［摘 要］ 以“現(xiàn)代傳感技術(shù)”課程為例探討儀器科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)研究生的應(yīng)用能力培養(yǎng)方法。針對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容寬、泛、淺，以及缺乏實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等不足，探索將教學(xué)團(tuán)隊(duì)的原創(chuàng)成果“時(shí)柵位移傳感器”引入教學(xué)全過(guò)程，依托團(tuán)隊(duì)科學(xué)研究及成果轉(zhuǎn)化基地作為實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，從儀器改造到儀器設(shè)計(jì)，再到儀器研制，分三步遞進(jìn)性實(shí)施實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。將理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)相整合，達(dá)到知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)“三位一體”，提升學(xué)術(shù)型研究生的應(yīng)用研究能力，達(dá)到良好的效果。

［關(guān)鍵詞］ 應(yīng)用研究能力；課程教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)；時(shí)柵傳感器

［基金項(xiàng)目］ 2024年度重慶理工大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“提升學(xué)術(shù)研究生應(yīng)用研究能力的探索與實(shí)踐——以《現(xiàn)代傳感技術(shù)》為例”（gzljg2024315）；2021年度重慶市研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“‘人工智能+智能制造’學(xué)科群交叉人才培養(yǎng)模式的探索”（yjg213121）

［作者簡(jiǎn)介］ 鄭方燕（1972—），女，四川宣漢人，碩士，重慶理工大學(xué)機(jī)械檢測(cè)技術(shù)與裝備教育部工程研究中心副教授，主要從事智能傳感器技術(shù)教學(xué)研究；武 亮（1986—），男，山東泰安人，博士，重慶理工大學(xué)機(jī)械檢測(cè)技術(shù)與裝備教育部工程研究中心副研究員，主要從事智能傳感器及儀器教學(xué)研究；張?zhí)旌悖?973—），男，甘肅武威人，碩士，重慶理工大學(xué)機(jī)械檢測(cè)技術(shù)與裝備教育部工程研究中心工程師，主要從事測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器相關(guān)研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G643.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）22-0165-04 ［收稿日期］ 2023-10-10

引言

進(jìn)入21世紀(jì)，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家是我國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，具有高層次應(yīng)用研究能力的人才是實(shí)施這一戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵。研究生教育肩負(fù)著培養(yǎng)高層次創(chuàng)新型人才的重任，是推動(dòng)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)［1］。著力增強(qiáng)研究生的創(chuàng)新能力、應(yīng)用實(shí)踐能力，為建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的創(chuàng)新應(yīng)用人才是研究生教育工作的重中之重。

我國(guó)研究生分為學(xué)術(shù)型研究生和專(zhuān)業(yè)型研究生兩種：學(xué)術(shù)型研究生偏重基礎(chǔ)理論，以培養(yǎng)博士研究生為目標(biāo)；專(zhuān)業(yè)型研究生偏重于應(yīng)用，以培養(yǎng)工程應(yīng)用人才為目標(biāo)。然而現(xiàn)實(shí)情況是，多數(shù)學(xué)術(shù)型研究生畢業(yè)后并沒(méi)有繼續(xù)讀博深造，也不以學(xué)術(shù)為業(yè)，而是選擇去企業(yè)的內(nèi)部研發(fā)部門(mén)等實(shí)踐性更強(qiáng)的崗位工作。在新的形勢(shì)下，如何培養(yǎng)學(xué)術(shù)型研究生的創(chuàng)新應(yīng)用能力，提升學(xué)術(shù)型研究生的創(chuàng)新思維和科研水平，增強(qiáng)他們的工作能力和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，是保證學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)［2］。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

我國(guó)現(xiàn)行的碩士研究生培養(yǎng)體制將培養(yǎng)過(guò)程劃分為課程學(xué)習(xí)和科研工作兩個(gè)階段，以重慶理工大學(xué)的研究生培養(yǎng)方案為例，研一階段主要為課程學(xué)習(xí)，研二階段主要為課題研究，研三階段雖也是課題研究階段，但實(shí)際基本是撰寫(xiě)畢業(yè)論文、準(zhǔn)備畢業(yè)答辯及應(yīng)聘工作的時(shí)間。課程學(xué)習(xí)與專(zhuān)門(mén)的科研能力訓(xùn)練時(shí)間均為一年。如何利用研一階段的課程學(xué)習(xí)，在這個(gè)階段提升學(xué)術(shù)型研究生的應(yīng)用研究能力是每門(mén)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)需要思考的問(wèn)題。目前學(xué)術(shù)型研究生課程教學(xué)存在的問(wèn)題集中在以下兩個(gè)方面。

