梅美

摘要：文章針對高職《傳感器與檢測技術(shù)》課程體系的現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)教學模式和教學過程中存在的問題，引入CDIO工程教學理念進行教學改革和實踐。通過改變傳統(tǒng)的教學模式，優(yōu)化教學內(nèi)容，改進教學方法，豐富教學環(huán)節(jié)，完善考核方式，以項目驅(qū)動形式，將基于項目訓練的“做中學”的教學模式引入到該課程的教學與實踐中，以提升學生的職業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：CDIO工程教育模式;傳感器與檢測技術(shù);課程教學改革

《傳感器與檢測技術(shù)》課程是與機電一體化技術(shù)和電氣自動化技術(shù)專業(yè)的必修課之一，旨在培養(yǎng)學生掌握傳感器特性和原理，能夠依據(jù)檢測要求對檢測系統(tǒng)進行測試、應(yīng)用、檢測和維修，為培養(yǎng)良好的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。在該課程傳統(tǒng)教學過程中，通常只側(cè)重原理知識的講解和傳感器外形識別，缺乏對學生工程思維的培養(yǎng)，應(yīng)用基礎(chǔ)的強化和動手能力的鍛煉。針對以上情況，引入CDIO理念[1]，結(jié)合《傳感器與檢測技術(shù)》課程特點，以項目驅(qū)動的形式，培養(yǎng)學生的動手意識、工程思維和應(yīng)用能力。

一、CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年來教育改革的新成果，代表構(gòu)思（ Conceive ）、設(shè)計（ Design ）、實現(xiàn)（ Implement ）和運作（ Operate ），讓學生從構(gòu)思到運作，主動思考，主動介入，主動學習，動手實踐。從2000年起，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究團隊獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助，經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的國際合作組織。CDIO培養(yǎng)將學生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、 個人能力、 人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這四個層面達到預(yù)定的學生目標。

二、高職《傳感器與檢測技術(shù)》課程教學存在的問題

（一）教學過程存在問題

傳統(tǒng)《傳感器與檢測技術(shù)》課程內(nèi)容較多，教學課時不固定，課程內(nèi)容與教學課時存在不匹配的情況，且課程沒有側(cè)重點，缺乏實踐環(huán)節(jié)。理論教學通常專注于傳感器原理和特性講述、外形識別、原理測試。在課程學習結(jié)束后，大部分學生因缺少項目實踐，知識只停留在純理論層面，不能熟練掌握傳感器的應(yīng)用，更無法根據(jù)檢測目的和工程需求提供設(shè)計思路和進行檢測，對知識的應(yīng)用和工程思路缺乏信心[2]。

（二）教學案例缺乏特色

在教學中沒有打通《傳感器與檢測技術(shù)》與其他專業(yè)課程，與工程實踐，與工作崗位職責之間的聯(lián)系。 僅僅按照教材的章節(jié)體系單純地編排并進行教學，所使用的教學案例也主要是課本上的，是教材為說明傳感器原理而例舉的，且由于教材更新?lián)Q代以及編寫方面的延遲，許多案例較為陳舊[3]，甚至已經(jīng)與目前應(yīng)用脫離，更與未來工程應(yīng)用、學生就業(yè)崗位職責等沒有直接的聯(lián)系，因此，學生在學習此種案例后，既不能增強專業(yè)識別度，也不能提升成就感和職業(yè)歸屬感，更不能很好地解決實際問題，缺乏特色的教學案例極大地限制了教學的實際效果。

（三）考核方式不夠科學

《傳感器與檢測技術(shù)》課程的傳統(tǒng)考核方式是以期末考試為主， 平時考核為輔。平時考核主要體現(xiàn)在出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)等方面。然而由于教學內(nèi)容多且相對復(fù)雜，學時又不固定，課堂互動次數(shù)較少，平時考核大概率流于形式[4]。期末考試一般采用試卷進行考核，試卷僅涉及理論知識點，且所涵蓋知識點有限，這樣的考核無法全面評價學生對課程的掌握情況，容易讓學生忽視對課程知識的日常積累和應(yīng)用思考。此種考核方式持續(xù)下去，將會打擊學生的學習積極性，并無法真實地體現(xiàn)出學生的實際水平，忽略學生的真實能力和掌握情況，無法針對性地實施分層教學。

