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摘要：文章首先分析了“检测技术与仪表”课程教学现状，然后提出了新工科建设背景下“检测技术与仪表”课程混合式教学改革路径，包括厘定教学目标、拓展教学资源、优化教学模式等。
关键词：“检测技术与仪表”课程,混合式教学,新工科建设
传感器是实现对物理环境或人类社会信息获取的基本工具，是检测系统的首要环节，是信息链的源头。在基础学科研究中，传感器具有突出的地位。因此，“检测技术与仪表”课程的重要性日益突显，变革需求也愈加迫切。在新工科建设背景下，笔者拟针对所在学校“坚持地方性、应用型、开放式，建设特色鲜明的高水平城市大学”的办学定位，结合自动化、智能感知工程等专业人才培养要求，进行“检测技术与仪表”课程混合式教学改革，以便让优质课程能够有效地服务于应用型人才培养。
一、“检测技术与仪表”课程教学现状
“检测技术与仪表”课程是自动化专业一门十分重要的专业课。该课程的总体目标是使学生具备现代生产与智能制造过程中各种电量、非电量参数的智能感知与数据处理能力，为将来从事电气自动化、测量与控制等多领域工作提供必要的、可拓展的知识和技能[1]。学习该课程，需要学生掌握“高等数学”“大学物理”“电路分析”等课程的基础知识，并善于观察、发现和提炼问题，将理论与实际相联系，提升创新性思维的能力。但是由于理论讲解与实例操作缺乏一体化课程设计，课程实验题目单一重复，加之课堂学时有限，该课程教学效果已无法满足当前专业培养应用型人才的目标[2]。
笔者现结合所在学校自动化专业大三的87名本科生，分析“检测技术与仪表”课程教学现状。第一，学生专业基础参差不齐。87名本科生分别来自本科行政班和专升本行政班，本科行政班前两年按照本科自动化专业培养方案进行课程学习，专升本行政班前三年进行专科课程学习，专业是自动化及其相关专业，且每个专业的培养方案不同，这就与本科行政班培养理念和目标不同。由于专业背景不同，课前所学课程不同，两个行政班的学生专业基础参差不齐。第二，教学知识点多且复杂。“检测技术与仪表”课程每一章都会介绍不同类型的传感器，如电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器等，同时还介绍了这些传感器的工作原理和测量电路，因此每一章的内容都是新知识点[3]。同时，课程内容涉及仪器仪表、电子电工、计算机、智能感知等基础理论和技术，知识覆盖面较广，加上实践性很强，容易导致学生产生畏难情绪，出现能力鸿沟和听课倦怠。第三，考核缺乏有效评价标准。目前，“检测技术与仪表”课程考核侧重于结果，主要以期末考试成绩、作业、上课考勤为依据，过程性考核占比较少，容易导致学生考前突击学习。这种以卷面成绩为主要衡量标准的课程考核模式虽然能够检测学生对于课程基础知识的掌握情况，但对于开拓学生的发散性思维，增强学生创新意识等存在问题，不利于教师较为全面且真实地考查学生对于所学知识的掌握情况，既会影响学生的学习积极性，又会影响教师对学生学习状态的研判[4]。
基于新工科建设背景，结合学生专业基础、课程内容特点和现有考核评价体系，笔者对“检测技术与仪表”课程进行基于”双闭环”的混合式教学改革，通过丰富线上线下教学资源库，增加师生互动途径，改进授课模式，提升课程内涵，以及建立更加多元有效的考核评价方式，以期提高教师教学质量和学生学习效率。
二、新工科建设背景下“检测技术与仪表”课程混合式教学改革路径
“检测技术与仪表”课程是自动化专业的核心课程，笔者拟结合学校办学定位和专业人才培养要求，探索适应智能制造领域的混合式“双闭环”教学改革路径，以便对线上和线下的课程内容进行全面的优化，对线上和线下的教学资源进行整合和扩展，使课程内容与教学资源既能充分展示课程的核心领域知识及其逻辑关系，又能反映传感器领域的最新技术发展和研究成果。
