范姍慧　陳冬梅　樊凱　賴小敏　魏凱華

【摘 要】“智能儀器”研究生課程的教學效果對于我國儀器儀表和測控人才的培養(yǎng)至關重要。本文從智能儀器的課程特點出發(fā)，分析了采用案例和研討相結合教學模式在該課程中的可行性和優(yōu)越性。如何在課程組織中實現(xiàn)二者的有機融合是關鍵問題。在課程組織方面，提出通過講授和討論相結合的方法，教師教授基礎知識，并引導學生針對選題進行調研和討論。希望上述方法能為儀器學科研究生教學和培養(yǎng)提供借鑒。

【關鍵詞】案例教學法;研討教學法;智能儀器;研究生課程

中圖分類號： G642.4 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）05-0193-003

隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展和廣泛應用，儀器儀表領域發(fā)生了重大根本性變革，將微型計算機和傳統(tǒng)儀器儀表有機結合就出現(xiàn)了智能儀器。與傳統(tǒng)儀器儀表相比較，智能儀器在測量結果準確性、靈敏性、可靠性，測量過程自動化、智能化及功能多樣化方面取得了巨大進展。在信息技術的進一步高速發(fā)展和人工智能應用的推動下，智能儀器必將迎來更快的發(fā)展。因此，開設“智能儀器”課程有助于學生理解和掌握智能儀器的工作原理、主要技術和最新進展，同時重點培養(yǎng)學生運用所學知識和技術進行調研，儀器研發(fā)和創(chuàng)新實踐的能力。本文結合教師自身專業(yè)背景和教學經(jīng)驗，對“智能儀器”研究生課程的授課模式進行研究和探討，結合案例教學和研討教學論述課程設計和組織過程中的重要問題，旨在培養(yǎng)儀器學科研究生分析和解決問題的能力，同時樹立正確的設計思想和創(chuàng)新意識，為日后參加工作或進一步深造學習打下良好的基礎。

1 “智能儀器”課程特點分析

“智能儀器”是一門帶有較強專業(yè)和實踐性的專業(yè)課程。課程內容不僅包括一些專業(yè)基礎知識，如智能儀器的體系結構、工作原理、典型模塊的技術參數(shù)和設計方法，同時還涉及數(shù)據(jù)采集與處理技術，人機對話與數(shù)據(jù)通信技術等，另外，人工智能和計算智能的引入也讓“智能儀器”課程變得更為復雜。該課程內容是以傳感檢測技術、微機原理、單片機/DSP/嵌入式系統(tǒng)、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、人工智能等課程為先修課，所涉及知識面廣，綜合性較強，教學難度較大。因此，如何將課堂教學和實際應用緊密結合，并在先修課程的基礎上對課程內容進行深化、延伸和補充，讓學生從問題需求出發(fā)，掌握儀器設計的主要方法，并將其靈活應用在各個領域的實際問題，是本門課程所希望能培養(yǎng)的能力，也是使用傳統(tǒng)教學的難點。

基于該問題，國內多位教學工作者提出了課程建設和改革的方案。張春富等人結合學院教學特色，通過改革和創(chuàng)新教學手段，在教學環(huán)節(jié)方面通過修訂大綱并邀請專家講座和在實踐環(huán)節(jié)方面結合多媒體技術和網(wǎng)上智能儀器開發(fā)，提高教學效果[1]。高云紅等人提出結合課堂教學、多媒體技術、proteus 仿真、實物演示、硬件實驗和課程設計等模式實現(xiàn)立體式教學，取得了良好的教學效果[2]。李鳳玲提出將《智能儀器儀表原理與設計》教學內容模塊化，針對每個模塊分別采用多媒體教學、傳統(tǒng)教學、實時仿真教學及實物教學的一種或幾種相結合的多模式教學手段，有效地提高了教學質量[3]。智能儀器技術在各行各業(yè)中有廣泛的研究和應用，因此存在大量的案例，另外，因為儀器學科研究生本身在科研工作和實驗中會有很機會接觸到新型儀器應用或研發(fā)技術，因此，結合案例分析和課堂研討（Seminar）教學模式能讓學生針對自身專業(yè)或喜好對課題進行拓展，能有效改善教學效果。

2 案例和研討相結合教學模式及其優(yōu)勢

研究生教育是社會發(fā)展的產(chǎn)物，研究生教學應與時俱進，適應時代發(fā)展，促進社會發(fā)展。與本科生相比，研究生是一個有相當自學能力的群體，其所掌握的專業(yè)知識在某些方面甚至可以說是超前的，而如果我們的教學模式一成不變，教學內容刻板老舊，與本科教學無二，那么邊很難激發(fā)學生的學習興趣，同時失去了研究生教學本身的意義。采用案例+研討的組合模式，不僅能讓學生接觸智能儀器領域的最新技術和應用，同時還能激發(fā)學生根據(jù)某個課題，去自主學習和創(chuàng)新的能力。

案例教學是以案例作為引子，學生以此進行自主學習和調研，將結果進行交流討論，從而開發(fā)和提高運用理論解決問題的能力，從而促進學生綜合素質提高的一種理論與實踐相結合的教學方法[4]。在案例教學時，有機融入研討教學法，則更有利于提高和加深學生對該領域的研究深度和廣度。研討教學法強調以“研究”為重點，認為課堂上教師的作用為引導，而學生才是主體，課堂應作為學生和學生，教師和學生間共同探索知識，共同進步的平臺[5]。課堂研討教學在美國等其他國家大學教育中有著廣泛應用。作者通過長期調研亦發(fā)現(xiàn)課堂研討教學適用范圍極廣，組織方式多種多樣，例如研討主題可以由教師指定或學生自主選擇與課程相關的，或在此基礎上選擇與自身專業(yè)或畢業(yè)課題或參與學術交流會議內容。研討式教學主要通過課堂討論來落實，但課堂討論具有不可預測性和冒險性，組織不當容易引起課堂教學失控，同時還可能存在討論隨意、膚淺等問題。但因為目前研究生教學班多為小班教學，這更有利于保證研討的質量和學習效果，教師可以針對個人因材施教因人施教，更有利于教師對學生研討過程的引導、掌控和把握[6]。

