基于OBE教育理念的《傳感器原理及應用》課程教學改革

劉遠社

摘要：《傳感器原理及應用》是一門實踐性很強的專業技術課，具有知識交叉、內容松散、器件繁多等特點。為了全面提高教學質量，進一步培養學生的創新意識與工程實踐能力，引入OBE教育理念，以滿足新時代對新工科建設的需要，為民族地區培養更多的能適應未來社會發展所需的專門人才。

關鍵詞：傳感器；教學改革；OBE；評價指標

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）44-0115-02

一、引言

OBE（Outcome Based Education）即成果導向教育，是工程教育認證的質量評價基礎，也是新時代背景下新工科教育改革的發展方向。它是以預期學習產出為中心來組織、實施和評價的結構教育模式。該模式不同于傳統的教育模式，強調的不是傳統意義上的“老師怎么教和教了什么”，而是“學生怎么學和學會了什么”，并且明確學校想讓學生取得的學習成果是什么，老師如何有效地幫助學生取得所要的學習成果，如何知道學生已經取得了這些學習成果。這就要求不同的學校結合自身特點，根據社會需求來設置專業和相關課程；結合學生的不同情況為學生配備學業導師，指導學生達成學習目標。對社會需求的調查研究與達成，既是OBE教育理念的邏輯起點，也是檢測評價教育成果的唯一標準[1]。從以教師教為中心轉向以學生學為中心，實施核心素質和個性發展相結合是OBE的切入點，也是評價學生學習成果的落實點。《傳感器原理及應用》是電子信息、自動控制類專業的一門重要專業技術課程。傳感器是獲取信息的重要途徑和手段，是智能技術發展應用的重要一元。《傳感器原理及應用》是多學科交叉、工程實踐性強的一門專業課程，在專業課程體系中處于承上啟下的地位。針對該課程的體系特點探討如何以OBE的教育理念指導課程的教學改革。

二、課程教學過程中存在的問題

回顧反思《傳感器原理及應用》課程的教學過程，我們認為主要存在以下幾點問題：（1）知識繁雜且內容分散，沒有條理性和前后連貫性，學生掌握起來有一定的難度。（2）學生對相似而又不同的各類傳感器缺少感性認識，學習覺得枯燥乏味，沒有主動性和積極性。（3）實驗和理論脫節，實驗單獨開課，且又多以性能測試為主，學生缺乏收獲感。（4）課后作業幾乎都是概念和原理敘述型題目以及性能參數計算型題，缺乏生動的能啟發學生創造力的課外練習。（5）民族高校的生源個體差異較大，對相同的知識不同學生的學習成果離散較大。總之，《傳感器原理及應用》課程在教學過程中存在較多的問題，這些問題既有共性的，也有個性的，它們從不同側面以不同方式影響了學生學習的積極性，不利于提高學生分析解決實際工程問題的能力和實踐創新能力。因此，亟待引入新的教學理念和教學模式。

三、以成果為導向的課程體系改革

西南民族大學電氣信息工程學院堅持“以學生為主體，因材施教、分類培養，重視實踐”的教育教學理念，以培養工科學生的創新、創業能力為目標，為西部民族地區經濟發展培養具有良好的組織管理能力、團結協作精神、創新思維意識的高級應用型工程人才。結合我院相關專業的培養計劃和畢業要求，對《傳感器原理及應用》課程進行了全方位的改革。

1.明確課程目標與相關畢業要求達成的關系。根據培養計劃和教學大綱，建立畢業要求指標項與各門課程支撐之間的關聯關系，并根據教學環節對畢業能力要求的支撐力度，確定課程內容和主要考核環節對指標項的權重值。《傳感器原理及應用》課程的目的就是讓學生掌握各類傳感器的基本原理、主要特性和使用方法，能夠合理地選擇和使用傳感器，在以后的畢業設計和實際工作中靈活應用這些傳感器及技術方法解決實際問題。課程評價以重學習過程為主，考核環節包括平時考核、期末考試和實驗考核。平時考核權重0.4，其中上課考勤0.2、課堂討論與課后作業0.2；期末考試權重0.4；實驗操作及報告權重0.2。

