面向應用型人才培養(yǎng)的傳感器與檢測技術課程教學改革探索

0 引言

2015年《教育部國家發(fā)展改革委財政部關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉(zhuǎn)變的指導意見》發(fā)布，強調(diào)推動轉(zhuǎn)型發(fā)展高校把辦學思路真正轉(zhuǎn)到培養(yǎng)應用型技術技能型人才上來，創(chuàng)新應用型技術技能型人才培養(yǎng)模式[1-2]。2017年，教育部提出新工科理念并積極推進新工科建設與部署[3]，在此背景下，各高等院校紛紛開展工科專業(yè)的改革與創(chuàng)新[4]。積極響應教育部號召，陸續(xù)開設了機器人工程、智能制造工程等機電類新工科專業(yè)。傳感器與檢測技術課程作為機電類新工科專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，是決定應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要一環(huán)。本文在新工科應用型人才培養(yǎng)的背景下，對傳感器與檢測技術的課程教學改革進行探討，以期促進應用型人才培養(yǎng)。

1當前傳感器與檢測技術課程教學存在的主要問題

1.1實踐教學內(nèi)容欠缺

目前，針對機器人工程、智能制造工程等新工科專業(yè)開設的傳感器與檢測技術課程為32學時，均為理論教學，沒有相應的實踐教學內(nèi)容。而應用型人才培養(yǎng)過程中，傳感器與檢測技術課程教學應重點解決如何正確使用各類型傳感器的問題，單純進行理論教學難以達到學以致用的目的，不利于應用型人才的培養(yǎng)。

1.2教學方法與模式缺乏多樣性

傳感器與檢測技術課程涉及的教學內(nèi)容較多，但授課學時較少，導致課堂教學內(nèi)容過于飽滿。為完成教學大綱規(guī)定的教學要求，教師一般都是采取單純的線下講授式教學，教學方法和模式較為單一，加之學生的基礎知識相對薄弱，造成較大比例的學生難以理解傳感器深奧的原理，對傳感器的具體應用更是一知半解，難以實現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)的初衷。

1.3思政與專業(yè)的融合度有待進一步加強

傳感器與檢測技術課程教學除了讓學生掌握專業(yè)知識外，更重要的是圍繞立德樹人根本任務，全面加強課程思政，培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才。當前，傳感器與檢測技術課程教學過程中也加入了一些思政元素，但總體感覺思政與專業(yè)的融合度不高，存在課程教學過程中生硬插入思政內(nèi)容的現(xiàn)象，沒有達到潤物細無聲的效果。

1.4缺乏一支穩(wěn)定的實踐能力過硬教學團隊

打鐵還需自身硬。只有實踐能力過硬的教師隊伍才能培養(yǎng)出高質(zhì)量的應用型人才。受多種因素影響，傳感器與檢測技術課程的授課教師隊伍不穩(wěn)定，承擔授課任務的教師在備課過程中缺乏交流，而且部分教師自身缺乏支撐課堂教學的實踐能力，存在照本宣科的現(xiàn)象。

以上問題嚴重制約了應用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

2課程教學改革的主要做法

2.1優(yōu)化課程教學內(nèi)容并更新教學技術設備

結(jié)合應用型人才培養(yǎng)的實際，對傳感器與檢測技術課程教學內(nèi)容進行優(yōu)化完善，在總學時不變的情況下，適當壓縮理論教學內(nèi)容，增設實驗教學內(nèi)容。優(yōu)化前后的課程教學內(nèi)容見表1和表2。

從表1和表2可以看出，優(yōu)化后的教學內(nèi)容增加了三個實驗教學環(huán)節(jié)，其中金屬箔式應變片性能實驗和差動變壓器性能實驗是傳統(tǒng)的驗證性實驗，基于應變片的電子秤設計是新設置的設計型實驗。

表1優(yōu)化前的課程教學內(nèi)容

表2優(yōu)化后的課程教學內(nèi)容

需要說明的是，利用課堂上的2個學時，大部分學生很難完成設計型實驗的全部教學內(nèi)容，因此，課堂上只要求學生分組討論完成電子秤方案的設計，電子秤具體的設計與制作可由學生利用課后時間自主完成。通過優(yōu)化教學內(nèi)容，增加了專業(yè)知識綜合運用能力的訓練，有利于提高應用型人才培養(yǎng)的整體質(zhì)量。

為保證設計型實驗教學內(nèi)容的正常展開，需要更新教學技術設備，包括 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、單片機模塊、顯示模塊、矩陣鍵盤模塊等。

2.2改進教學方法與模式

2.2.1 大力推進案例式教學[5]

在第 3～10 章講授各類傳感器時，按照課程的教學目標，均要求介紹傳感器的典型應用。對應用型人才培養(yǎng)來講，如何正確使用傳感器是課程教學的終極目標。為了提高課程教學效果，在講授傳感器的典型應用環(huán)節(jié)時，積極采用案例式教學法。案例式教學法的實施一般按照教師提出案例、組織學生分析討論案例、教師分析總結(jié)案例三個步驟展開[6]。例如，在講解電容式傳感器的應用時，教師可以列舉電容傳聲器的例子，讓學生結(jié)合前面所學理論知識分析兩個問題：電容傳聲器屬于哪種類型的電容傳感器？電容傳聲器采用了哪種測量電路？教師在聽取學生的分析討論結(jié)果后，給出正確的案例分析結(jié)果，并讓學生對照與正確案例分析的差距，從而鞏固所學的傳感器理論知識，達到靈活運用傳感器的目的。

