情況等。如在《傳感器與檢測技術》課程教學中，每次課開始會對首先前次課或者前次課后作業(yè)的一些內(nèi)容進行提問，考查學生對于前次課的掌握情況和作業(yè)完成情況，在一定范圍內(nèi)進行監(jiān)督和提醒;有時會故意在一些關鍵性知識點上出錯，考查學生的應變能力和對重要知識的掌握，培養(yǎng)學生的“質(zhì)疑”能力和“敢疑”能力（創(chuàng)新型人才的一個重要特征）;有時會在回顧重要知識點時，隨機請學生作答，這些方法，對加強學生的工程基礎知識掌握，提升課堂專注度、應變力等個人能力均有所裨益。

三、加強學生實踐能力及創(chuàng)新能力的訓練，提升學生的工程系統(tǒng)能力

1.引導學生自行熟悉和完成一個完整系統(tǒng)的分析設計，提升工程系統(tǒng)能力

現(xiàn)代教育對創(chuàng)新型和應用型人才的需求對學生實際動手能力提出了更高的要求，因而在課堂教學改革中應充分加強學生實踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在《傳感器與檢測技術》課程教學中，會在課堂教學中提出一些比較新穎和實用的測試系統(tǒng)，鼓勵學生利用課后時間進行學習和熟悉，甚至設計，引導學生能夠自主完成一個完整系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)過程，提升學生的工程系統(tǒng)能力。這些課題可以隨著《傳感器及檢測技術》課程的進行不斷深入，在課程結(jié)束時視其完成情況，適當增加平時成績以示鼓勵，這種方法充分調(diào)動了學生學習的積極性，同時培養(yǎng)和加強了他們的自學能力和實際分析設計能力。經(jīng)過這樣的實踐訓練，學生在結(jié)束《傳感器與檢測技術》課程的學習后就具備了一定的工程系統(tǒng)能力，從而可以進行申報各種創(chuàng)新項目甚至參加設計大賽。

2.強調(diào)理論和實踐相結(jié)合，提升學生的工程基礎知識和個人能力

教學改革過程中還應特別注意理論知識和動手能力有機結(jié)合能力的培養(yǎng)和訓練，多角度地鍛煉學生的自學能力、動手操作能力、理論聯(lián)系實際能力。在課堂教學中，不僅要結(jié)合課程相關科技發(fā)展和應用實際進行綜合選題，還要結(jié)合實踐環(huán)節(jié)考核學生的理論知識，更要結(jié)合多門學科知識進行學生綜合應用能力的培養(yǎng)和考核，使知識有機結(jié)合，真正做到學以致用。例如在《傳感器與檢測技術》的實驗教學中，驗收時不僅要查看實驗數(shù)據(jù)，還應檢查實驗操作規(guī)范性及基礎理論知識的掌握情況;提交的實驗報告，應包括理論基礎介紹、電路原理分析、測試曲線繪制及誤差分析，而不是僅僅得到正確測試數(shù)據(jù)和結(jié)論。以此鞏固學生的理論知識，提高學生的工程系統(tǒng)能力。

四、結(jié)論

基于CDIO的課堂教學改革從成果導向思路對課堂教學進行了一系列改革，使學生理論知識和實踐能力都能通過課堂教學得到提升;借助CDIO的能力培養(yǎng)劃分對課堂教學進行更為具體的改革，使應用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)理念始終貫穿在課堂教學中。

課堂教學作為教育的重要組成環(huán)節(jié)，是教學研究的一項長期課題，隨著時代的發(fā)展和進步，各種新型的教育方法和教育手段層出不窮，各種教育問題也會不斷變化。唯有順應時代變化，不斷調(diào)整思路和方法，對教學環(huán)節(jié)進行不斷改革和創(chuàng)新，才能保持課堂教學的魅力，提高課堂教學的效率。

參考文獻：

[1]李志義等.“113”應用型人才培養(yǎng)體系改革[J].中國大學教學.2018（3）：57-61

[2]陳靜.傳感器與檢測技術教學改革探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備. 2011（15）

作者簡介：

田麗鴻（1972.9—），女，漢族，江蘇南京人，碩士，副教授，研究方向：電子與通信。