基于項目導向模式的“傳感器應用”與“計算機測控技術”課程整合的研究與實踐

摘要：“傳感器應用”與“計算機測控技術”在教學內容上具有很強的相關性，兩門課程之間是一種相互銜接和互為補充的關系，傳統(tǒng)的分離教授已經不能滿足對高職學生培養(yǎng)實際操作技能的需要。本文就基于項目導向模式對兩門課程的內容進行有機整合問題進行了探討和實踐。

關鍵詞：項目導向；課程整合；實踐；技能

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

1引言

“傳感器技術”與“計算機測控技術”是應用電子、汽車電子、電氣自動化等電類專業(yè)的核心課程。傳統(tǒng)的教學模式是先講授“傳感器技術”，側重于各種傳感器的工作原理、相關的測量電路的分析，而具體應用對學生來講猶如“空中樓閣”，晦澀難懂；“計算機測控技術”主要講授自動控制系統(tǒng)的組成、自動控制裝置特別是自動化儀表的分類與發(fā)展，以及計算機組態(tài)控制技術。眾所周知，自動控制系統(tǒng)離不開傳感器，組態(tài)控制技術又必須基于傳感器進行測量。在實際講授“計算機測控技術”時，學生卻很難將原來學過傳感器的知識綜合應用。這樣就形成了兩門內容密切相關，知識互通融合的課程卻讓學生認為遙不可及的尷尬情況，教學效果一直不理想。基于這種教學狀況，我們嘗試應用項目導向模式，將兩門課程進行了有機整合，并收到了很好效果。

2基于項目導向模式的課程改革

項目導向模式以提高學生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的實際操作能力為目標，是高職院校培養(yǎng)高素質技能型人才的行之有效的教學方法。項目導向模式按照學生認知規(guī)律進行項目的選擇和設計，注重引導探索，具有較強的實用性。如圖1所示，項目導向模式由四個基本步驟構成。

(1) 設計項目，這是項目導向教學法的關鍵。要有明確的目標，要求教師基于學習目標設計實用適合的項目工程。一個項目可以概括多個子項目，學生可以通過對子項目的設計實施逐步掌握各知識點，從而最終完成項目的設計任務。項目設計要符合高技能人才培養(yǎng)的要求，從學生實際出發(fā)，充分考慮學生的特點與知識接受能力的差異，做到因材施教。要根據(jù)任務難度，恰當控制動機水平。任務設計要注意分散重點、難點。掌握傳感器相關知識和技能是一個逐步積累的過程，要考慮任務的大小、知識點的含量、前后的聯(lián)系等多方面的因素。例如，讓學生設計一個溫度濕度能夠達標的育嬰房項目。在這個設計項目中既有溫度傳感器的應用，又有濕度傳感器的應用，還可以讓學生初步掌握報警系統(tǒng)的初步設計，讓學生設計實施起來很有成就感，可以說這是個非常實用的項目。

(2) 分析項目，這是項目能否正確執(zhí)行的前提。項目設計后，教師不要急于講解，先讓學生討論分析，提出其中隱含的新的知識點。學生在教師的引導啟發(fā)下理解掌握新的知識，并運用其解決相關的項目問題。本項目中，溫度、濕度傳感器的選用是重點，溫度傳感器的類型很多，用哪種更適合，其優(yōu)勢在哪里？這些都需要學生的分析。

(3) 完成項目，這是整個教學過程的重點問題。提出并設計好任務過程后，學生就需要通過不同方法去完成項目。學生通過對任務的理解進行探索嘗試，消化新知識，完成對知識的理解和應用。在教學方法上，改變學生傳統(tǒng)的學習觀，由“學會”到“會學”，強調培養(yǎng)學生的自學能力。在教學中，讓學生根據(jù)“項目”的需求來學習，不斷地用“項目”來引導學生自學，主動完成學習目標的任務。

本項目中，學生在選用不同的溫度、濕度傳感器后所建立的測量電路不盡相同，產生的效果也會大不一樣。由于實驗條件、經費所限，不可能將所有的電路都具體實現(xiàn)，這時可以使用計算機虛擬仿真，并使用測控軟件對整個項目工程進行完整的監(jiān)控測量，讓學生仿佛置身于育嬰房一樣。

(4) 評估項目，這是對教學效果的評價。學習成果展示是激發(fā)學生學習主動性的重要手段，是培養(yǎng)學生分析問題和明辨是非的有效途徑。要求教師在進行課堂教學時，安排學生互評或教師點評。這是知識形成和提高的重要階段，同時也能極大地促進培養(yǎng)學生的成就感。

本項目的評估重點在于不同類型的傳感器的選用及其報警校正。通過教師的點評會使學生對重點問題上的解決印象深刻，理解全面，同時通過不同設計的對比切實地掌握了傳感器的具體實際應用，其意義不言而喻。

3“傳感器應用”與“計算機測控技術”的課程具體整合

“傳感器應用”與“計算機測控技術”課程是十分重要的專業(yè)課程，兩門課程聯(lián)系密切，傳感器的應用離不開測量，測量又離不開傳感器的控制，測控技術使用的組態(tài)軟件中每個設計都會涉及到傳感器的應用。將這兩門課程有機地整合起來，勢必會激發(fā)學生的學習興趣，提高實踐設計能力。在教學過程中，可以將兩門課程穿插講解，教師布置的設計任務可以用電路搭建，再由測控軟件具體實施，實現(xiàn)設計任務的完整化，讓學生直觀地感受到傳感器的實際應用效果，從而有效地提高學習效率。

