應用型本科一流課程實踐教學改革探索

摘 要 針對我國應用型本科一流課程實踐教學存在的問題，文章提出構建遞進式、多元化實踐教學體系，并以傳感與檢測技術課程為例，開展課程實踐教學改革探索。采用任務驅動激發學生自主實踐，教師輔助指導；融合單片機課程，借助Proteus仿真平臺開展仿真研究，虛實結合，節省學時，有效提高學生的綜合應用能力和創新能力；結合思政元素設置實踐項目內容，全面融入思想政治教育，為應用型本科一流課程建設積累了有益經驗。

關鍵詞 應用型本科；一流課程建設；實踐教學；傳感器

中圖分類號：G424"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文獻標識碼：A""""" DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.35.038

Exploration on Practical Teaching Reform of First-class Curriculum of

Application-oriented University

——Taking sensing and testing technology course as an example

ZHANG Min， LUO Jianguo， BI Qingxia

（North China Institute of Science and Technology， College of Emergency Equipment， Langfang， Hebei 065201）

Abstract In response to the problems existing in the practical teaching of first-class applied undergraduate courses in China， this article proposes the construction of a progressive and diversified practical teaching system， and takes the course of sensing and detection technology as an example to explore the reform of course practical teaching. Using task driven approach to stimulate students' independent practice and teacher assisted guidance; Integrating microcontroller courses and utilizing the Proteus simulation platform to conduct simulation research， combining virtual and real elements， saving class hours， and effectively improving students' comprehensive application and innovation abilities; Combining ideological and political elements to set up practical project content， fully integrating ideological and political education， and accumulating beneficial experience for the construction of first-class applied undergraduate courses.

Keywords application-oriented university; first-class curriculum construction; practice teaching; sensor

本科教育是高等教育的基石，課程是人才培養的核心要素，實踐教學是本科課程的重要環節，人類對事物的認知遵循“實踐―認知―再實踐―再認知”這一規律，因此加強實踐教學是培養學生創新意識和創新能力的重要途徑。2019年10月，教育部頒布了《關于一流本科課程建設的實施意見》（以下簡稱《意見》），針對我國本科課程從教學理念、教學方法等多方面提出改革舉措，同時也進一步強調，要高度重視一流課程的實踐教學改革，充分體現“以學生為中心”的理念，在夯實理論知識的基礎上，最大效能地激發學生主體的積極性和思維靈活性，提高創新應用能力。

目前，應用型本科教育占據我國高等教育的“半壁江山”，不同類型的本科，其一流課程建設明顯不同，而應用型本科具有鮮明的工程應用特色，因此應用型本科一流課程建設更應重視課程實踐教學目標的達成[1-3]。

本文分析了我國應用型本科一流課程實踐教學存在的問題，以華北科技學院（以下簡稱“我校”）機電類專業課程傳感與檢測技術為例，開展課程實踐教學改革探索，從實踐項目類型、多元化教學手段以及思政融入三個維度構建遞進式、多元化實踐教學體系，以期為我國應用型本科一流課程建設提供借鑒和參考。

1" 一流課程實踐教學存在的問題

關于課程改革的研究在國內外已開展了很多年，特別是關于課程實踐教學的研究[4-6]，如增加課程實踐操作學時比例，突出實踐環節重要性；通過校企合作增加學生崗位實訓，提升實踐能力等。但是，目前我國一流課程實踐教學仍面臨一些問題[7-9]：課程整體學時壓縮，導致課程實踐環節難以使學生的實踐能力得到充分鍛煉和提升；實踐教學方式單一，多以驗證型實驗為主，學生的自主創新能力很難得到提高；校企合作涉及企業保密協議，想要深入開展比較困難；開展實踐教學的經費有限；與理論教學環節相比，實踐教學環節思政融入不夠深入全面。

2" 遞進式、多元化的實踐教學體系構建

在《意見》的指導下，我校參照“高等學校機械學科本科指導性專業規范”，結合學校的辦學定位及人才培養要求，充分體現“以學生為中心”，構建“基礎驗證型―綜合設計型―前沿拓展型―項目實戰型”難度逐漸遞進的實踐教學項目。采取任務驅動、虛實結合和學科融合的多元化實踐教學手段開展教學。實踐內容的設置充分融合思政元素，保證課程思政教育的全面滲透，圖１為機電類專業所構建的遞進式、多元化實踐教學體系。

圖1""" 遞進式、多元化實踐教學體系

3" 傳感與檢測技術課程實踐教學改革探索與實踐

傳感與檢測技術是我校機電類相關專業的專業基礎課，是我校重點建設的一流本科課程，該課程旨在培養學生扎實的傳感器理論知識和較強的測控實踐應用能力。目前該課程的實踐教學也存在前述所列的問題，不能滿足一流課程實踐教學目標要求。因此本課程基于圖1所構建的實踐教學體系開展實踐教學改革，以提高學生的實踐應用能力和創新能力，增強行業責任感和使命感，體現課程的高階性。

