王文紅　李廣水

摘要：針對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需應(yīng)用型工程人才匱乏問(wèn)題，結(jié)合地方高校工科人才培養(yǎng)實(shí)際情況，開(kāi)展傳感器課程建設(shè)改革。以產(chǎn)業(yè)需求與發(fā)展為導(dǎo)向，確立課程教學(xué)目標(biāo)。抓住地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的機(jī)遇，改革教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，生動(dòng)、有效地推進(jìn)課內(nèi)外教學(xué)活動(dòng)。產(chǎn)學(xué)研用合作培養(yǎng)，構(gòu)建多模塊化實(shí)踐教學(xué)體系，不斷提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)能力。該課程改革方案強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)后實(shí)現(xiàn)零距離上崗，深受用人單位歡迎。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型工程師；傳感器；課程建設(shè)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）34-0161-02

一、引言

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)需要大量的應(yīng)用型人才。發(fā)展應(yīng)用型本科教育是我國(guó)高等教育大眾化階段的必然選擇，而其培養(yǎng)的應(yīng)用型人才正是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)所需。在地方性、應(yīng)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(shí)問(wèn)題就是培養(yǎng)一批不僅能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，還能解決問(wèn)題的“應(yīng)用型工程師”。從2005年起，金陵科技學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院深入結(jié)合CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教育理念，開(kāi)始研究并實(shí)踐基于“應(yīng)用型工程師”培養(yǎng)的課程改革方案。其中“傳感器原理與應(yīng)用”作為一門(mén)重要的工科專業(yè)基礎(chǔ)課課程，理論性高，實(shí)踐性強(qiáng)。因此以現(xiàn)代工程教育理念為指導(dǎo)，自2006年起，學(xué)院成立“傳感器原理與應(yīng)用”課程的精品課程建設(shè)小組。在建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)改革課程教學(xué)方法，運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，訓(xùn)練學(xué)生能夠掌握傳感器的知識(shí)和技能，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面、生動(dòng)、有效的現(xiàn)代工程教育。

二、以產(chǎn)業(yè)需求與發(fā)展為導(dǎo)向，結(jié)合課程特點(diǎn)，確立培養(yǎng)“三重素質(zhì)”的教學(xué)目標(biāo)

1.具備完整的傳感系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)層次，掌握與傳感器技術(shù)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)、技術(shù)專業(yè)知識(shí)和社會(huì)科學(xué)知識(shí)。

2.具有對(duì)科學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用和創(chuàng)新能力，能掌握工程思維方法，具備自主學(xué)習(xí)能力，能夠從社會(huì)需要中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并具備綜合解決問(wèn)題的能力。

3.具備反思與創(chuàng)新思維、職業(yè)道德和責(zé)任感、人際交往能力（團(tuán)結(jié)合作、使用外語(yǔ)進(jìn)行書(shū)面或口頭交流）等創(chuàng)業(yè)和社會(huì)適應(yīng)能力，并且具有可持續(xù)發(fā)展思維。

三、改革傳感器教學(xué)內(nèi)容和手段，有效地進(jìn)行“應(yīng)用型工程師”培養(yǎng)

