馬衛(wèi)民

（安徽職業(yè)技術(shù)學院 機電工程學院，安徽 合肥 230011）

自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課程是電子技術(shù)應用、機電一體化、自動化等電類專業(yè)教學體系中一門實踐性較強的專業(yè)基礎課，該課程內(nèi)容涉及多門學科領域的知識，包括物理、化學、機械、光學、材料、電子、生物、信息處理等眾多學科知識，是一門理論性強、與工程實踐應用緊密結(jié)合的課程。與當前多學科交叉融合的趨勢相一致，該課程在專業(yè)課程體系中也起到重要的支撐作用，課程從講授開始就給學生奠定工程應用思想、創(chuàng)新實踐能力的基礎，這在現(xiàn)代綜合應用型人才培養(yǎng)過程中起著重要的作用。傳統(tǒng)的課程教學內(nèi)容沒有涉及到新型傳感器和測控技術(shù)的知識及應用方法，不符合高職綜合型、技能型人才培養(yǎng)模式要求；教學過程、教學手段單一，學生學習往往達不到預期的效果；同時，缺乏針對性的實踐應用教學環(huán)節(jié)，學生實際應用能力得不到有效的提高，因此必須對課程教學進行優(yōu)化改革。

1 課程教學特點及存在的主要問題

自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課程是多門學科領域的交叉課程，由于課程內(nèi)容所學傳感器種類多，各類傳感器原理各不相同，每種傳感器應用領域較為廣泛，這就要求學生具有豐富的知識基礎，既包含數(shù)理化基礎學科知識，又要具備電工、電子技術(shù)、機械原理、單片機及PLC等工科專業(yè)理論知識；同時還要學生具有一定的動手實踐能力，因此給學生的學習帶來一定的難度。目前，傳統(tǒng)的課程教學存在的問題如下：

1.1 課程教學內(nèi)容

目前，大多數(shù)關(guān)于傳感器課程的相關(guān)教材遠遠滯后于快速發(fā)展的現(xiàn)代科學技術(shù)。比如：有的教材側(cè)重于講解傳感器檢測原理，對于相應的傳感器測控系統(tǒng)設計應用知識較少，使學生學習缺乏感性認識，導致課程學習內(nèi)容枯燥，不利于學生實際測控系統(tǒng)的設計能力和工程應用實踐能力培養(yǎng)；有的教材以基本傳感器工作原理分類編寫，課程內(nèi)容不夠精煉，內(nèi)容偏重于傳感器原理講解，缺乏傳感器應用的相關(guān)知識，而且沒有涉及到新型傳感器知識和測控技術(shù)的知識及應用，不利于拓寬學生知識面，不符合高職綜合型、技能型人才培養(yǎng)模式。因此，為了能適應企業(yè)及社會對檢測技能型人才的需求，必須對自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課程內(nèi)容進行優(yōu)化設計。

1.2 教學方式

傳統(tǒng)教學過程中，教師教學手段相對單一，教學過程主要是以課堂理論講授為主，師生互動少，導致學生學習的積極性不高，同時由于學生實踐教學內(nèi)容安排有限，教學無法激發(fā)學生對課程學習的興趣，課程學習效果往往達不到預期的效果。

1.3 實踐環(huán)節(jié)

大部分高職院校因?qū)嵺`設備少，導致課程主要還是以傳統(tǒng)驗證性實驗為主，缺乏實踐教學環(huán)節(jié)。而傳統(tǒng)驗證性實驗主要圍繞測量傳感器輸出數(shù)據(jù)以及觀察傳感器實驗最終現(xiàn)象，學生只需按照指導書上提供的實驗步驟教條式完成整個實驗過程即可。實驗過程中學生的主動性思維很少，往往做完實驗，學生還不清楚為何需要這樣做，驗證性實驗內(nèi)容與實際應用環(huán)節(jié)內(nèi)容存在明顯脫節(jié)。

2 課程改革探析

CDIO 工程教學模式包含構(gòu)思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），該模式是以實際產(chǎn)品設計到產(chǎn)品制作的時間周期為載體，讓學生主動的、帶著一定產(chǎn)品設計、制作任務去學習課程，使課程理論學習內(nèi)容與應用實踐之間有機聯(lián)系的一種教學模式。

自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課程改革中，我們引入CDIO 工程教學理念，針對高職院校專業(yè)培養(yǎng)目標，結(jié)合高職院校學生自身的特點對CDIO 工程教學模式進行了相應的調(diào)整，課程教學設計及實施過程中注重三個基本點：課程內(nèi)容的構(gòu)思，教學過程的設計，實踐方法的實現(xiàn)。

