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摘要：针对新工科建设背景，文章对《传感器与检测技术》课程目标、教学方法和内容、实验教学以及考核内容和方式的改革进行了探讨和研究。以OBE工程教育理念为主线，结合课程特点，充分考虑学科建设与专业发展的需要，通过课程改革，加强学生创新意识、实践能力的培养。
关键词：新工科；课程目标；教学改革；考核方式
本文引用格式：陈阳，等.新工科背景下传感器与检测技术课程改革与实践[J].教育现代化,2020,7(41):82-84.
Reform and Practice of Sensor and Detection Technology Course in the Background of New Engineering
CHEn Yang，YAng Min,LI Cheng-fei
（Department of Intelligent Manufacturing of Wuyi university,Jiangmen guangdong）
Abstract:In view of the background of new engineering construction,this paper discusses and studies the reform of the course objectives,teaching methods and contents,experimental teaching and assessment contents and methods of sensor and detection technology.Taking the Obe engineering education concept as the main line,combining with the characteristics of the curriculum,this paper fully considers the needs of discipline construction and professional development,hoping to strengthen the cultivation of students'innovation awareness and practical ability through curriculum reform.
Key words:New engineering;Course target;Teaching reform;Assessment method
一 引言
当今世界范围内，正在迎来一场以信息技术为引领的新一轮科技革命。对工程人才的需求日益增加，同时也对工程人才的培养提出了新的要求。中国迎来决胜第一个一百年奋斗目标的关键时期，未来新兴产业和新经济需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才[1]。相对于传统工科专业，在今后的人才培养过程中将加强智能制造、云计算、人工智能等先进技术的引入，以适应新工科建设的需求，不断提升学校服务区域经济和社会发展的能力。
新工科建设将按照第四次工业革命的需要，继续加强各行业急需人才的培养。为培养高水平的学术型创新人才和应用型创新人才，教育部会同有关部门制定和实施“基础学科拔尖学生培养计划”（简称“拔尖计划”）和系列“卓越计划”，不断推进人才培养体制机制创新。我校在“高水平工科大学”建设过程中，针对当前“新工科”建设的新要求，对学科、专业、课程建设都做了一系列的改革，结合地方以及大湾区发展特色，为提升湾区硬实力，加强战略急需人才培养。
“传感器与检测技术”课程是自动化、电气工程及其自动化等专业的重要专业课，主要涉及测试技术的相关原理、误差分析与处理，传感器的原理与应用，信号的采集与处理等内容。这门课程的特点是内容覆盖面广、知识点较为分散、各章节缺乏连续性并且应用型较强，当前的教学内容和方法已经不能满足专业建设与人才培养的新要求。为了适应新工科建设的需要，适应新的人才培养模式和先进的教学理念，针对课程目前所遇到的问题和困难，采用了一些新的教学方法和手段，提出了一些课程改革的措施。
二 专业培养与课程目标
在我校自动化专业2018版培养方案中，自动化专业培养的学生要面向粤港澳大湾区，辐射广东地区乃至全国各地的自动化装备、智能制造领域。本专业的培养目标是学生人格健全、基础扎实、视野开阔、用于创新，具备卓越的工程实践能力和良好的职业素养，具备扎实的工程科学与集成等学科知识，能够在自动化装备、智能制造等相关领域从事项目策划、产品研发、装置设计、生产控制以及经营管理等工作。
作为自动化专业的重要专业课，“传感器与检测技术”课程按照学校“专业教学质量提升工程”的基本要求，结合五邑大学2018版自动化专业培养方案的修订情况，对教学内容和方法进行了改革，全面修订了课程教学大纲，增加了综合设计性实验项目，课程报告等实践内容。授课方式，授课手段更加灵活多样，授课效果得到了明显改善。同时，根据课程目标设计了详细的、明确的、多样的、更为合理的考核内容及考核方式。近年来，通过引入基于“学习产出”（Outcomes based Education，简称“OBE”）的教学理念，根据OBE学习产出模式的4个重要环节[2]，进行课程教学改革。
1)对于课程，在教学设计过程中，通过对“传感器与检测技术”的教学设计，制定预期“学习产出”。
2)调整传感器课程知识体系，使学生完成对传感器的认识从原理逐步过渡到应用，掌握测量及误差等理论知识，能灵活应用信号处理、信号测试、抗干扰方面的基本知识，解决实际工程问题。