1.采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，結(jié)合典型案例分析，構(gòu)建完備的理論知識(shí)架構(gòu)體系。傳統(tǒng)的教學(xué)模式過(guò)于注重書(shū)本上的定義及公式推導(dǎo)。缺乏對(duì)傳感器的詳細(xì)講述，從而培養(yǎng)出“眼高手低”的學(xué)生。學(xué)生雖然可以掌握良好的理論知識(shí)，但在真正運(yùn)用傳感器去處理問(wèn)題時(shí)，卻手足無(wú)措，不知如何下手，甚至很多學(xué)生學(xué)習(xí)完傳感器課程后，仍感覺(jué)不出傳感器的實(shí)際價(jià)值。要改善傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，首先必須要改善教學(xué)方法。本課程組采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法，采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式組織和實(shí)施教學(xué)。每次教學(xué)以一個(gè)任務(wù)目標(biāo)為主線，進(jìn)行案例分析，結(jié)合各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解。講解任務(wù)所用的傳感器的功能、組成構(gòu)造等原理，讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)傳感器外形的同時(shí)，更能明白傳感器的內(nèi)在構(gòu)造、應(yīng)用場(chǎng)合及工作原理。采用該教學(xué)法，學(xué)生學(xué)習(xí)目的明確，能夠圍繞項(xiàng)目組織已學(xué)知識(shí)和學(xué)習(xí)資源。充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及潛能，充分開(kāi)拓學(xué)生的思維，從而為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.引入ISAS教學(xué)環(huán)節(jié)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力?！皞鞲衅髟砼c應(yīng)用”是一門(mén)知識(shí)面很寬泛的課程。在以往有限的課時(shí)內(nèi)，教師只能對(duì)幾種典型傳感器的原理和功能進(jìn)行講解，教學(xué)內(nèi)容不過(guò)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(xué)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間，收集大量傳感器資料，從中篩選出具體研究討論的對(duì)象，以小組為單位，組織自己所需內(nèi)容，并進(jìn)行研討，最終在課堂演講與其他同學(xué)分享自己的收獲。一方面，可拓寬學(xué)生的知識(shí)面，使其與傳感技術(shù)行業(yè)的最新的技術(shù)發(fā)展相接軌，以彌補(bǔ)課堂教學(xué)學(xué)時(shí)不足的矛盾；另一方面，可鍛煉學(xué)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(jié)信息等方面的綜合素質(zhì)。切實(shí)做到以“學(xué)生為主，教師為輔”，真正實(shí)現(xiàn)“授人以漁”的教學(xué)目標(biāo)。

3.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，有效延伸課堂教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)。利用現(xiàn)代多媒體手段提供的網(wǎng)上教學(xué)資源，建設(shè)精品課程網(wǎng)站，主要包括課程介紹、教學(xué)視頻、電子教案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、習(xí)題庫(kù)、在線測(cè)試、學(xué)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(xué)資源方便學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，本課程組將推導(dǎo)過(guò)程做成動(dòng)畫(huà)，教師可以在講解的同時(shí)給學(xué)生留出思考時(shí)間，避免了傳統(tǒng)教學(xué)的枯燥乏味。對(duì)于抽象的傳感器應(yīng)用案例，本課程組制作成Flash動(dòng)畫(huà)可以直觀地展示給學(xué)生，讓學(xué)生更容易理解。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以設(shè)計(jì)方便學(xué)生隨時(shí)預(yù)習(xí)的文檔材料，主要包含實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過(guò)程、步驟、方法等。②設(shè)計(jì)試卷庫(kù)，在線測(cè)試系統(tǒng)等多種測(cè)評(píng)方法，便于學(xué)生檢查自己對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度。所有測(cè)試和習(xí)題均配有參考答案，有助于學(xué)生理解和掌握。③在網(wǎng)站中建立BBS討論版，進(jìn)行開(kāi)放式教學(xué)。教師和學(xué)生共同在網(wǎng)絡(luò)中交流，教師可以隨時(shí)掌握學(xué)生遇到的問(wèn)題、了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，學(xué)生之間也可以進(jìn)行討論，并分享自己的經(jīng)驗(yàn)。④構(gòu)建視頻資源庫(kù)，其內(nèi)容包括：教師授課視頻、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容視頻講解、學(xué)生科技作品展示（含設(shè)計(jì)步驟）等。通過(guò)瀏覽視頻資源，學(xué)生可更直觀地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，同時(shí)自主完成簡(jiǎn)單的科技作品實(shí)踐，提高學(xué)習(xí)興趣。

四、產(chǎn)學(xué)研用合作培養(yǎng)，構(gòu)建多模塊化實(shí)踐教學(xué)體系，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)能力

