“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程模塊化教學(xué)模式探討

李鵬偉 ，蔡安輝 *

（1.湖南理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，湖南 岳陽(yáng) 414000；2.電磁裝備設(shè)計(jì)與制造湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 岳陽(yáng) 414000）

0 引言

專(zhuān)業(yè)化人才的需求使得學(xué)校教育教學(xué)發(fā)生了巨大改變。以往的傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前學(xué)生學(xué)習(xí)需求、教學(xué)改革要求，因此，本文引入模塊化教學(xué)方式，促使基礎(chǔ)理論知識(shí)高度與技能訓(xùn)練有效融合，意在提升傳感器與檢測(cè)技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生綜合能力。基于模塊教學(xué)法，不僅可以有效增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際操作能力、提升動(dòng)手實(shí)踐能力，而且也有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解、記憶，促使學(xué)生構(gòu)建模塊化知識(shí)體系。由此可見(jiàn)，本文對(duì)“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程模塊式教學(xué)模式探究，具有重要意義。

1 “傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程內(nèi)容特點(diǎn)

傳感器與檢測(cè)技術(shù)作為工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要基礎(chǔ)課程，具有承上啟下的作用，學(xué)校開(kāi)設(shè)此門(mén)課程的主要目的就是培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)型人才，能夠勝任生產(chǎn)一線(xiàn)、檢測(cè)維修工作的應(yīng)用型人才。分析該課程內(nèi)容可知，主要就是研究各類(lèi)傳感器的機(jī)理、結(jié)構(gòu)、測(cè)量電路以及應(yīng)用方法，此類(lèi)內(nèi)容不僅具有較強(qiáng)的理論性、也極具實(shí)踐性特點(diǎn)，因此，在教學(xué)過(guò)程中，除了要保證學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)基本原理“必須”“夠用”之外，還要突出培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生能夠自主分析、解決問(wèn)題，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手實(shí)操能力，進(jìn)而為學(xué)生日后步入工作崗位奠定扎實(shí)基礎(chǔ)[1]。

2 “傳感器與檢測(cè)技術(shù)”模塊化教學(xué)體系

在構(gòu)建模塊化教學(xué)體系過(guò)程中，模塊作為最為基本的構(gòu)成單位，與傳統(tǒng)教學(xué)體系下的課程有著明顯區(qū)別。在模塊化教學(xué)中融合了能力培養(yǎng)與教學(xué)活動(dòng)，教師結(jié)合課程內(nèi)容劃分成不同的模塊，對(duì)學(xué)生實(shí)施更具有針對(duì)性的能力培養(yǎng)，一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)支撐。在具體構(gòu)建模塊化教學(xué)體系時(shí)，必須根據(jù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，而后充分了解專(zhuān)業(yè)人才所需能力以及行業(yè)主流技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，在此基礎(chǔ)上再結(jié)合專(zhuān)業(yè)教學(xué)具體要求，最終確定對(duì)應(yīng)的專(zhuān)業(yè)能力。基于確定的專(zhuān)業(yè)能力，再次進(jìn)行細(xì)化，分解成各個(gè)能力要素，并將對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)用來(lái)作為支撐，最終組建成相應(yīng)的模塊，形成特定專(zhuān)業(yè)模塊化教學(xué)體系。這種教學(xué)體系區(qū)別于按學(xué)科知識(shí)體系構(gòu)建的傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)課程體系[2]。

3 “傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程模塊構(gòu)建

3.1 課程模塊特點(diǎn)

檢測(cè)技術(shù)在信息技術(shù)中發(fā)揮著重要作用，是工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重要技術(shù)支撐，無(wú)論是質(zhì)量控制、實(shí)驗(yàn)研究還是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督，都涉及檢測(cè)技術(shù)。高校開(kāi)設(shè)的傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程，主要涉及非電量測(cè)量技術(shù)、其他測(cè)試技術(shù)等知識(shí)，不僅包含了信號(hào)獲取、信號(hào)傳輸、信號(hào)顯示存儲(chǔ)、信號(hào)處理等內(nèi)容，還涉及了電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等。涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域多個(gè)學(xué)科知識(shí)，而不同專(zhuān)業(yè)、不同教學(xué)內(nèi)容及要求有著一定區(qū)別，因此，高校在實(shí)際構(gòu)建“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”模塊化教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的專(zhuān)業(yè)合理架構(gòu)，在保證具備共性的前提，突出不同專(zhuān)業(yè)的個(gè)性、特色[3]。

3.2 課程模塊支撐要素

例如，對(duì)于機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)而言，傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程模塊教學(xué)的主要支撐要素就是研究能力，通過(guò)實(shí)施相應(yīng)的模塊化教學(xué)，促使學(xué)生具備研究意識(shí)和能力，具體來(lái)說(shuō)，就是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)方案轉(zhuǎn)換為可行性的操作，在部署后執(zhí)行。學(xué)生在整個(gè)操作過(guò)程中可以正確采集、整理實(shí)驗(yàn)中所需的數(shù)據(jù)，并將其進(jìn)行關(guān)聯(lián)、建模，最大程度上與實(shí)驗(yàn)結(jié)果連接。完成上述操作后，學(xué)生能夠分析、解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并與理論模型進(jìn)行對(duì)比，與此同時(shí)，還要考慮到用戶(hù)實(shí)際需求，最終得出評(píng)估結(jié)果。