2.1 教學內(nèi)容構(gòu)思

為了體現(xiàn)現(xiàn)代傳感器測控技術(shù)向網(wǎng)絡化、智能化和集成化方向發(fā)展的迫切需求，我們結(jié)合傳感器的工作原理和特性分析，教學內(nèi)容從傳感器測量系統(tǒng)原理、傳感器在實際測量中各種性能（包括測量精度、抗干擾能力、使用壽命、維護性能等）的多個角度將傳統(tǒng)傳感器檢測技術(shù)和現(xiàn)代傳感器測控技術(shù)相比較，引入基于無線傳感的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的先進測控理論，進而拓展學生課程學習的視野，有利于學生思維創(chuàng)新能力和綜合實踐應用能力的培養(yǎng)。在傳統(tǒng)傳感器理論教學內(nèi)容基礎上，專門增加相關(guān)測控系統(tǒng)設計及應用的內(nèi)容，引入當前傳感器發(fā)展的新理念、新技術(shù)，把傳感器理論知識學習與實際應用相結(jié)合，拓展傳統(tǒng)課程教學內(nèi)容，增加學生動手實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生綜合實踐應用能力，提高學生學習專業(yè)課程的興趣和學習主動性。課程教學內(nèi)容構(gòu)思框架如圖1所示。

圖1 課程教學內(nèi)容構(gòu)思框架

2.2 教學過程的設計

傳統(tǒng)的課程教學過程中，學生參與課堂教學活動很少，主要采用教師講，學生聽的傳統(tǒng)模式，師生互動少，以至于學生學習課程后，不知道傳感器干什么用，具體工業(yè)測量場合使用哪種傳感器，教學效果較差。因此，我們在教學過程中引入任務驅(qū)動化教學，學習每種傳感器就引入一定的教學實踐任務，給學生提出不同傳感器應用設計目標，使學生在完成理論學習基礎上，進行針對所學傳感器的簡單測控系統(tǒng)應用設計。學生通過課程教學項目實施過程，可以自主地有針對性學習，在項目實施過程中主動發(fā)現(xiàn)問題；教師在學生項目實施過程中負責指導學生并提出可行性意見，學生根據(jù)教師的指導自主解決問題，完成整個項目。在項目實施過程中，學生的理論知識與實踐應用技能充分結(jié)合，使他們的理論學習、動手實踐的潛能得到充分開發(fā)，對課程教學有更深刻的認識。同時，采取現(xiàn)代化的教學手段，利用云課堂平臺上傳的多媒體數(shù)字資源組織學生進行線上、線下開放式學習，使學生可以充分利用課余時間自主的學習，提升了學生學習的主動性，實現(xiàn)對傳統(tǒng)課堂教學的有效補充。

2.3 實踐教學方法實現(xiàn)

傳感器的驗證性實驗是傳統(tǒng)課程教學實踐主要形式，驗證性實驗主要目的是測量傳感器輸出數(shù)據(jù)和觀察相應的實驗現(xiàn)象，實驗過程中學生按照指導書上提供的實驗步驟機械式、教條式操作完成。由此可知，學生通過實驗對傳感器的原理及應用沒有很好的掌握，實驗內(nèi)容與傳感器實際測控應用明顯脫節(jié)。我們對實踐教學優(yōu)化設計，在完成驗證性實驗基礎上，進行了兩個方面的改進：一方面，增加了基于NI 虛擬儀器技術(shù)的傳感器仿真實驗環(huán)節(jié)，讓學生在虛擬環(huán)境下進行理想元件仿真設計，專門針對溫度傳感器、光電傳感器、霍爾傳感器等傳感器實際測控系統(tǒng)進行教學仿真設計；另一方面，針對實踐能力較強的同學進行設計性實踐教學，要求學生自主選擇設計思路、方案、傳感器等元件，自己動手制作一些實用型測控系統(tǒng)（智能電子產(chǎn)品），通過“仿真+實際制作”的實踐教學，使學生獲得了較強的實踐應用能力，課程學習的效果明顯提高。

3 課程改革成效

近兩年，通過在機電一體化、電氣自動化等專業(yè)教學過程中的改革嘗試，基本形成了依托于傳感器基本理論教學、注重實踐項目制作的教學方法，同時利用虛實（虛擬仿真+實際設計）結(jié)合的方法把現(xiàn)代先進的測控系統(tǒng)應用融入傳統(tǒng)的傳感器課程教學中，使學生在學習傳感器理論的過程中，實踐動手能力也得到了充分的鍛煉和提高，培養(yǎng)的學生更符合企業(yè)、社會的需要。筆者指導的學生在各類競賽多次獲得較好的成績，其中學生參加2019 年全國大學生電子設計大賽（高職高專組）“簡易多功能液體容器”賽題的比賽中獲得全國一等獎。

4 結(jié)語

自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課程教學改革基于現(xiàn)代測控技術(shù)與CDIO 理念，通過調(diào)整課程教學內(nèi)容，增加相關(guān)測控系統(tǒng)設計、應用的內(nèi)容，引入當前傳感器發(fā)展的新理念、新技術(shù)；優(yōu)化合理安排教學過程的設計；改進實踐教學方法，引入“仿真+實際制作”的實踐教學，培養(yǎng)了學生主動學習的能力；同時采取現(xiàn)代化的教學手段，利用云課堂平臺上傳的多媒體數(shù)字資源組織學生進行線上、線下開放式學習，實現(xiàn)對傳統(tǒng)課堂教學的有效補充。實踐教學方法的改革有利于學生自主創(chuàng)新能力和實際應用能力的培養(yǎng)，可以增強學生實踐動手能力。自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課程改革是高職專業(yè)課程教學的發(fā)展趨勢，今后還需要不斷地進行改革創(chuàng)新探索。