3)就能力培养而言，要求学生具有传感器测试、选型、安装以及调试能力，初步具备传感器应用电路的设计能力及对传感器性能进行测试分析的能力。
4)就素质培养而言，培养学生终身学习能力、
创新能力以及团队意识，引导学生勤思考、能动手、善于与人交流的能力，从而使学生自主建立不断演进的知识体系。
三 教学方法和手段改革
针对传感器课程预期学习产出，控制类，电气类专业的传感器课程在OBE模式下全面修订了教学大纲，除了对传感器原理、性能及应用等内容的介绍，加强测试技术方面知识的讲解，包括信号处理、时域分析、频域分析以及先进测试方法。
理论教学过程中，以现代工程教育理念为指导，引入工程中涉及传感器技术应用的实例，采取案例化教学的方式，以多媒体演示、视频、图片等形式，融入大量的工程专业信息，充分展示了传感器技术在工程实践中的应用和发展。采取课堂讲解与互动式讨论教学共存的方式方法，以各类信息的感测、转换和信号处理为核心[4]，从基本概念、必备知识着手，讲述各工程中常见参量的测试方法，信号处理的方法与手段。结合每种传感器的典型应用实例，有针对性的介绍各种传感器的工作原理、转换电路及一些工程设计方法以及分析研究和选用等方面的知识，同时加强实践应用方面的知识的讲解。在条件允许的情况下，把一些传感器测试项目带进课堂，边演示变讲解，让学生对整个测试过程有更加直观的认识，激发了学生的学习兴趣。
同时，在连续两个学期使用了“云班课”教学软件来辅助完成课程教学与考核的工作。课堂上使用该软件进行签到，课内小测验，提交报告与小作业以及其他丰富的互动环节。课后使用该软件发布与课程相关的教学资料，作业任务，线上答疑等。教学手段的丰富，大大提高了教学的效率和效果，增加老师与学生的互动，同时也为客观评价学生的平时表现提供了依据。
四 实验教学改革
学校现有的传感器实验室设备资源非常匮乏，并且老化损坏严重，很多仪器设备无法使用，很多实验无法开展。有些实验即使是能开展，也多属于验证性实验，不能满足新工科建设以及现代智能制造相关专业发展的要求[3]，对学生的解决工程实践问题能力和专业素质的培养远远不够。
本课程实验教学的思路是通过给定学生某一个具体的物理量（如质量、力等），要求学生自己选择合适的检测方法，设计正确的测量电路，选择实验器件，搭建实验电路，录制制作测量装置的小视频，拍照，做会议记录，总结实验中遇到的问题及注意事项，通过正确的操作得出测量数据，并对实验结果进行分析和总结以形成实验报告。
以下以应变片测力实验为例说明实验教学设计的基本思想。根据OBE教学模式，针对传感器实验各个环节，列出与学生知识、能力、素养达成情况关系矩阵。如表1所示，以电阻应变片实验为基础给出电阻应变片传感器教学采用的教学设计成果矩阵[2]。综合设计性实验要求学生能够利用工程信号测试、分析与处理的基本方法，对控制系统中相关物理现象、元件特性及单元性能进行仿真、测试和实验数据整理。运用传感器的相关技术以及LabVIEW、Comsol及Matlab等虚拟仪器软件及仿真工具实现复杂工程问题的关键信号进行模拟、测试与处理。通过全新的教学设计，传感器与检测技术实验有了新方向，打破传统验证性实验为主的格局，综合利用课本知识，常用传感器、现代工具等，锻炼了学生的基本知识应用能力、设备安装选型与调试的能力、现代工具的使用以及分析问题和解决问题的能力，为同学们的终身学习、合作创新奠定了基础。
五 课程考核方式改革
在新制订的“传感器与测试技术”课程教学大纲中，对课程考核制定了详细的考核标准，包括课程报告及作业评分标准、实战项目报告评分标准和考试评分标准，平时作业、实验和实践以及期末考试项目分别占总评成绩的20%、30%和50%。新的考核评价方式更加注重学习的过程，加强对实践环节的考核力度，考核的内容和方式更丰富。课程学习过程与考核过程要相结合，在授课过程中，运用提问、抢答、讨论、作业、实验设计、小论文、小测验等多种考核方式，更加全面的掌握学生的学习情况，不断调整授课内容和方式以达到更好的授课效果。
通过本轮课程改革，初步探索出一套考核评价体系，在考核过程适当增加了开放式评价，以及自评。通过和实际产品进行对比，学生从对比中进行自我剖析、自我评价。学生在课内学习的基础上，通过考核方式的转变，会主动地进行课外学习，通过课程实验、综合训练、科技活动等学习环节，加强对课内学习知识的认识和理解。以课程考核改革为契机和动力，促进教学改革，激励学生学习潜力和创新能力，强调学生综合能力和素质的全面培养。
六 结束语
为了不断提升高等教育人才培养质量，为国家和地区经济社会发展不断培养高素质人才，积极配合学校做好教学质量提升工作的各项工作，把工程教育的教学理念融入到教学的各个环节，研究探索OBE理念下传感器与检测技术课程教学模式。建立了与培养目标相适应的教学内容、教学方式和方法，使工程教育理念落地生根，产生实效。
参考文献
[1]赵晶,自动化专业能力递进、协同创新人才培养与实践[J].教育教学论坛,2018(40):173-175.
[2]徐小玲,刘美,黄剑锋.基于OBE的传感器技术课程CDIO工程教育设计及实施[J].中国现代教育装备,2016(09):77-80.
[3]杨敏,陈阳,郝晓曦,等.培养学生工程实践能力的《测试技术》课程实验改革[J].教育现代化,2019,6(33):33-34+37.
[4]白志青.传感器应用技术CDIO模式教学改革探索与实践[J].普洱学院学报,2017(3):86-88.
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