轉型發(fā)展的地方高校工科課程建設思考與探索

王文紅　李廣水

摘要：針對地方經(jīng)濟發(fā)展所需應用型工程人才匱乏問題，結合地方高校工科人才培養(yǎng)實際情況，開展傳感器課程建設改革。以產(chǎn)業(yè)需求與發(fā)展為導向，確立課程教學目標。抓住地方高校轉型發(fā)展的機遇，改革教學內(nèi)容、方法和手段，生動、有效地推進課內(nèi)外教學活動。產(chǎn)學研用合作培養(yǎng)，構建多模塊化實踐教學體系，不斷提升學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力。該課程改革方案強調(diào)工程實踐能力的培養(yǎng)，學生畢業(yè)后實現(xiàn)零距離上崗，深受用人單位歡迎。

關鍵詞：應用型工程師；傳感器；課程建設；教學改革

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）34-0161-02

一、引言

現(xiàn)代經(jīng)濟社會需要大量的應用型人才。發(fā)展應用型本科教育是我國高等教育大眾化階段的必然選擇，而其培養(yǎng)的應用型人才正是現(xiàn)代經(jīng)濟社會所需。在地方性、應用型本科院校中培養(yǎng)一大批符合現(xiàn)代工程教育理念，具備創(chuàng)新思維和能力，在生產(chǎn)一線的工作中急需研究解決的現(xiàn)實問題就是培養(yǎng)一批不僅能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，還能解決問題的“應用型工程師”。從2005年起，金陵科技學院信息技術學院深入結合CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教育理念，開始研究并實踐基于“應用型工程師”培養(yǎng)的課程改革方案。其中“傳感器原理與應用”作為一門重要的工科專業(yè)基礎課課程，理論性高，實踐性強。因此以現(xiàn)代工程教育理念為指導，自2006年起，學院成立“傳感器原理與應用”課程的精品課程建設小組。在建設過程中，通過改革課程教學方法，運用現(xiàn)代教學手段，訓練學生能夠掌握傳感器的知識和技能，對學生進行全面、生動、有效的現(xiàn)代工程教育。

二、以產(chǎn)業(yè)需求與發(fā)展為導向，結合課程特點，確立培養(yǎng)“三重素質(zhì)”的教學目標

1.具備完整的傳感系統(tǒng)知識結構和知識層次，掌握與傳感器技術相關的科學知識、技術專業(yè)知識和社會科學知識。

2.具有對科學技術的開發(fā)利用和創(chuàng)新能力，能掌握工程思維方法，具備自主學習能力，能夠從社會需要中發(fā)現(xiàn)問題，并具備綜合解決問題的能力。

3.具備反思與創(chuàng)新思維、職業(yè)道德和責任感、人際交往能力（團結合作、使用外語進行書面或口頭交流）等創(chuàng)業(yè)和社會適應能力，并且具有可持續(xù)發(fā)展思維。

三、改革傳感器教學內(nèi)容和手段，有效地進行“應用型工程師”培養(yǎng)

1.采用任務驅(qū)動教學法，結合典型案例分析，構建完備的理論知識架構體系。傳統(tǒng)的教學模式過于注重書本上的定義及公式推導。缺乏對傳感器的詳細講述，從而培養(yǎng)出“眼高手低”的學生。學生雖然可以掌握良好的理論知識，但在真正運用傳感器去處理問題時，卻手足無措，不知如何下手，甚至很多學生學習完傳感器課程后，仍感覺不出傳感器的實際價值。要改善傳統(tǒng)教學的弊端，首先必須要改善教學方法。本課程組采用任務驅(qū)動式教學法，采取任務驅(qū)動的方式組織和實施教學。每次教學以一個任務目標為主線，進行案例分析，結合各知識點進行講解。講解任務所用的傳感器的功能、組成構造等原理，讓學生在認識傳感器外形的同時，更能明白傳感器的內(nèi)在構造、應用場合及工作原理。采用該教學法，學生學習目的明確，能夠圍繞項目組織已學知識和學習資源。充分發(fā)揮學生的學習主動性及潛能，充分開拓學生的思維，從而為后續(xù)專業(yè)課的學習打下堅實的基礎。