1.基于校內(nèi)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，積極設(shè)立各類趣味實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。自2008年以來(lái)，學(xué)校為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高實(shí)驗(yàn)室資源使用效益，設(shè)立開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為克服低年級(jí)同學(xué)專業(yè)入門(mén)難的問(wèn)題，及對(duì)專業(yè)課產(chǎn)生的畏難情緒，本課程組依托學(xué)校開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目平臺(tái)，以日常生活中常見(jiàn)的被測(cè)量為檢測(cè)對(duì)象，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器系統(tǒng)。選擇簡(jiǎn)單易操作的檢測(cè)方法，充分發(fā)揮學(xué)生想象力，切實(shí)做到“快樂(lè)學(xué)習(xí)”。此類實(shí)驗(yàn)貼近生活，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體驗(yàn)精彩有趣的傳感天地，為后續(xù)理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。

2.依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求，精心組織課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。根據(jù)人才培養(yǎng)方案中對(duì)本門(mén)課程所達(dá)的教學(xué)目標(biāo)：掌握常用傳感器的性能特點(diǎn)和應(yīng)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(yīng)用與研發(fā)技術(shù)的實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)；結(jié)合產(chǎn)業(yè)界對(duì)該課程知識(shí)點(diǎn)的具體需求。本課程積極修訂課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，目的在于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法研究各種傳感器原理及檢測(cè)系統(tǒng)的能力。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的具體情況確定，時(shí)效性強(qiáng)。

3.依托產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目平臺(tái)、各類學(xué)科競(jìng)賽，通過(guò)系列化的工程項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是課外科技實(shí)踐活動(dòng)。在課程教學(xué)中一定要引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課外科技活動(dòng)，利用現(xiàn)有的產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目合作平臺(tái)，組織學(xué)生參與在校大學(xué)生的科技活動(dòng)競(jìng)賽。鼓勵(lì)學(xué)生提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，可以讓學(xué)生有計(jì)劃地接觸工程項(xiàng)目研究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。通過(guò)工程項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，具體包括：根據(jù)給定的設(shè)計(jì)要求，確定檢測(cè)系統(tǒng)的初步方案、選擇傳感器、設(shè)計(jì)信號(hào)放大調(diào)理電路（要求繪制相關(guān)原理電路及PCB板電路）、設(shè)計(jì)與微機(jī)的接口電路（要求提供原理電路圖）。讓學(xué)生逐步掌握傳感器的選用、安裝、連接等知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、組織、調(diào)試系統(tǒng)的能力，加強(qiáng)學(xué)生的工程應(yīng)用思路。

五、結(jié)語(yǔ)

自2006年，本課程在計(jì)算機(jī)專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向開(kāi)設(shè)以來(lái)，以綜合實(shí)踐項(xiàng)目和各類競(jìng)賽活動(dòng)為載體，在學(xué)生中積極開(kāi)展基于傳感技術(shù)的嵌入式項(xiàng)目開(kāi)發(fā)活動(dòng)，成果豐碩。2013年和2011年分別獲得江蘇省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)三等獎(jiǎng)一名，第四屆江蘇省大學(xué)生機(jī)器人大賽二等獎(jiǎng)，第四屆“縱海杯”嵌入式系統(tǒng)競(jìng)賽本科生組一等獎(jiǎng)一名、二等獎(jiǎng)兩名，校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)2名。2010年，獲第三屆“縱海杯”嵌入式系統(tǒng)競(jìng)賽本科生組二等獎(jiǎng)一名、三等獎(jiǎng)兩名，校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)3名。2009年，獲第二屆“縱海杯”嵌入式系統(tǒng)競(jìng)賽本科生組二等獎(jiǎng)一名，校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)2名。2008年，獲第二屆“ZLG”杯ARM嵌入式系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲全國(guó)三等獎(jiǎng)。自2008年以來(lái)，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(duì)畢業(yè)生的滿意度較高。由此可見(jiàn)，通過(guò)基于高等工程教育理念的傳感器技術(shù)課程建設(shè)與改革，能提高學(xué)生傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)水平，同時(shí)為培養(yǎng)高素質(zhì)的“應(yīng)用型工程師”人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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