構(gòu)建“三位一體”的傳感器課程與實(shí)踐體系

沈顯慶　王蘊(yùn)恒　孫鵬　謝蓄芬

摘要：實(shí)踐性教學(xué)是鞏固和提高課程內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要方法和手段。構(gòu)建“理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)→工程實(shí)踐→課程設(shè)計(jì)”為一體的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系，打破課程之間的界線，合理整合理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)資源，改革實(shí)踐教學(xué)模式，理順實(shí)踐教學(xué)管理體制，建立科學(xué)合理的課程體系，是保障人才培養(yǎng)質(zhì)量、培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要保障。

關(guān)鍵詞：“三位一體”；課程體系構(gòu)建；實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐；改革教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）08-0094-03

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在人類進(jìn)入21世紀(jì)的同時(shí)，世界多數(shù)國家都紛紛加快本國信息化建設(shè)的步伐，而《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》正是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化的基礎(chǔ)與前提。《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》是一門理論性、實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門應(yīng)用設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在電氣類和信息類學(xué)生的培養(yǎng)中，起著舉足輕重的作用；在課程的設(shè)置上起著承上啟下的銜接作用。因此，為了適應(yīng)高等教育改革與發(fā)展的新形勢(shì)，樹立適應(yīng)21世紀(jì)高等教育需要的教育思想觀念[1]，研究和探索新形勢(shì)下的人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格和培養(yǎng)途徑，改革現(xiàn)有教學(xué)體系，將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

一、“理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)→工程實(shí)踐→課程設(shè)計(jì)”三位一體的課程體系構(gòu)建

新世紀(jì)的人才標(biāo)準(zhǔn)不僅僅取決于知識(shí)的數(shù)量，更取決于知識(shí)的創(chuàng)新能力。而傳統(tǒng)的工程教育模式重視的是學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠。作為以培養(yǎng)工程應(yīng)用型本科人才為主的普通高校，必須積極探索符合國情和校情的實(shí)踐教學(xué)新路子，在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面作進(jìn)一步的研究與實(shí)踐。實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思想是：本著鞏固理論、服務(wù)應(yīng)用的宗旨，緊跟課程改革的步伐不斷更新實(shí)踐內(nèi)容及方法。包括三方面的內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)、工程實(shí)踐及課程設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)是同步進(jìn)行的，目的是使學(xué)生盡早對(duì)傳感器應(yīng)用建立感性認(rèn)識(shí)，驗(yàn)證基本理論，鞏固所學(xué)的知識(shí)，能夠熟練使用傳感器進(jìn)行測(cè)量工作，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是傳感器設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是通過指導(dǎo)教師的提出或?qū)W生根據(jù)自己的想法，對(duì)不同測(cè)量要求的前提下如何選擇和使用傳感器，通過從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的過程，使學(xué)生初步具備了設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)的能力。測(cè)控工程實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生通過虛擬儀器設(shè)計(jì)具備了設(shè)計(jì)虛擬檢測(cè)系統(tǒng)的能力。工程實(shí)踐教學(xué)是在“理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)”完成后的下一學(xué)期進(jìn)行的，它采用在工程實(shí)踐基地中按班級(jí)循環(huán)輪流的方式進(jìn)行，全面提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。課程設(shè)計(jì)是在工程實(shí)踐結(jié)束后，根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)生的愛好，選做相關(guān)題目。學(xué)生根據(jù)題目設(shè)計(jì)要求，確定總體方案及程序流程，經(jīng)過指導(dǎo)教師審核后，利用實(shí)驗(yàn)室和工程實(shí)踐基地開放時(shí)間，進(jìn)行傳感器電路調(diào)試，最終完成作品。

二、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

傳感器課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐體系是在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、基礎(chǔ)實(shí)踐平臺(tái)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐平臺(tái)和專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)四大實(shí)踐平臺(tái)的基礎(chǔ)上構(gòu)建成的，其支撐點(diǎn)是由各個(gè)獨(dú)立的課程體系組成。在實(shí)踐過程中，實(shí)施內(nèi)外環(huán)式教學(xué)方法，外環(huán)指各項(xiàng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)按著理論—實(shí)踐—再理論的原則；而內(nèi)環(huán)則是在每項(xiàng)實(shí)踐課程中遵循教學(xué)講解—實(shí)際操作—教學(xué)講解的教學(xué)方法。形成了“知識(shí)+能力+質(zhì)素”三位一體的教學(xué)模式，從而為實(shí)現(xiàn)傳感器課程體系改革打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)于實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)的內(nèi)容請(qǐng)查看參考文獻(xiàn)。

三、課程、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐體系改革與實(shí)踐

課程、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐體系改革改變了過去理論與實(shí)踐教學(xué)相脫離的教學(xué)模式，合理整合課程資源，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、獨(dú)立分析和解決問題的能力及創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的意識(shí)。

1.漸近式教學(xué)法。漸近式教學(xué)法是一種教授學(xué)生采取從簡單到復(fù)雜，從入門到精通的學(xué)習(xí)過程。

2.實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐式教學(xué)法。實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐式教學(xué)法是在與理論配合的基礎(chǔ)上，充分考慮與相關(guān)課程的關(guān)系，最大限度地利用實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐中消化和促進(jìn)理論的學(xué)習(xí)，其流程如圖1所示。

在上述多層次、系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建成實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐項(xiàng)目齊全，內(nèi)容手段先進(jìn)，管理運(yùn)作高效的“電氣工程實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐中心”。同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐配套教材的建設(shè)，構(gòu)成各具特色并逐層深化的電氣信息類與工程實(shí)踐教學(xué)體系，并面向本院、本校，以及省內(nèi)其他高校，具有較廣闊涵蓋領(lǐng)域的完整而先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)。

3.考試方法改革。由于《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程教學(xué)方法和手段的多樣性，決定了考核方式的靈活性，重點(diǎn)是改革考核方式與成績?cè)u(píng)定方法。本課程體系的考核包含三個(gè)環(huán)節(jié)，即理論考核（含實(shí)驗(yàn)）、工程實(shí)踐考核以及課程設(shè)計(jì)，各個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立，要求在兩個(gè)學(xué)期內(nèi)完成，從而使傳感器與檢測(cè)技術(shù)知識(shí)得到了充分的延續(xù)。新的考核方式，明顯地加重了實(shí)踐能力考核的份量，不斷強(qiáng)化學(xué)生的傳感器與檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用能力。在課程設(shè)計(jì)的考核中引入答辯環(huán)節(jié)，可以鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力，口頭表達(dá)能力。工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核，更能測(cè)試出學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)掌握的程度，更能展示學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力。

綜上所述，構(gòu)建“理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)→工程實(shí)踐→課程設(shè)計(jì)”三位一體的課程、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐體系，使理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，學(xué)生的理論水平、動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)都得到了明顯的提升，在具有標(biāo)志性的全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽和黑龍江省電子設(shè)計(jì)大賽中都取得了好成績。這些成績的取得得益于課程體系的改革和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。同時(shí)，應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)工作也是一項(xiàng)開拓性和探索性工作，要求我們必須堅(jiān)持不懈、實(shí)事求是、精益求精的科學(xué)態(tài)度進(jìn)行不斷地研究和探索。

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作者簡介：沈顯慶（1969-），男，漢族，吉林通化人，副教授，博士學(xué)位，碩士導(dǎo)師，2007年電氣工程實(shí)踐課，國家精品課，主講教師，電類本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建，黑龍江省高等教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，排名第三，主要從事控制理論與控制工程、傳感器檢測(cè)技術(shù)、工程實(shí)踐能力培養(yǎng)方面的研究。