基于CDIO的傳感器原理及應(yīng)用教學(xué)模式研究

李丹

【摘要】根據(jù)學(xué)校定位與特點(diǎn)，獨(dú)立學(xué)院目標(biāo)是培養(yǎng)與國(guó)際接軌的，具有良好實(shí)踐和創(chuàng)新能力的中工程師。“傳感器原理及應(yīng)用”課程教學(xué)模式改革，以CDIO教育理念為基礎(chǔ)，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐方案，更新教學(xué)評(píng)價(jià)方式，采用多種教學(xué)實(shí)踐手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】傳感器 CDIO 教學(xué)模式

一、引言

我國(guó)高等教育的迫切任務(wù)是盡快培養(yǎng)與國(guó)際接軌的中國(guó)工程師，然而在我國(guó)工科的教育實(shí)踐中存在不少問(wèn)題，如重理論輕實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)術(shù)能力而忽視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、重視知識(shí)學(xué)習(xí)而輕視開(kāi)拓創(chuàng)新的培養(yǎng)等。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)都表明CDIO的理念和方法是先進(jìn)可行的，適合工科教育教學(xué)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的改革。CDIO代表構(gòu)思（conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。學(xué)院引入CDIO工程教育理念的目的就是要對(duì)傳統(tǒng)的工程教育模式進(jìn)行改革。

二、CDIO理念下的教學(xué)模式改革

在CDIO理念下的傳感器相關(guān)課程，主要探討一種將項(xiàng)目引入到教學(xué)中的教學(xué)模式。

1、明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。作為“傳感器原理及應(yīng)用”課程的授課教師，在學(xué)生首次接觸該門(mén)課程時(shí)，將一個(gè)廣闊的視野展示在他們面前，引用生活中鮮活生動(dòng)的實(shí)例、具體的視頻播放來(lái)沖擊和震撼學(xué)生，進(jìn)而進(jìn)一步激發(fā)他們的求知欲和探索的興趣。因此，作為課程開(kāi)端的緒論尤為重要，摒棄傳統(tǒng)教學(xué)中發(fā)展歷史、發(fā)展前景的固定模式，取而代之的是大量的圖片和視頻展示，既包含大量的實(shí)際工程專(zhuān)業(yè)信息，又激發(fā)學(xué)生的興趣，取得了事半功倍的效果。

2、課堂教學(xué)改革。基于CDIO設(shè)計(jì)理念，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)涉及的傳感器應(yīng)用知識(shí)和檢測(cè)非電量的難易程度，設(shè)計(jì)情境化教學(xué)方式，使學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中掌握各類(lèi)傳感器選用、測(cè)量電路調(diào)試等相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，同時(shí)提高學(xué)生職業(yè)素質(zhì)和能力。同時(shí)，教學(xué)手段采用板書(shū)與PPT課件相結(jié)合的方法，圖片、文字、動(dòng)畫(huà)以課件形式給出，有利于提高課堂效率，而工作原理推導(dǎo)、分析過(guò)程則采用板書(shū)形式，以加深印象，突出重要性。此外，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)工具M(jìn)ATLAB、Proteus的運(yùn)用也必不可少，能更加直觀、簡(jiǎn)潔、生動(dòng)的反映出各種物理量的測(cè)量、顯示結(jié)果。

三、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)改革

以CDIO教學(xué)大綱為依據(jù)，整合院內(nèi)所有各系現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室、實(shí)踐資源創(chuàng)建CDIO創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，支持學(xué)生開(kāi)展不同層次的項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，從機(jī)制上保證學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)的無(wú)縫連接。在實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐內(nèi)容上，設(shè)計(jì)三類(lèi)實(shí)驗(yàn)：一是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，緊跟理論教學(xué)進(jìn)程，通過(guò)該類(lèi)實(shí)驗(yàn)掌握常用傳感器的使用和標(biāo)定方法以及接口電路的設(shè)計(jì)，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)讀取和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，著重培養(yǎng)個(gè)人能力；二是綜合性實(shí)驗(yàn)，從教學(xué)項(xiàng)目中，挑選了一些設(shè)計(jì)比較成熟、典型的項(xiàng)目讓學(xué)生去實(shí)踐開(kāi)發(fā)，通過(guò)課堂外完成的知識(shí)積累動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、交流討論，完成對(duì)實(shí)驗(yàn)的綜合參數(shù)測(cè)量，使學(xué)生主動(dòng)去解決實(shí)際問(wèn)題；三是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課題，要求學(xué)生在具備了一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行綜合分析、設(shè)計(jì)，用科學(xué)的方法來(lái)解決實(shí)際的問(wèn)題，完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，使得傳感器的學(xué)習(xí)有血有肉，和實(shí)際的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接軌，這樣就增加了課程學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的有效性和科學(xué)性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程系統(tǒng)能力。

四、教學(xué)效果評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式主要通過(guò)最終考試成績(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，存在目標(biāo)單一、內(nèi)容片面簡(jiǎn)單化等缺點(diǎn)，而對(duì)傳感器原理及應(yīng)用課程本身來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)是一個(gè)積累、實(shí)踐、創(chuàng)新的過(guò)程。故對(duì)學(xué)習(xí)成果的最終評(píng)價(jià)，采用閉卷考試占總成績(jī)的50%，平時(shí)出勤、協(xié)作表現(xiàn)、主動(dòng)意識(shí)等占15%，實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐占35%。從CDIO理念的角度出發(fā)，這種評(píng)價(jià)方式可以比較充分地反映學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中取得的進(jìn)展，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的形成，起到激勵(lì)作用。

五、結(jié)論

作為一名高校教師，不能單純的從教學(xué)角度來(lái)考慮如何去教授一門(mén)課程，而更應(yīng)該根據(jù)學(xué)生和專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，以及社會(huì)對(duì)該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的需求和預(yù)期，針對(duì)性的對(duì)其能力進(jìn)行培養(yǎng)。通過(guò)將CDIO式教學(xué)模式引入到傳感器原理及應(yīng)用的教學(xué)中，讓學(xué)生具備了獨(dú)立學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新、動(dòng)手實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到了很好的體現(xiàn)（包括課題的深度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、畢設(shè)實(shí)物、答辯情況等方面），更進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。