（一）教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式方面

課程教學(xué)是學(xué)術(shù)型碩士研究生培養(yǎng)必不可少的環(huán)節(jié)，是學(xué)生接受有體系學(xué)科學(xué)習(xí)的重要過(guò)程，也是學(xué)生與教師進(jìn)行交流的重要場(chǎng)景。當(dāng)前，研究生課程本科化是比較突出的問(wèn)題，也是課程缺乏學(xué)術(shù)探究性的重要表現(xiàn)［3-4］。主要表現(xiàn)在課程設(shè)置與實(shí)際科技創(chuàng)造和工程應(yīng)用聯(lián)系不夠，課程內(nèi)容寬泛、缺乏深度，教學(xué)方式為自上而下的灌輸式、過(guò)程考核不被重視等方面［5］。

（二）教學(xué)條件與能力培養(yǎng)方面

目前很多高校對(duì)學(xué)術(shù)型研究生的培養(yǎng)更注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，缺少足夠的實(shí)踐經(jīng)歷，動(dòng)手能力較差，觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題的能力不足。產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因除了課程內(nèi)容方面不足、師資隊(duì)伍水平不高、教師責(zé)任心不強(qiáng)之外，主要原因還是缺乏實(shí)踐教學(xué)條件?，F(xiàn)有的教學(xué)條件基本是依靠教學(xué)團(tuán)隊(duì)所在的科研平臺(tái)作為條件支撐，而教師隊(duì)伍的科研實(shí)驗(yàn)條件參差不齊，有的課程教學(xué)教師壓根就沒(méi)有自己的實(shí)驗(yàn)室，更談不上為課程教學(xué)提供條件了。由此導(dǎo)致研究生在課程學(xué)習(xí)階段沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)踐鍛煉機(jī)會(huì)，嚴(yán)重影響研究生的應(yīng)用研究能力培養(yǎng)。

二、課程內(nèi)容建設(shè)與實(shí)施

針對(duì)上述學(xué)術(shù)型研究生應(yīng)用研究能力培養(yǎng)過(guò)程中課程教學(xué)存在的問(wèn)題，本文以重慶理工大學(xué)儀器科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)位課“現(xiàn)代傳感技術(shù)”為例，將本校特色的、團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)的時(shí)柵位移傳感器的研發(fā)全過(guò)程融入課程教學(xué)，依托已有的科研平臺(tái)探索提升學(xué)術(shù)型研究生應(yīng)用研究能力的新思路。主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

（一）梳理課程教學(xué)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)——研究思維建立

為將學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)成具有創(chuàng)新應(yīng)用能力的研究型人才，課程教學(xué)應(yīng)能夠達(dá)到知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的“三位一體”，根據(jù)這一目標(biāo)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)重新梳理了“現(xiàn)代傳感技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了以課程基礎(chǔ)理論為知識(shí)點(diǎn)，以實(shí)際案例為著力點(diǎn)的課程教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)把一種新型、精密的現(xiàn)代傳感器設(shè)計(jì)的全過(guò)程融入教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)初步建立研究生創(chuàng)新思維的目標(biāo)。

傳感器基礎(chǔ)理論主要包含了傳感理論、傳感器構(gòu)成方法和傳感器誤差理論三個(gè)方面的理論知識(shí)。傳感理論介紹傳感器所利用的自然定律、基礎(chǔ)物理效應(yīng)及敏感材料等，傳感器構(gòu)成方法介紹傳感器的構(gòu)成方法、信號(hào)的選擇及信息傳遞等，傳感器誤差理論介紹傳感器的標(biāo)定、校準(zhǔn)、誤差抑制及補(bǔ)償方法。這些內(nèi)容與傳感器的研制過(guò)程密切相關(guān)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以時(shí)柵位移傳感器的研制作為案例融入理論知識(shí)點(diǎn)，以充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。

具體實(shí)施方案如圖1所示，以將各類(lèi)時(shí)柵位移傳感器應(yīng)用的電磁場(chǎng)、電場(chǎng)、光場(chǎng)等場(chǎng)定律以及霍爾效應(yīng)、磁電效應(yīng)等物理效應(yīng)如何構(gòu)建時(shí)柵傳感理論的核心——運(yùn)動(dòng)參考系為例，具體講解時(shí)柵的傳感機(jī)理以及測(cè)量模型的建立。通過(guò)時(shí)柵結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電—磁—電、電—電、光—電、磁—電之間的變換。通過(guò)電行波的生成方法及信號(hào)接收方式實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。通過(guò)傳感器的宏觀結(jié)構(gòu)形式—微觀結(jié)構(gòu)形貌—宏觀測(cè)量精度三者之間的關(guān)系，分析誤差傳遞機(jī)理及補(bǔ)償方法，講解如何采用抗干擾措施實(shí)現(xiàn)傳感器的高精度測(cè)量。這些內(nèi)容與課程緊密相連，也與學(xué)生以后的研究工作密切相關(guān)。課程教學(xué)避免了照本宣科，同時(shí)提高了學(xué)生聽(tīng)課的積極性，將空洞的理論具體化，有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。