（一）厘定教学目标
1.思政目标。具有爱国情怀、正确的三观、社会责任感，能够践行社会主义核心价值观，遵循工程伦理、设计原则等[5]。
2.知识目标。能利用数学、物理和电路的基本定律分析各类传感器的基本原理，能分析其相对应的测量电路性能，能掌握传感器的典型工程应用。
3.能力目标。能根据自动检测系统的要求，设计解决方案，合理选择、正确使用传感器，初步具备设计自动检测系统的能力。
4.素质目标。具备科学的思维方式，了解新型传感器和检测领域的主要技术与发展前景，具有良好的职业素养、创新创业精神、团队合作精神等[6]，且具有终身学习的意识，未来能够成为从事自动化生产线的设计、调试等工作的电气工程师。
（二）拓展教学资源
线上资源是开展混合式教学的前提，在课堂教学开始之前需要建立完备的资源库[7]，如图1所示，具体包括课程学习导航单、知识点课件、知识点微视频、课程思政资源、新媒体资源、试题库、实验课程资源、案例库、学科竞赛资源[8]。学习导航单可以起到指导作用；知识点微视频可以方便学生随时随地反复观看；试题库可以强化学生对知识点的理解和记忆；案例库可以帮助学生了解检测技术应用领域；思政资源库可以增强学生的爱国情怀、认同感和使命感，达到“润物细无声”的育人效果；学科竞赛资源可以培养学生的创新思维和团队合作能力。利用线上课程资源库，可以让不同学科基础的学生查漏补缺，总结疑难问题。线上教师领学、学生领学，组织答疑，线上互动区等为学生与教师提供了沟通平台，可以让教师提前了解学生的学习难点和兴趣点，为课堂重点讲授做好准备.
（三）优化教学模式
结合自动化专业特色，基于线上线下混合式教学模式，采用闭环控制系统的典型结构，构建了“双闭环”课程教学模式，如图2所示。利用教师领学、学生领学，进行个性化线上辅导答疑，打破学生与教师交流的时空限制，使学生可以随时反复查看线上资源，提升学习效率，教师则可以通过线上测试、线上讨论和答疑，了解学生线上学习成果，完成线上授课“闭环”；通过课堂讲授，解决学生存在的共性问题，利用课堂提问、随堂小测，掌握学生学习情况，结合实践操作与实训项目，加入课堂互动和课堂答疑，完成线下授课“闭环”。通过翻转课堂和教师点评，将线上内容和线下内容“串联”在一起，将线上线下教学形式有机结合，引导学生由浅到深地学习，可提升课程学习质量。通过实施翻转课堂等教学模式，教师转变了自身角色，从理论知识传递者转为学习引导者。学生采用PPT、思维导图、脱口秀、情景剧等形式，展示自学成果，在进行自主学习的同时成为知识的讲授者，并就自学过程中的疑点难点与同学、教师进行讨论，提高了学习主动性，活跃了课堂气氛，激发了学习的好奇心和热情[9]。
（四）落实教学组织
整合线上资源，结合线下实践资源，构建混合式“双闭环”教学模式，应用于课堂教学，可分为三个阶段：课前导学、课中教学和课后强化拓展[10]，具体设计如图3所示。1.课前导学。教师将超星学习通APP作为学习和沟通的主要平台，将QQ、钉钉、微信等社交软件作为辅助，进行课程导学，发布学生学习任务清单，并通过学生学习任务完成情况，掌握学生的学科基础，然后进行线上领学和答疑，帮助学生固强补弱、提优补短；学生依据学习任务清单，利用超星学习通和互联网资源，提前预习相关内容，完成课前测试，总结疑难问题。随后，将基础较好的学生和基础较差的学生组成小组，让各组自选课题，通过小组成员之间互帮互助，完成小组任务，培养学生团队协作能力。