我們在教學方法上提出以工程案例和實驗為主線和核心的邊講、邊實驗、邊討論的基于項目導向的教學模式。將具有實際工程應用背景的案例和實驗作為核心和主線貫穿在課堂教學中，將兩門課程有機整合。例如上述設計育嬰房的項目，先讓同學們討論所需的傳感器特性、常用測量電路的具體應用等，設計出實用電路，用測控軟件仿真實施，實現(xiàn)模擬育嬰房的效果，并通過有效的控制使得溫度、濕度得到相應的補償。

以工程案例和實驗為主線的課程教學法的核心是實驗，必須解決課上、課下實驗教學環(huán)境的營造問題。為此，利用PC機上的測控資源在教師上課、學生上網的PC機上建立測控實驗室，將實驗室?guī)胝n堂、教師、宿舍和每一個有PC機的地方。為豐富個人測試實驗室所能測量的信號種類，我們還針對測控技術課程實驗教學注重功能、概念，而不追求精度的特點，用市場上的敏感元件或工業(yè)探頭+簡單調理電路，自己開發(fā)了紅外傳感器、溫度傳感器、超聲波傳感器、酒精傳感器等20多種低價格的常見物理量檢測傳感器，可以直接插接在計算機聲卡的Line in口上

作為外部傳感器使用。為提高測試實驗與工程實際的結合程度，我們對一些工業(yè)測控設備進行簡化處理，設計為測控模型應用到實驗教學中。包括由工業(yè)管道無損探傷設備簡化而來的鋼管缺陷無損檢測模型，由旋轉機械簡化而來的轉子實驗臺模型等。并以這些模型為基礎建立計算機化的創(chuàng)新實驗室，為學生開設綜合性、研究性實驗。

4項目導向教學深化建議

(1) 教材改革

由于現(xiàn)行的教材基本根據(jù)學科知識系統(tǒng)進行編寫，因此教師實施項目教學法時，不能完全按照教材一章一節(jié)地講授，而要依據(jù)目前傳感器技術的飛速發(fā)展和高等職業(yè)教育的特點，對教材內容進行改革，突出傳感器的實際應用，針對測控案例中選用的常用傳感器、實驗室設備等對教學內容進行調整，重點選好示范項目，依據(jù)具體項目內容編制講義，降低教學難度，結合案例進行有針對性的教學。

(2) 教學管理改革

教學管理體制改革是實施項目教學法的保證。項目教學法很多內容與常規(guī)教學有相悖之處，如授課計劃、教學大綱、日志填寫和時間分配等多方面，要突破常規(guī)的管理方式才能使項目教學有效的實施。

(3) 創(chuàng)建研發(fā)中心，探索產學做結合的新體制

創(chuàng)辦傳感器測控應用技術中心，其功能是對內教學、培訓，對外面向企業(yè)提供傳感器應用開發(fā)技術，提供傳感器標定軟硬件支持，培訓企業(yè)技術人員，研發(fā)非電量檢測專用電子儀器設備，促進天津地區(qū)電子產品制造業(yè)的騰飛，以此形成自己的獨特優(yōu)勢。承攬產品開發(fā)及對外技術服務，讓學生承擔力所能及的任務。

(4) 實行學分制，探索激勵學生努力學習的新機制

將理論課、集中實踐課按照學時及程度的不同折成學分，徹底改革實踐課的考核辦法，使考試結果能充分、真實地反映出學生的實際操作能力。從2000年起我們采取了開卷式設計加口試的考核方法，得到了歷屆學生的肯定，學生學習積極性和學習效果十分明顯。具體方法是：利用1～2周的時間讓學生設計出四種不同類型傳感器的典型應用，并要求盡量使用單片機控制，制作組態(tài)控制過程，寫出設計報告，并附上參考資料復印件，最后參加與本人設計相關的實際問題和基礎知識的答辯。這種考試方法既培養(yǎng)了創(chuàng)新精神，同時也培養(yǎng)了學生的書面和口頭表達能力以及查閱技術資料等基本素質。

5結束語

在實際的教學中，這種基于項目導向模式的“傳感器應用”與“計算機測控技術”課程整合已經在逐步應用，并取得了初步的成效，我們仍在不斷改進實踐，以期更廣泛的推廣和應用。該課題的研究可以使我校培養(yǎng)的學生具備電路基本分析能力、電子自動測量能力、質量檢測能力以及設計、開發(fā)電子產品的能力，從而使學生的綜合能力有很大的提高。

參考資料：

[1] 姜大源. 職業(yè)教育學研究新論[M]. 北京:教育科學出版社，2007.

[2] 趙建華，李克東. 協(xié)作學習及協(xié)作學習模式[J]. 中國電化教育，2000，(10).

[3] 張建偉，陳琦. 從認知主義到建構主義[J]. 北京師范大學學報(社會科學版)，1996.

Research and Practice of Courses Conformity about “Sensor Application” and

“PC Measure Technique” Based on Item-guide Mode

Abstract: “Sensor Application” and “PC MeasureTechnique” have relativity in teaching content . They are relation of linking up and complementary .The old way have not adapted the demand of training work skill educated the talented person. The research about courses conformity basing on item-guide has applied the mode to proceeds to prefect the reformation of the way.

Key Words: item-guide， courses conformity， practice，skill