2.引入ISAS教學環(huán)節(jié)，拓寬學生的知識面，提高獨立分析問題和解決問題的能力。“傳感器原理與應用”是一門知識面很寬泛的課程。在以往有限的課時內(nèi)，教師只能對幾種典型傳感器的原理和功能進行講解，教學內(nèi)容不過是傳感器大家族中的很小的一部分。因此引入ISAS（Information Search and Analysis Skill信息搜索和分析技能）教學環(huán)節(jié)，指導學生利用課余時間，收集大量傳感器資料，從中篩選出具體研究討論的對象，以小組為單位，組織自己所需內(nèi)容，并進行研討，最終在課堂演講與其他同學分享自己的收獲。一方面，可拓寬學生的知識面，使其與傳感技術行業(yè)的最新的技術發(fā)展相接軌，以彌補課堂教學學時不足的矛盾；另一方面，可鍛煉學生的信息檢索能力，培養(yǎng)其自身獲取信息、分析信息、歸納總結信息等方面的綜合素質(zhì)。切實做到以“學生為主，教師為輔”，真正實現(xiàn)“授人以漁”的教學目標。

3.構建網(wǎng)絡教育平臺，有效延伸課堂教學內(nèi)容，培養(yǎng)自主學習意識。利用現(xiàn)代多媒體手段提供的網(wǎng)上教學資源，建設精品課程網(wǎng)站，主要包括課程介紹、教學視頻、電子教案、實驗指導、習題庫、在線測試、學生科技創(chuàng)新作品展示園地、傳感器資源網(wǎng)站匯總等。①豐富的網(wǎng)上教學資源方便學生預習和復習。根據(jù)教學內(nèi)容和目標，本課程組將推導過程做成動畫，教師可以在講解的同時給學生留出思考時間，避免了傳統(tǒng)教學的枯燥乏味。對于抽象的傳感器應用案例，本課程組制作成Flash動畫可以直觀地展示給學生，讓學生更容易理解。對于實驗教學，可以設計方便學生隨時預習的文檔材料，主要包含實驗內(nèi)容、過程、步驟、方法等。②設計試卷庫，在線測試系統(tǒng)等多種測評方法，便于學生檢查自己對相關知識的掌握程度。所有測試和習題均配有參考答案，有助于學生理解和掌握。③在網(wǎng)站中建立BBS討論版，進行開放式教學。教師和學生共同在網(wǎng)絡中交流，教師可以隨時掌握學生遇到的問題、了解學生的學習成果，學生之間也可以進行討論，并分享自己的經(jīng)驗。④構建視頻資源庫，其內(nèi)容包括：教師授課視頻、實驗內(nèi)容視頻講解、學生科技作品展示（含設計步驟）等。通過瀏覽視頻資源，學生可更直觀地學習課程內(nèi)容，同時自主完成簡單的科技作品實踐，提高學習興趣。

四、產(chǎn)學研用合作培養(yǎng)，構建多模塊化實踐教學體系，提升學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力

1.基于校內(nèi)開放實驗項目，積極設立各類趣味實驗，激發(fā)學生的學習興趣。自2008年以來，學校為了進一步培養(yǎng)學生的實踐能力，促進實驗教學改革，提高實驗室資源使用效益，設立開放的實驗項目。為克服低年級同學專業(yè)入門難的問題，及對專業(yè)課產(chǎn)生的畏難情緒，本課程組依托學校開放的實驗項目平臺，以日常生活中常見的被測量為檢測對象，設計簡單的傳感器系統(tǒng)。選擇簡單易操作的檢測方法，充分發(fā)揮學生想象力，切實做到“快樂學習”。此類實驗貼近生活，旨在激發(fā)學生的學習興趣，體驗精彩有趣的傳感天地，為后續(xù)理論的學習和實踐打下良好的基礎。