三、基于 CDIO 理念的《傳感器與檢測技術(shù)》課程教學改革

（一）教學方面的改革

1.教學內(nèi)容的改革。一方面是結(jié)合學生所學具體專業(yè)特點、未來就業(yè)方向、可能的就業(yè)崗位等，結(jié)合教學大綱、人才培養(yǎng)方案的要求對選用的教材進行適當?shù)膭h除和簡化，對所選取的內(nèi)容重新提煉和組織。比如，對于測量誤差及分類的知識點，雖然是檢測技術(shù)的基礎(chǔ)知識，但與工程應(yīng)用和未來就業(yè)的崗位需求連接不緊密，因此可以進行簡單介紹，通過學生自主思考和完成練習題的形式幫助學生掌握知識點，同時可以提升學生的學習主動性和自主學習的能力。而對于熱電偶傳感器、壓電式傳感器等與工程應(yīng)用和未來就業(yè)的崗位需求關(guān)聯(lián)緊密的知識點，則應(yīng)當重點講解，設(shè)置實驗、仿真等。以熱電偶傳感器為例，可以鏈接對口實習就業(yè)單位，以鋼鐵冶煉中水溫、鋼水溫度測量為例，對熱電偶傳感器的原理進行講解，對比分析熱電偶傳感器與其他測溫傳感器的區(qū)別和應(yīng)用場合，同時進行知識點鏈接，組織學生觀看鋼鐵冶煉等應(yīng)用場所的實際操作視頻并引導(dǎo)學生進行討論，設(shè)置項目設(shè)計和工程應(yīng)用分析，通過小組討論展示、搶答等多種方式強化知識點的學習效果。

2.教學過程。以CDIO理論為基礎(chǔ)，將《傳感器與檢測技術(shù)》課程教學環(huán)節(jié)設(shè)置為基礎(chǔ)知識學習、工程應(yīng)用討論、實驗實踐操作三個部分，在基礎(chǔ)知識學習中，以動畫視頻、課程課件等形式輔助傳統(tǒng)知識講解，幫助學生更加理解理論知識點，打好理論基礎(chǔ);搜集課程在工程實踐中的應(yīng)用資料，在課程平臺上建立資料庫，定期開放，讓學生進行廣范學習討論，并將學習體會形成報告分享;注重理論與動手相結(jié)合，上傳實驗指導(dǎo)資料、實驗視頻，設(shè)置實驗課程讓學生親自動手觀看實驗效果、記錄實驗數(shù)據(jù)，印證所學所感。與校外實訓基地建立緊密聯(lián)系，采取適當實際組織學生前往校外實訓基地參觀。定期安排學生與校外實訓基地專家進行座談，深入交流，讓學生對自己所學知識的應(yīng)用和意義有更深入的認識和理解，提前了解未來可能從事的行業(yè)和領(lǐng)域，從思想上、精神上到行動上全面提升學生的學習主動性和積極性，進而提高學生的學習效果。

此外，課程傳統(tǒng)的實施方案為“教師講解、學生參與、教師評價”，作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，學生自主參與能力不強、積極性不高，且此三個方面體現(xiàn)相對單薄。因此，團隊教師將實施過程修改為“教師幫助引導(dǎo)、學生互動參與、多方綜合評價”，加強教師引導(dǎo)的力度，提高學生參與度和表達度。

課程傳統(tǒng)的考核機制為期末考試成績結(jié)合平時成績考核機制，改革后注重過程、技能、德育等方面的綜合考核，加強學生對學習行為和點滴積累的重視，提升學生對知識理解和應(yīng)用的能力，更加側(cè)重應(yīng)用考核、思維考核和能力考核，提升學習效果的同時，加強素質(zhì)培養(yǎng)考核和德育提升考核。針對數(shù)字土著群體學生對信息化和游戲興趣點高的特點[5]，制定積分挑戰(zhàn)獎勵機制，鼓勵學生參與學習、參與互動，調(diào)動學生積極性，將學生的學習行為轉(zhuǎn)化為學習積分予以積累，成為學生平時成績的重要組成部分，納入學期考核，更加科學地考評學生學習效果[6]。

當然，課程的評價機制和評價比例并不是一塵不變的，隨著課程的實施、行業(yè)的發(fā)展、學生學習情況及信息化教學的發(fā)展變化，需要定期召開專題會議，和校外實訓基地專家一同對評價比例評價機制不斷完善。

3.教學策略改革?！秱鞲衅髋c檢測技術(shù)》課程以鍛煉基本傳感器知識及測量技能為核心目標，依托教材開展教師講授、學生實驗演練、教師指導(dǎo)、學生完成設(shè)計和任務(wù)的方式開展分區(qū)分層教學，根據(jù)人才培養(yǎng)方案及就業(yè)、崗位需求，結(jié)合實際學情，將教學策略調(diào)整為以任務(wù)為起點、以過程為主線，以需求定策略，由淺入深、由易到難，以需求引入項目、教師引導(dǎo)思路、學生探究設(shè)計的方式，激發(fā)學生學習興趣。