2.課堂理論教學改革。傳感器是能夠感受規定的被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件和裝置。因此，傳統的課程理論講授模式主要是先介紹傳感器的原理，再介紹結構特性，然后介紹各種轉換電路，最后介紹傳感器的實際應用。講課方式單一，缺乏生動性，枯燥的理論、抽象的技術很難調動學生學習的積極性，久而久之學生就失去了學習的興趣。結合OBE理念，根據實際的課程改革要求，本課程從以下幾方面進行了改革嘗試。第一，在授課內容方面，注重從學生身邊熟悉的電子設備入手，啟發和引導學生對傳感器應用的印象，增強其學習興趣。另外，在課堂講授中，注意傳感器與其他相關課程的聯系，讓學生明白各課程間的相互依賴關系，強化綜合運用各方面知識分析問題和解決問題的能力。例如，在講傳感器基本特性時，注意與《信號與系統》課程的聯系；在講傳感器原理時強調與《大學物理》的聯系；在講轉換電路時，注重與《電路分析》《模擬電子技術》《數字電子技術》以及《電子測量技術》等課程的聯系；在講傳感器應用時著重與單片機以及大學生課外創新的聯系。這樣既可以調動學生學習的主動性，也鍛煉了學生綜合運用各方面知識的能力。第二，在授課方式上，加強多媒體的運用，把抽象的原理、看不見內部結構，通過動畫演示、仿真呈現給學生，再結合實際應用的動畫、圖片和視頻演示，這樣既可以讓課堂內容更生動，也讓學生看到了書本文字知識以外的真實應用情況，有效地解決了理論學習的空洞感。另外，利用網絡資源，給學生布置一些課外作業，讓學生結合自己的愛好，查閱有關傳感器方面的資料，寫出閱讀報告。第三，在授課過程中，明確學生是學習的主體。如何讓這個主體發揮其主觀能動性，是學好一門課的關鍵。教師應根據教學內容，在不同時候、不同階段安排不同內容的課堂研討。這樣既可以通過思考增強學生的自主學習能力，也可以訓練學生對傳感器知識組織講解能力，讓知識和能力就像手機中的傳感器一樣時時陪伴著學生的成長。OBE的精髓就是一切為了學生，為了一切學生，為了學生一切。因此，在教學中要時刻關注對學困生的幫扶，特別是那些來自于偏遠民族地區的學生。讓他們樹立起學習的信心，為他們營造出團結互助、共同進步的學習氛圍。

3.實驗教學改革。第一，在基本實驗方面，傳感器種類繁多，轉換電路各異，但它們在實驗方面也有可循的規律，大多是把現實中的非電量轉換成電壓輸出的。因此基本實驗不在多，而在精。根據不同專業特點可選出三個左右有代表性的實驗項目，由基礎能力較好的學生和一個相對較差的學生組成兩人一組，共同完成實驗，也可由學生根據實驗設備情況選做不同的實驗。以“鞏固基礎、注重能力、強調素質、協作幫扶”為原則，盡量不讓一個學生調隊。實驗考核也以組來考核，要求較好的學生幫助指導較差的學生來寫實驗報告做數據分析，以此成績作為該組的實驗成績。第二，在綜合實驗方面，學生可以重新組成三人一組，但仍遵循以強帶弱的原則，強調共同進步。實驗項目既可以是老師給定的，也可以是學生自己設計的。要求學生協商討論出實驗的設計方案，經老師指導同意后，學生自己設計電路、選擇傳感器及電路元器件，最后完成制作，給出實驗結果及報告。此方面強調實驗的設計性和應用性以及學生綜合運用有關知識分析問題和解決問題的能力，這樣既增強了學生的團隊合作精神，也訓練了學生對傳感器的靈活運用能力，更重要的是強化了將課堂理論用于解決具體實際問題的應用能力。第三，為了能夠讓學生充分了解傳感器在實際生產生活中的應用，組織學生參加與傳感器課程有關的競賽或者課外活動。同時允許學生將自己正在從事的智能汽車大賽、機器人大賽、無人機比賽以及電子設計大賽等與傳感器有關的比賽項目充作當期的傳感器實驗，參賽成績也可作為實驗成績。建立合理的實驗考核方法對評價實驗教學效果和學生的綜合能力、激發學生實驗課學習的積極性至關重要。采用多元化評價模式，在綜合創新方面，注重過程和解決問題能力的考核。

四、結語

新時代呼吁新工科，新工科要有新理念。在OBE理念下，《傳感器原理及應用》課程的改革經過一屆學生的實踐，已取得了初步的成效，學生學習的積極性明顯提高，不及格的學生數有所下降，各種相關競賽學生獲獎數有所增加。在高校普遍存在“重科研、輕教學”的環境中，實施OBE并非易事。改革永遠在路上，只有改革才能適應經濟建設進入新時代對專業人才的需求，只有結合民族高校工科專業培養目標的改革才能真正為民族地區提供人力支持和智力支持。轉

參考文獻：

[1]段雄春.應用型本科教育課程設置與開發—基于OBE教育理念[J].東莞理工學院學報，2017，24（6）：104-107.

Abstract：" Principles and Applications of Sensors" is a practically professional course，with has characteristics of knowledge crossing，loose content and various elements. In order to improve teaching quality and further cultivate students' innovative consciousness and engineering practice ability，OBE education concept is introduced to meet the new era's need for new engineering construction，and train more specialized talents to adapt to future social development for ethnic areas.

Key words：sensor；teaching reform；OBE；evaluation index