2.依據(jù)人才培養(yǎng)目標要求，結合產(chǎn)業(yè)需求，精心組織課內(nèi)實驗內(nèi)容。根據(jù)人才培養(yǎng)方案中對本門課程所達的教學目標：掌握常用傳感器的性能特點和應用及選用傳感器的原則，能根據(jù)需要選用合適的傳感器，為應用與研發(fā)技術的實際工作打下良好的基礎；結合產(chǎn)業(yè)界對該課程知識點的具體需求。本課程積極修訂課程實驗內(nèi)容，目的在于培養(yǎng)學生運用實驗方法研究各種傳感器原理及檢測系統(tǒng)的能力。實驗的內(nèi)容根據(jù)教學內(nèi)容的具體情況確定，時效性強。

3.依托產(chǎn)學研合作項目平臺、各類學科競賽，通過系列化的工程項目實驗，提升學生的綜合素養(yǎng)。本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)就是課外科技實踐活動。在課程教學中一定要引導學生開展課外科技活動，利用現(xiàn)有的產(chǎn)學研項目合作平臺，組織學生參與在校大學生的科技活動競賽。鼓勵學生提前進入實驗室，可以讓學生有計劃地接觸工程項目研究，培養(yǎng)學生科學的實驗態(tài)度。通過工程項目實驗，具體包括：根據(jù)給定的設計要求，確定檢測系統(tǒng)的初步方案、選擇傳感器、設計信號放大調(diào)理電路（要求繪制相關原理電路及PCB板電路）、設計與微機的接口電路（要求提供原理電路圖）。讓學生逐步掌握傳感器的選用、安裝、連接等知識，培養(yǎng)學生設計、組織、調(diào)試系統(tǒng)的能力，加強學生的工程應用思路。

五、結語

自2006年，本課程在計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向開設以來，以綜合實踐項目和各類競賽活動為載體，在學生中積極開展基于傳感技術的嵌入式項目開發(fā)活動，成果豐碩。2013年和2011年分別獲得江蘇省優(yōu)秀畢業(yè)設計三等獎一名，第四屆江蘇省大學生機器人大賽二等獎，第四屆“縱海杯”嵌入式系統(tǒng)競賽本科生組一等獎一名、二等獎兩名，校級優(yōu)秀畢業(yè)設計2名。2010年，獲第三屆“縱海杯”嵌入式系統(tǒng)競賽本科生組二等獎一名、三等獎兩名，校級優(yōu)秀畢業(yè)設計3名。2009年，獲第二屆“縱海杯”嵌入式系統(tǒng)競賽本科生組二等獎一名，校級優(yōu)秀畢業(yè)設計2名。2008年，獲第二屆“ZLG”杯ARM嵌入式系統(tǒng)畢業(yè)設計競賽獲全國三等獎。自2008年以來，該專業(yè)畢業(yè)生協(xié)議就業(yè)率均高于全校平均值，用人單位對畢業(yè)生的滿意度較高。由此可見，通過基于高等工程教育理念的傳感器技術課程建設與改革，能提高學生傳感系統(tǒng)的設計能力、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)水平，同時為培養(yǎng)高素質(zhì)的“應用型工程師”人才奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]沈奇，張燕，羅揚.應用型本科實踐教學體系的構建及改革[J].實驗技術與管理，2010，（12）：39-41.

[2]覃華，蘇一丹.印度NIIT教學法及其在高校教學中應用的研究[J].廣西大學學報，2004，（9）：73-78.

[3]王芳.發(fā)揮特色優(yōu)勢培養(yǎng)創(chuàng)新型行業(yè)領軍人才[J].中國高等教育，2011，（02）：12-14.

[4]張良友.探討以實踐能力為主的“NIIT”教育模式[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學院學報，2005，（9）：24-27.

[5]姜利英，張法全，梁威.“傳感器原理及應用”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2009，（1）：102-103.

[6]郭勇義，韓如成.加強實踐教學改革，培養(yǎng)學生工程實踐能力[J].中國高等教育，2009，（8）：27-28.