基于應用型培養目標的遞進式教學模式探索

李菲

摘 要：文章以應用型人才培養目標為立足點，針對傳感器課程目前存在的問題，提出了以工程實踐能力、創新能力為主線的遞進式教學模式。通過基礎—綜合—提高的三層次遞進，實現對學生循序漸進的培養，使學生的實踐能力得到大幅度提高。

關鍵詞：傳感器；遞進式；教學模式；應用型

傳感技術是信息獲取與檢測的主要手段，前端信號采集的準確性直接關系到控制系統的成功。因此，傳感技術已列為國家重點發展的科技專項。那么關于傳感器課程的建設也在社會與技術的推動下不斷向前發展。至于傳感器課程的建設該如何發展，就應當從社會發展、教育環境、工程需求等方面去考慮[1-2]。

目前，我國對高等教育的發展明確提出“優化學科專業布局和人才培養機制，鼓勵具備條件的普通本科高校向應用型轉變”[3]。可見，高素質應用型工程技術人才的培養是轉型高校既定的目標。為了實現這一目標，課程改革是必不可少的。

針對邵陽學院傳感器課程存在的問題，經過課題組的多方調研，反復研討，提出了以“應用型”為培養目標的傳感器課程三層次遞進式教學模式。

1 三層次遞進的教學模式

三層次遞進教學模式主要分為3個層次（見圖1）。（1）基礎性層次，主要包括傳感器課程的理論知識以及課程配套實驗的學習。（2）基于產品制作的綜合性訓練層次，該層次主要通過小型電子產品的制作達到綜合訓練的目的。（3）與機器人融合的拓展性提高層次，該層次主要是以機器人為學習平臺，通過機器人平臺完成傳感器的工程應用和拓展提高學習。

圖1 三層次遞進式教學模式結構

2 基礎性學習層次

課程學習的第一個層次基礎性學習層次。在該層次里，主要包括理論知識的學習和配套實驗的操作。其中，理論知識與配套實驗采取交叉進行的方式，通過這種方式使學生對理論知識的掌握更加透徹。

2.1 構建工程應用型的模塊化理論教學

要培養出高素質且工程能力較強的應用型人才，傳感器課程的教學內容就必須進行大刀闊斧的改革。

目前，關于傳感器的教材有很多，但綜合來看，基本都存在以下3個問題。

（1）教學內容都是以傳感器種類來劃分章節，比如說第3章電阻式傳感器、第4章電容式傳感器等，而且每章內的教學內容基本也是遵循這樣一個結構：傳感器工作原理→傳感器結構→傳感器測量電路→傳感器應用。據課題組問卷調查，這樣的教學結構學生反映較為枯燥，感覺與工程實際有些脫節，實用性不強。

（2）很多傳感器的測量電路設計得不完整，在工程上實用性不強，沒有根據實際的工程情況進行設計、分析與說明，比如：在某一個測量環境中，需要同時對多個參數進行檢測時，那么如何對采集后的多個參數進行處理，如何與后續的控制系統連接起來，這些在實際應用中都會出現的關鍵性問題都沒有提到。

（3）傳感器應用說明過于簡單，大多是籠統概述，沒有完整的工程系統應用。

基于以上存在的問題，課題組進行反復地研究與探索，設置了以“衣食住行”為主線的工程應用型模塊化教學內容。該教學內容完全打破了原有的章節設定，根據國家倡導的智能發展，從智能穿戴、智能農業、智能家居以及智能交通這4個與人類衣食住行息息相關的環節設置了教學內容，將這4個內容設置為4個教學模塊，如表1所示。

同時，對每一個模塊都進行引導剖析式教學。以智能農業的溫室大棚為例：首先將模塊引入，進行功能需求分析；然后確定信號采集所需要的多個傳感器；接著講授傳感器的原理，如何利用傳感器完成信號的采集；最后分析如何將采集成功的信號與控制系統連接，完成整個系統的設計。

2.2 構建分解型的配套實驗教學

在理論教學進行的過程中，交叉完成配套實驗。實驗項目的設置遵循四大應用型模塊，并將每一個大模塊都分解成多個小實驗。如：將智能農業模塊實驗設定為實驗2，并分解成4個小實驗：溫度檢測、濕度檢測、光照檢測、二氧化碳濃度檢測。

實驗操作的時間定在每一個模塊講授完成之后，以模塊1理論→模塊1實驗→模塊2理論→模塊2實驗→模塊3理論→模塊3實驗→模塊4理論→模塊4實驗的模式交叉進行，可以對所學知識點進行很好的鞏固。

3 綜合性訓練層次

課程學習的第二個層次是綜合性訓練層次。該層次主要進行的是小型產品的制作，需要學生完成從產品構思到設計再到實現的整個工程項目過程。產品的設置說明具體如表2所示，一共設置了5個項目，為了提高學生的學習興趣，每一個項目都是與學生日常生活緊密相連的，如電子秤、溫控風扇等，學生可從這5個項目中選擇其中一個來完成。

4 拓展性提高層次

課程學習的第3個層次是拓展性提高層次。該層次的學習主要是與機器人平臺融合起來，完成兩個方面的任務：應用和拓展。應用指的是將前面所學的傳感器知識應用到具體的機器人系統中，實現機器人系統的簡單控制。拓展指的是進一步學習前面課程中未涉及，但是在工程實際中可能會采用的新型傳感器，比如說視頻圖像傳感器、顏色傳感器等。通過這個層次的訓練，使學生對傳感器的應用掌握得更加牢固，對新型傳感器的使用理解更為深刻。

5 結語

以應用型人才為培養目標，探索了傳感器課程的教學模式，提出了“三層次遞進式”的教學模式。該教學模式將基礎性的理論知識學習、綜合性的產品制作訓練、拓展性的與機器人平臺融合提高訓練有機結合在一起，很好地鍛煉了學生的工程實踐能力。