2.2.2全面引入探究式教學[7]

探究式教學法能夠克服傳統(tǒng)課堂上教師“滿堂灌”傳感器理論知識的缺點，使學生從被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習。在探究式教學過程中，在教師的主導下，引導學生自行發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，實現(xiàn)課堂教學的充分互動[8]。在傳感器與檢測技術所有章節(jié)的教學過程中，應全面引入探究式教學，以提高教學效果。

實施探究式教學時，教師應設置一些日常生活中的場景引導學生進行思考。例如，在講解第4章電感式傳感器中的電渦流傳感器時，由家庭常見的電磁爐導入，引導學生思考電磁爐是如何加熱的。學生要理解電磁爐加熱的原理，必然需要自行查閱資料分析電磁爐內(nèi)部結(jié)構，認識到電磁爐內(nèi)部有相應的電路讓220V市電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電源作用在線圈上，從而在鐵質(zhì)鍋具的底部產(chǎn)生電渦流，鐵質(zhì)鍋具受電渦流作用溫度升高加熱食物。通過對家用電磁爐的探究式教學，學生既深刻理解了高頻趨膚效應的概念，又培養(yǎng)了結(jié)合傳感器專業(yè)知識分析日常電器原理的能力，提高了學習興趣。

2.2.3 適時開展線上線下混合式教學[9]

線上線下混合式教學能夠拓展學生的學習時間和空間，提高教學效率[10]。要開展線上線下混合式教學，前提是要選用合適的線上教學平臺并完善相應的網(wǎng)絡教學資源。本課程選用超星泛雅網(wǎng)絡教學平臺，該教學平臺具有直播和課堂實時互動交流功能，并建設有課件、教案、教學視頻、習題庫、資料庫等豐富的教學資源，可以滿足教師開展線上線下混合式教學和學生個性化學習的需要。

2.3加強課程思政建設

培養(yǎng)合格的應用型人才應堅持德育為先。在專業(yè)課程教學過程中，強化課程思政，做到思政與專業(yè)的深度融合。在仔細梳理傳感器與檢測技術課程各章節(jié)知識要點、認真學習課程思政理念的基礎上，深入挖掘課程內(nèi)容中蘊含的科學精神、探索精神與創(chuàng)新精神等。傳感器與檢測技術課程各章節(jié)典型思政元素映射與融入點如表3所示。

表3傳感器與檢測技術課程各章節(jié)典型思政元素映射與融入點

在授課過程中，采用案例式、探究式等多種教學方法，通過隱形方式將思政元素融入專業(yè)課程教學，引導學生產(chǎn)生共鳴，積極傳遞正能量，實現(xiàn)思政教育入腦入心。

2.4加強教學團隊建設

按照專業(yè)適用的原則，組建傳感器與檢測技術教學團隊。在教學團隊成員方面貫徹老中青結(jié)合、專任和兼職結(jié)合。老中青結(jié)合是指教學團隊成員中既有知識淵博的老教授，也有精力充沛的中年副教授和追求上進的年輕講師與助教；專任和兼職結(jié)合是指教學團隊成員中既有學校自有專任教師，也有外聘兼職教師，以學校自有專任教師為主。教學團隊成員以老帶新、內(nèi)外交流，不斷提高整體教學水平和能力。

同時，為滿足應用型人才培養(yǎng)對師資隊伍能力的需要，通過指導學生競賽、參與科研項目、參加教學比賽和校內(nèi)外培訓等多種方式，全方位錘煉師資隊伍，不斷提高授課教師的實踐能力。

3結(jié)束語

在新工科背景下，作為民辦高校，培養(yǎng)合格的應用型人才是中心任務。本文基于應用型人才培養(yǎng)的現(xiàn)實需求，對傳感器與檢測技術課程教學存在的突出問題進行分析，提出切實可行的課程教學改進方法，并在機器人工程、智能制造工程等機電類新工科專業(yè)的教學中展開具體應用。實踐教學表明，本文提出的優(yōu)化課程教學內(nèi)容并更新教學技術設備、改進教學方法與模式、加強課程思政建設、加強教學團隊建設等教學改革舉措，可以有效提高課程整體教學質(zhì)量，對應用型人才培養(yǎng)起到較好的促進和示范作用。

4參考文獻

[1]周文清.地方普通本科高校應用性轉(zhuǎn)型的困擾及其突破[J].當代教育論壇，2022（1）：79-86.

[2]王秋慶．甘肅省轉(zhuǎn)型試點高校“雙師型”教師隊伍建設研究[D].蘭州：蘭州大學，2022.

[3]苗俊玲，甄紅軍，趙永生．京津冀地區(qū)新工科人才培養(yǎng)協(xié)同發(fā)展研究[J].中國大學教學，2022（5）：75-82.

[4]邱丹萍.新工科教育體系下的課程過程性評價與多元考核機制研究[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2022，5（23）：173-175.