3.1" 基礎驗證型實驗

基礎驗證型實驗與理論課教學同步進行，主要借助不同傳感器模塊化實驗箱完成性能驗證，學生只需根據實驗指導書完成簡單的線路連接，即可進行實驗測試。該類型實踐教學旨在讓學生進一步理解不同傳感器工作原理及特性測量方法，加深對課本知識的理解，并對傳感器實物有直觀認識。表1（第1列）列出了該課程可以開展的部分基礎驗證型實驗，該類型學時不限，可以根據實際課程需要開展。

3.2" 綜合設計型實驗

綜合設計型實驗是學生在經過系統的理論學習和基礎實驗訓練后，在具備一定基礎知識和基本技能的基礎上所開設的綜合型實驗項目。教師需提前制定實驗任務書，明確規定任務目標和設計要求，學生以小組為單位，綜合不同傳感器的工作原理和應用特性，完成自主選型、方案設計、測試系統搭建和實驗測試等過程，教師在該過程中只給予輔助指導。該環節學生能夠綜合運用所學知識，自主分析問題、解決問題，最大限度激發其學習的主動性和創新思維，表1（第2列）列出部分綜合設計型實驗項目供參考。

表1""" 傳感與檢測技術基礎驗證型和綜合設計型實驗（部分）

3.3" 前沿拓展型實驗

除了夯實課本知識，熟練運用常用傳感器之外，學生也要關注本領域的前沿科技，拓寬視野。教師可以通過前沿拓展型實驗激發學生思維的靈活性，提高學生的創新能力，同時實踐內容結合行業需求，實現思政教育的自然融合，該環節主要結合大學生創新項目開展。

可穿戴柔性傳感器是目前傳感領域的前沿課題，具有體積小、可與人體柔性貼合、檢測效率高等特性，越來越多地應用于應急救援行業。圖2（p117）所示為一種新型PPy柔性壓力傳感器實驗，用于被救人員生命特征的高效采集。學生通過查閱國內外文獻資料了解目前可穿戴柔性傳感器的研究現狀，基于實驗室條件完成柔性傳感器的基礎制作和測試，體會科學探索樂趣，激發創新思維，也為進一步深造奠定基礎，表2（第1列）列出了部分前沿拓展型實驗項目供參考。

（a）PPy柔性壓力傳感器結構

（b）柔性壓力傳感器人體健康監測

圖2""" 一種可穿戴PPy柔性壓力傳感器示意圖

3.4" 項目實戰

本環節主要安排在大四學年的機電檢測專業模塊實訓環節，為期2周，要求學生融合單片機課程所學，借助Proteus仿真平臺完成一個完整機電檢測系統的仿真分析、實驗系統構建和實驗測試，并將仿真結果與實驗結果比較分析，優化系統性能。教師提前給小組發放任務單，明確項目實施目標，學生分組進行，根據任務情況在小組內開展仿真和實驗分工合作，最終完成產品展示和項目答辯。該環節通過課程融合，增強學生對不同課程的綜合應用能力；虛實結合，學生在課下自主完成仿真模型構建和分析，節省了課上實踐學時；經過仿真+實驗的完整項目實施過程，為學生將來從事科學研究和解決工程實踐問題打下良好基礎。

基于我校應急安全特色，學生設計了一種家居安全監測系統Proteus仿真原理圖，用于實現現代家庭中風險隱患的實時監測，提升安全系數。該系統以單片機為主控芯片，基于Proteus圖形化組件庫中包含的MQ-2煙霧傳感器和PM2.5粉塵傳感器模型，實現室內煙霧和粉塵濃度的監測，基于DHT11溫濕度傳感器實現室內溫濕度情況監測。表2（第2列）列出了部分開展的安全特色實戰型實驗項目供參考。

表2""" 傳感與檢測技術前沿拓展型和項目實戰型實驗（部分）

4" 結語

在我國深入開展一流課程建設背景下，本文圍繞應用型本科一流課程實踐教學改革，構建了遞進式、多元化的實踐教學體系，并以我校傳感與檢測技術課程為例，開展課程實踐教學改革，構建了“基礎驗證型―綜合設計型―前沿拓展型―項目實戰型”遞進式實踐項目，使學生實踐能力逐步提升。實踐教學過程采用任務驅動方式，學生自主開展，教師輔助指導，結合單片機課程和Proteus仿真平臺，學科融合、虛實結合，節省了課內學時，提高了學生的綜合應用能力和創新能力。同時，實踐內容的設置結合我校的應急安全特色和行業需求，進一步融入思想政治教育，增強了學生的行業責任感和使命感，體現了課程的高階性。

*通信作者：張敏

基金項目：華北科技學院一流本科課程建設項目“傳感與檢測技術”（HKJG202309）。

參考文獻

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