案例和研討相結合的模式并不是簡單講案例教學和研討教學結合，而是在吸收二者精華的基礎上，結合實際情況，將二者有機結合而產(chǎn)生一種全新的課堂教學模式。該模式以學生為中心，符合目前提倡的基于學習產(chǎn)出的教育模式（OBE教學模式），能最大程度上激發(fā)了學生參與教學的過程，充分調動學生鉆研專業(yè)知識的積極性，有利于學生綜合能力和素質的培養(yǎng)，是提高教學質量行之有效的教學辦法。

3 教學設計與實踐

案例和研討相結合的教學模式下的“智能儀器”研究生課程可以采用教授和研討相結合的方式進行教學組織。引導學生跟蹤近五年來國內外在儀器學科領域（可結合自身課題）的新理論、新算法、新技術、新工藝和新應用，始終站在科研前沿，了解相關儀器研究的最新動態(tài)。借鑒國內外關于案例教學和研討教學的成功案例，針對本課程及研究生的具體情況，制定了本課程的教學組織方式，主要包括基礎知識講授，案例研討規(guī)則和具體要求，學生自選研討主題（與課程相關，最好與自身研究相關），PPT報告和集體研討，教師總結，成績評定幾個步驟。

基礎知識講授環(huán)節(jié)有教師進行，教授內容主要包括課程相關的一些基本概念、基本理論、設計理念、數(shù)據(jù)采集和處理技術、硬件技術、通信接口設計方法、智能算法設計、自動校準和抗干擾技術等，為學生鋪墊“智能儀器”課程的基礎知識，明確課程的學習范圍和應用范圍，描繪出大體的課程框架。但對于具體的智能儀器研發(fā)及所涉及的技術和應用領域只是點到為止，為學生的課堂研討流出足夠的時間和空間，主要起到拋磚引玉的作用。

在學生進行選題之前，教師先確定研討規(guī)則和具體要求，比如說研討范圍，PPT報告時間，PPT內容和格式要求，課程論文（綜述或學術論文均可）的寫作方式和寫作要求等，以避免研討離題或超綱及其他不確定事件的發(fā)生，以提高研討質量。同時，教師會按照要求在科研做一次報告，讓學生有樣可依。

研討環(huán)節(jié)讓學生按照科研報告要求，做一次20分鐘的學術報告，要求PPT精簡大方，同時包含研討主題的相關典型最新案例。之后基于PPT內容和相關案例進行集體研討，進入提問和回答環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)時間限定在20分鐘內，由報告人對觀眾的問題進行解答，通過演講和回答問題可看出報告人對本研討課題的準備程度以及對該主題的了解程度。教師根據(jù)報告人的PPT內容，演講情況和回答問題的情況對報告人的對主題的掌握和理解情況以及對知識的講解能力進行評價，并對研討環(huán)節(jié)中積極提問的同學給予適當加分。最后教師根據(jù)本次研討情況進行總結。

在課程教學評估中，更了實現(xiàn)更好的教學效果，我們對傳統(tǒng)的命題閉卷考試制度進行了改革，建立更適合對學生綜合素質和能力的進行評定的考核體系，評價的主要依據(jù)包括平時表現(xiàn)，個人匯報情況（選題能力等）和論文撰寫情況。每部分權值由教師確定，并在學期初向學生介紹說明。具體計算如下：平時表現(xiàn)（30%，包括出勤率和課堂表現(xiàn)）+課堂研討（40%，包含PPT內容和講解，案例選擇以及參與研討情況）+課程論文（30%，論文內容和格式，對主題的討論情況）。

4 結束語

案例和研討相結合的教學模式在“智能儀器”研究生教學中，教師主要起到引導和把控全局作用，通過研討環(huán)節(jié)中，以學生為主體，對案例的深入分析和挖掘，讓學生在互動中拓展了知識面，鞏固新的知識點。當然這對教師本身的能力也提出了新要求，但也能加速教師自身能力的進步。研討主題學生自選，也有助于調動學生積極性和主觀能動性，因為每個人的研究領域不同，所以研討主題的形式和內容豐富多變，同時更加接近領域技術前沿，涉及的的覆蓋面廣泛。因此，該教學模式不僅能提高課堂教學的深度和廣度，緊跟學科領域前沿，也能訓練學生的思維、表達、調研、寫作、創(chuàng)新和應變等能力，有望取得更好的教學效果，在研究生教育中值得嘗試。

【參考文獻】

[1]張春富，何堅強.智能儀器設計課程教學改革與研究[J]. 考試周刊，2012（93）：14-15.

[2]高云紅，徐濤.智能儀器設計技術課程立體式教學模式的研究與實踐[J].科技信息，2011（13）：20-20.

[3]李鳳玲.《智能儀器原理與設計》的多模式教學方法研究[J].科技信息，2009（31）：216-216.

[4]王根順，李立明.從案例教學看研究生教學改革方向[J]. 中國電力教育，2011（4）：38-39.

[5]方雙全，劉澄，黃新.課堂研討教學法在復合材料專業(yè)課程中的應用研究[J].赤子（上中旬），2017（04）：130-131.

[6]代大海，王璽，張文明，等.小班研討教學法在《統(tǒng)計信號處理》課程中的應用與實踐[J].教育教學論壇，2018，360（18）：148-149.