3.3 課程模塊基本架構(gòu)

傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程模塊中，除了基本的理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)之外，還需要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)。在具體實(shí)踐中，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)的確定，需要根據(jù)傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程模塊支撐的專(zhuān)業(yè)能力以及能力要素培養(yǎng)實(shí)際要求確定，而后依照對(duì)應(yīng)的模塊完善相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等內(nèi)容。其中具體教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的專(zhuān)業(yè)要求、專(zhuān)業(yè)預(yù)備知識(shí)等，合理選擇，從而保證知識(shí)結(jié)構(gòu)完整性。由于檢測(cè)技術(shù)并非一成不變，而是日新月異發(fā)展，因此，教師在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)注重知識(shí)的融合性，在原有技術(shù)從技術(shù)上，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注最新、最先進(jìn)的技術(shù)，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐中自主搜集資料，擴(kuò)充知識(shí)面。除此之外，教師可以充分利用科研項(xiàng)目，組織學(xué)生參與其中，強(qiáng)化理論知識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合，并將科研項(xiàng)目作為案例合理應(yīng)用到課堂教學(xué)中，發(fā)揮“科研促教學(xué)”的作用，更好地為應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供服務(wù)[4]。

3.4 教學(xué)實(shí)踐案例分析

綜合考慮不同專(zhuān)業(yè)的傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)要求、培養(yǎng)目標(biāo)，始終離不開(kāi)實(shí)踐能力和研究能力。對(duì)此，在開(kāi)展該課程模塊化教學(xué)過(guò)程中，可以按照三個(gè)階段實(shí)施：

首先，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。這部分教學(xué)主要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，在老師的帶領(lǐng)下，學(xué)生通過(guò)了解各種傳感器的種類(lèi)、組成、功能、技術(shù)定義、發(fā)展方向等內(nèi)容，掌握傳感器基本原理，這部分教學(xué)，可以采用課堂教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)識(shí)教學(xué)相結(jié)合的方式進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生以小組合作的方式開(kāi)展電路連接、信號(hào)檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解，而后教師為學(xué)生布置相關(guān)作業(yè)，如找出家庭中的傳感器；探索農(nóng)業(yè)、工業(yè)應(yīng)用的傳感器；搜集交通、電子等領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器，拓展學(xué)生知識(shí)面，增進(jìn)對(duì)傳感器種類(lèi)、功能的了解，進(jìn)而為教學(xué)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。

其次，教學(xué)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。當(dāng)學(xué)生初步了解、認(rèn)知傳感器后，教師可以利用學(xué)生搜集到各種家用領(lǐng)域應(yīng)用的各種傳感器，比如家用電器、遙控智能玩具等，組織學(xué)生認(rèn)識(shí)、識(shí)別，而后合作探究拆卸、檢測(cè)，并重新安裝調(diào)試，通過(guò)這一實(shí)踐教學(xué)實(shí)習(xí)，學(xué)生在真實(shí)的情景中動(dòng)手參與，提升了課程學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了動(dòng)手實(shí)操能力，與此同時(shí)，也更加了解了電子、電路原理等知識(shí)。

最后，教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。在此部分教學(xué)中，主要以學(xué)生為主教師為輔的方式開(kāi)展實(shí)訓(xùn)教學(xué)。而后按照上文劃分的八大模塊，即位移的測(cè)量、力的測(cè)量、振動(dòng)的測(cè)量、物位的測(cè)量、流量的測(cè)量、溫度的測(cè)量、接近的測(cè)量以及圖像的測(cè)量制定八大類(lèi)項(xiàng)目模塊教學(xué)實(shí)訓(xùn)。組織學(xué)生分成八個(gè)小組，并利用不同傳感器、相關(guān)電子器件，自主搜集相應(yīng)的電器部件、電氣工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能內(nèi)容，完成組裝、電子、電路連接，并對(duì)傳感器的控制功能進(jìn)行檢測(cè)。整個(gè)過(guò)程，不僅有效鍛煉學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，也增進(jìn)了學(xué)生合作能力，有效激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)造想象力、學(xué)習(xí)積極性[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，通過(guò)本文對(duì)傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程模塊化教學(xué)模式的分析，不難發(fā)現(xiàn)，此種劃分不同模塊的學(xué)習(xí)方式，可以有效提升學(xué)生實(shí)踐能力，鞏固專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)，強(qiáng)化實(shí)踐操作性，有利于學(xué)生適應(yīng)崗位工作。對(duì)此，高校應(yīng)當(dāng)積極落實(shí)模塊化教學(xué)模式，強(qiáng)化教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)習(xí)效果，為學(xué)生日后在工作崗位中，開(kāi)展有關(guān)各類(lèi)傳感器的檢測(cè)、維修工作提供指導(dǎo)，促使學(xué)生真正成為應(yīng)用型技術(shù)人才。