2.课中教学。教师重点讲解学生课前课后及线上线下学习存在的疑难问题，调整课程安排和授课方式，确保每个学生都能“不掉队”，并进一步将课程知识点与实际案例结合起来，拓展学生学习深度；课堂上不断提问，吸引学生注意力，活跃课堂气氛；加入思政元素，增强学生的学习动力、社会责任感和家国情怀，从而提升课堂教学质量；利用翻转课堂，让学生在课堂上利用多媒体等形式展示自学成果，并组织和引导课堂讨论，促使学生发散思维，调动学生的参与热情[11]。
3.课后强化拓展。课后，教师利用线上平台，引导学生查阅资料，掌握课程信息和前沿技术获取方法，并组织在线答疑和讨论活动，一方面，了解学生对课程知识点的掌握情况，另一方面，将教与学从课内向课外延伸，激发学生探索未知的勇气和兴趣。通过线上和线下反馈，进行教学反思与提升，可使教学更具有针对性，使教学内容更加契合应用型人才培养目标。学生可以通过超星学习通平台反复观看线上资源，随时随地进行个性化学习，并在线下参与教师科研项目、学科竞赛等活动，锻炼创新思维和科研能力[12]。
（五）改善教学考核体系
混合式“双闭环”教学模式下，教师进行课程成绩评定时，线上和线下教学的过程与结果都需要被纳入评估范围，以便给予学生及时的学习反馈，使教学更具有针对性，促使学生深度学习，将理论与实际联系起来，为学生后续深造打下良好的基础[13]。笔者主要依托超星学习通平台构建线上教学评价体系，将线上任务点达成度、线上测试成绩、线上互动活跃度、学科拓展、项目式作业等作为线上成绩考核指标。此外，可通过评选最活跃小组、最活跃成员、进步成员并给予积分奖励和小奖品的措施，有效调动全体学生的积极性，提高学生线上自学效率。这样也方便教师了解每个学生对知识点的掌握情况，进而能及时对教学难度和进度做适当调整。
“检测技术与仪表”课程的考核方式由线上成绩和线下成绩两部分构成，如图4所示。线上成绩占总成绩的30%：分组任务成绩的评定方式主要是利用翻转课堂展示研学成果，通过组外评价和教师评价进行评定，占总成绩的10%；阶段性测试成绩的评定有一定条件，学生必须达到90%的签到率和完成90%的任务点，互动区至少回复5次，才能参加评定，占总成绩的10%；作业成绩包括理论作业成绩和案例解析成绩，理论作业主要考查学生对知识点的掌握程度，占总成绩的3%，案例解析则考查学生参与教师科研项目和学科竞赛的热情，占总成绩的7%。线下成绩包括线下实践成绩和期末考试成绩，其中线下实践成绩包括两个方面，一是课堂实验成绩，包含实验预习、实验操作、实验数据、实验报告等，占总成绩的15%，二是拓展实训成绩，通过设计项目实施方案进行评价，占总成绩的5%；期末考试成绩占总成绩的50%，试题中要增加主观题的比例。这种通过多类型、多角度的评价，最终给出学生整个学期学习成绩的综合考评方式更具客观性，也更易调动学生学习的积极性[14]。
三、结语
在新工科建设背景下，本文针对“检测技术与仪表”课程进行混合式教学改革，且在充分考虑专业实际教学存在的问题后，采用“双闭环”结构改革路径。线上平台可以丰富资源库，为学生提供个性化网络学习环境，教师领学、学生领学和各种社交软件中的沟通交流构成线上“闭环”，提高了学生学习效率；线下课堂知识点讲授、互动讨论构成线下“闭环”，将思政元素融入课程教学，在知识传授中实现价值引领，可激发学生为国学习的社会责任感，将工程案例、前沿技术和学科竞赛融入课程教学，可增强学生的创新意识、沟通协调、团队合作能力，并进一步提高了学生的课程参与度和积极性。线上“闭环”和线下“闭环”从不同方面和角度让教师及时了解学生对课程知识的掌握程度，促使教师优化教学方案，保证课程内容和教学方法与时俱进。由此可见，混合式教学模式的应用，为“检测技术与仪表”课程教学改革提供了新的思考和探索方向。
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