通過(guò)將時(shí)柵傳感原理融入傳感理論，將傳感器結(jié)構(gòu)融入傳感器構(gòu)成方法，將時(shí)柵的測(cè)量精度提升方法融入傳感器誤差理論等相關(guān)內(nèi)容，使課程內(nèi)容更具有前沿性和時(shí)代性，有效啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（二）建立實(shí)踐教學(xué)體系——研究能力培養(yǎng)

研究、設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，建立初步的實(shí)踐教學(xué)體系，兼具理論性、實(shí)踐性和可操作性。通過(guò)學(xué)生自行研究、設(shè)計(jì)、制作，師生一起討論、分析、改進(jìn)，帶給學(xué)生科研創(chuàng)新的啟發(fā)和體會(huì)，使教學(xué)形式具有先進(jìn)性、互動(dòng)性及多樣性。

本課程為一年級(jí)第一學(xué)期課程，學(xué)生本科剛畢業(yè)，一般不具備科研創(chuàng)新與科研實(shí)踐能力，且專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)欠缺、科研基礎(chǔ)較差?；诖耍瑢?shí)踐教學(xué)采用由淺入深，逐步加強(qiáng)、提升的方案，如圖2所示，整個(gè)實(shí)踐教學(xué)分為三級(jí)。一級(jí)目標(biāo)：提升專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。讓學(xué)生自行改造，將現(xiàn)有簡(jiǎn)單檢測(cè)儀器設(shè)計(jì)為智能儀器，如將游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微儀等機(jī)械式儀器改造設(shè)計(jì)為可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示的測(cè)量?jī)x器，以加強(qiáng)對(duì)傳感原理、傳感結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步理解。二級(jí)目標(biāo)：提升研究能力。讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)一款智能傳感器，包括測(cè)量原理、設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、電路軟硬件設(shè)計(jì)及測(cè)量精度提高方法等并形成報(bào)告。三級(jí)目標(biāo)：提升創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。學(xué)生自擬課題，與導(dǎo)師交流，探討課題目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線、成果表現(xiàn)以及條件和人員要求等，以確定是否立項(xiàng)。立項(xiàng)后在整個(gè)研究過(guò)程包括方案論證、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、實(shí)物調(diào)試、報(bào)告撰寫(xiě)、答辯驗(yàn)收等環(huán)節(jié)由教師全程指導(dǎo)。

實(shí)踐教學(xué)三步走，使內(nèi)容更具體、過(guò)程能考核，有遞進(jìn)性；各知識(shí)點(diǎn)看得見(jiàn)、摸得著，兼具理論性和工程實(shí)踐性。通過(guò)此環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，學(xué)生進(jìn)入導(dǎo)師課題組后，表現(xiàn)出較高的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和研究能力，具備快速理解導(dǎo)師課題、投入研究工作的能力。

（三）依托科研平臺(tái)打造實(shí)踐教學(xué)基地——應(yīng)用實(shí)踐能力訓(xùn)練

良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和實(shí)踐條件是研究生科研思維建立與實(shí)踐能力培養(yǎng)必不可少的條件。教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于統(tǒng)籌資源、科教融合的思想，依托科研基地構(gòu)建“理論+實(shí)踐”的課程教學(xué)模式，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用研究型人才?！艾F(xiàn)代傳感技術(shù)”課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)利用校內(nèi)平臺(tái)和校外基地相結(jié)合的方式實(shí)施。校內(nèi)平臺(tái)為機(jī)械檢測(cè)技術(shù)與裝備教育部工程研究中心，校外基地為通用技術(shù)集團(tuán)國(guó)測(cè)時(shí)柵科技有限公司，二者分別為時(shí)柵傳感器的研發(fā)平臺(tái)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化基地。兩個(gè)平臺(tái)擁有完善的場(chǎng)地設(shè)施和國(guó)內(nèi)能買(mǎi)到的最先進(jìn)的儀器設(shè)備，非常適合做本課程的實(shí)踐教學(xué)基地。

學(xué)生進(jìn)到平臺(tái)后，通過(guò)熟悉、操作儀器設(shè)備，建立對(duì)儀器學(xué)科的初步認(rèn)識(shí)。通過(guò)跟著導(dǎo)師一起做實(shí)驗(yàn)，獲得初步的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；跟著平臺(tái)的研究人員、博士做基于PCB或玻璃的傳感器片設(shè)計(jì)和出圖工作，加強(qiáng)對(duì)傳感器原理及傳感器結(jié)構(gòu)的理解；跟著技術(shù)人員和工程人員從事信號(hào)處理、電路焊接、測(cè)試裝置接線、數(shù)據(jù)采集等，增強(qiáng)對(duì)信號(hào)提取、信號(hào)處理、誤差修正及補(bǔ)償相關(guān)知識(shí)的直觀理解和認(rèn)識(shí)。通過(guò)實(shí)施課程內(nèi)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，與平臺(tái)教師一起討論方案、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、思考解決方法并實(shí)施執(zhí)行等，培養(yǎng)研究生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