與傳統(tǒng)的任務(wù)驅(qū)動式教學不同，本課程改革以提高育人質(zhì)量和效率為目的，教學工作由“師、學、企”三方協(xié)同，引入企業(yè)指導(dǎo)教師涵養(yǎng)學生設(shè)計使用性和工程價值，采用分組互動教學，照顧不同層次學生的同時促進學生互學互助，取長補短，避免了傳統(tǒng)任務(wù)驅(qū)動式教學僅就教學而設(shè)任務(wù)，與實際生產(chǎn)和就業(yè)要求相分離的不足。同時，為學生明確“強思想、提素養(yǎng)、獲證書、出作品” 的四項學習目標。為落實“三全”育人中的全程育人要求，團隊教師進行知識驗收、技能檢測、過程把控三個方面實施考核，結(jié)合校外實訓指導(dǎo)人員和實習指導(dǎo)教師進行全方位結(jié)果評估。依托信息化教學平臺、智慧教室、交互仿真平臺及教學案例庫、素質(zhì)資源庫、德育資源庫及德育評價體系等全方位為教學的實施提供全面、有效、科學的支撐。

（二）教學案例方面的改革

以 CDIO 理念為指導(dǎo)，在教學案例中引入專業(yè)特色，嘗試將本課程傳統(tǒng)的理論計算知識和原理分析適度弱化，采用 CDIO 理念中項目驅(qū)動模式，針對性設(shè)計教學案例[7]。例如，設(shè)計基于超聲波傳感器的自動扶梯方面的節(jié)能應(yīng)用案例。該系統(tǒng)能改善傳統(tǒng)電梯時刻運行的情況，使電梯自動檢測是否有人適用，從而在有人時運行、無人時休眠，并自動記錄運行時間和次數(shù)進行針對性分析，最大限度地節(jié)省能源。建立相關(guān)案例庫，不斷密切專業(yè)課程之間的聯(lián)系，把傳感器和計量技術(shù)、單片機、電子技術(shù)等相關(guān)專業(yè)課程、專業(yè)實踐結(jié)合起來，讓學生感受到學科知識的深度融合，在學習過程中、實踐應(yīng)用中和生活體會中切實感受學以致用。

（三）考核方式方面的改革

本課程是一門專業(yè)課，在傳統(tǒng)的平時成績結(jié)合考試成績的基礎(chǔ)，進一步細化評價方案，精準對接教學目標。針對四維教學目標，科學化、細致化教學評價方案，通過單元測試和期中、期末考試考評學生知識掌握情況;通過實驗、實訓和技能大賽、職業(yè)技能資格證書考試考評學生技能掌握情況;通過課堂及平臺互動評價學生教學參與度;通過學生分享、展示、交流及德育表現(xiàn)評價學生素質(zhì)提升情況和德育教學成果。通過豐富考核機制[8]，加入學習行為、素質(zhì)提升、技能展現(xiàn)和德育強化等元素，在學生會知識、提技能、出作品、得證書、強素質(zhì)的同時，提升學生思想認識和道德品行，培養(yǎng)全面發(fā)展德技雙高的學生。

四、效果分析及改善思考

通過豐富教學內(nèi)容、改革教學過程、引入特色教學案例， 突破了傳統(tǒng)《傳感器與檢測技術(shù)》課程照本宣科、理實脫離、應(yīng)用性弱等情況，做到了教為學授，學為技用。通過對甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學院2018級到2020級機電一體化專業(yè)4個班次的教學實踐應(yīng)用和學生就業(yè)反饋調(diào)研，認為取得了較好的教學效果，學生在學習成績、實訓成績方面有明顯提高，在定崗實習時，受到了實習單位的普遍好評，評價學生在職業(yè)素養(yǎng)、工作態(tài)度、工作能力和學習能力方面比原實習生有明顯提高。

當然，在課程的改革過程中仍然存在一些不足之處，例如：目前設(shè)計的特色教學案例較少，且雖然案例涉及領(lǐng)域涵蓋工程制造及信息技術(shù)多個方面，但在對口單位相關(guān)崗位的針對性上還有待進一步發(fā)掘;且由于地域限制和辦學條件，實際生產(chǎn)應(yīng)用和校外實訓基地主要集中在鋼鐵領(lǐng)域的相關(guān)行業(yè)，案例和場景不夠豐富。以后應(yīng)當增強與校企合作基地及對口實習、就業(yè)單位緊密聯(lián)系，將結(jié)合實際、新的、豐富、前沿的生產(chǎn)案例加入到課程資源之中，組織學生參觀校企合作培訓基地，參與開發(fā)設(shè)計和申報專利，在不斷豐富教學內(nèi)容和過程的同時，多渠道提升教學效果。

參考文獻：

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