利用科研平臺(tái)良好的儀器設(shè)備、合理的人員構(gòu)成，以及成熟的研究方向和研究項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)，加強(qiáng)學(xué)生科研實(shí)踐經(jīng)歷，培養(yǎng)學(xué)術(shù)型研究生的應(yīng)用研究能力和實(shí)踐水平，同時(shí)立足我校儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科實(shí)際情況，探索出適合學(xué)術(shù)型研究生人才培養(yǎng)的課程教學(xué)方法與教學(xué)模式，將全程被動(dòng)聽(tīng)課模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、教師指導(dǎo)為輔的教學(xué)模式。

（四）采用多元評(píng)價(jià)機(jī)制——全過(guò)程評(píng)價(jià)和考核

課程之前一貫采用的平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī)的相對(duì)單一的評(píng)價(jià)方式忽視了對(duì)學(xué)生綜合能力的考核，從而影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)而影響其培養(yǎng)質(zhì)量。因此，本課程建立了多元、科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)機(jī)制，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，進(jìn)而提升學(xué)生的綜合能力。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)利用工程研究中心、成果轉(zhuǎn)化基地，將教學(xué)、討論、改造實(shí)踐、工程實(shí)踐、結(jié)業(yè)考核等成績(jī)均納入課程考核內(nèi)容，形成以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用研究能力為目標(biāo)的多維、科學(xué)、合理、有效的課程教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，以促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用研究能力的培養(yǎng)與提升。

課堂討論通過(guò)討論的積極性、問(wèn)題的切入點(diǎn)及問(wèn)題深度進(jìn)行考核，儀器改造通過(guò)方案的可行性、科學(xué)性、合理性及改造效果進(jìn)行考核，傳感器設(shè)計(jì)通過(guò)方案、進(jìn)度、難度、實(shí)施情況、報(bào)告質(zhì)量進(jìn)行考核，傳感系統(tǒng)研制根據(jù)小組分工任務(wù)量、任務(wù)完成度和項(xiàng)目總完成度等給予成績(jī)?cè)u(píng)定。前述四部分加課程結(jié)業(yè)考核共五個(gè)模塊分別按1∶1∶2∶3∶3的比例計(jì)算最終成績(jī)，實(shí)行課程全過(guò)程考核，以綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)。

結(jié)語(yǔ)

針對(duì)本校儀器科學(xué)與技術(shù)碩士點(diǎn)培養(yǎng)具備研究與設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，具有獨(dú)立進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)研究能力的研究生的目標(biāo)，本文以學(xué)位課程“現(xiàn)代傳感技術(shù)”為例，通過(guò)在知識(shí)講授、能力訓(xùn)練各環(huán)節(jié)融入我國(guó)原創(chuàng)發(fā)明的時(shí)柵傳感技術(shù)，在增強(qiáng)學(xué)生民族自豪感的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)術(shù)型研究生的應(yīng)用研究能力。探索提升學(xué)術(shù)研究生應(yīng)用研究能力的培養(yǎng)方法，形成一套完善的課程教學(xué)體系，以期為培養(yǎng)出本學(xué)科的高質(zhì)量研究生添磚加瓦，同時(shí)能對(duì)其他研究生課程的教學(xué)提供一種新的教學(xué)思路。最終為培養(yǎng)出具有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)和良好應(yīng)用研究能力的研究生人才，以及為打造更具應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐能力的學(xué)科特色做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

［1］何秀超.努力創(chuàng)建研究生教育評(píng)估體系全面提升研究生人才培養(yǎng)質(zhì)量［J］.學(xué)位與研究生教育，2018（11）：35-38.

［2］徐麗娜，張靜苗.淺議培養(yǎng)學(xué)術(shù)型碩士研究生的科研能力［J］.吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（1）：86-87.

［3］章麗萍，趙張耀，徐敏娜，等.研究生課程體系的重塑與優(yōu)化：浙江大學(xué)研究生課程建設(shè)的思考與實(shí)踐［J］.學(xué)位與研究生教育，2015（6）：38-41.

［4］任小中，王笑一，楊建璽.教育國(guó)際化視野下工科研究生課程體系的重構(gòu)［J］.教育現(xiàn)代化，2017（4）：5-6.

［5］何波，王桂勝，陶政宇.學(xué)術(shù)型碩士研究生課程教學(xué)的調(diào)查與分析［J］.數(shù)字印刷，2019（3）：20-24.