《傳感器技術與應用》案例教學模式思考

導語：《傳感器技術與應用》案例教學模式思考一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：對于自動化、機器人、物聯網專業而言，《傳感器技術與應用》是一門非常重要的專業基礎課程，該課程對不同的傳感器結構及工作原理、基本類型及應用、參數和特性等內容進行了介紹，對檢測及控制有一定的指導作用。該文依托學院學科競賽及產教融合，對該課程的教學案例、教學方法、評價標準等內容進行了改革。在取得一定教學效果的基礎上，促進了學科競賽的發展和企業人才的培養。

關鍵詞：學科競賽；《傳感器技術與應用》；教學改革；案例教學

近年來，世界各國對智能制造都高度重視，它代表了一個國家信息技術發展的綜合水平，而傳感器技術作為智能設備的關鍵環節，是智能工廠的感官系統、信號獲取的重要入口，也是發展智能制造的基礎和核心。在高校教學中，《傳感器技術與應用》課程涉及理論性知識較多，實踐性強，要求學生具有一定的專業基礎知識儲備。通過課題組教師的授課經驗發現，在進行傳感器原理類的知識講解時，學生的積極性較低，互動較少，而在講解傳感器應用部分的內容時學生興趣較高，分析具體原因：部分學生無法根據自己的知識積累去完成傳感器知識的學習，而在傳統的授課中，應用類知識講述較少。特別是5G時代的到來，傳感器所發揮的功能極大[1]?！秱鞲衅骷夹g與應用》案例教學模式應改變以往單一的模式，豐富其教學形式。所以針對此問題，該文對依托學科競賽和產教融合設計課程案例，通過嘗試改進教學方法調動學生學習的主動性和積極性進行了分析和研究，旨在彌補當前教學中存在的不足之處，以達到提高學生綜合能力、并為社會提供先進的創新型人才的目標。

1《傳感器技術與應用》教學情況

信息技術的日新月異加大了對傳感器技術的需求，它是現代科學技術領域中尤為重要的組成部分。《傳感器技術與應用》課程涉及理論知識較為豐富，在教學中教師若采用傳統的授課方法對理論知識進行推導和講解不僅不利于學生對課程的學習，而且學生無法將理論知識和實踐應用相融合，很難真正意義上實現該課程的教學目標，與應用型人才培養的目標差距也較大[2]。除此之外，當前的教學模式還存在以下問題。1.1理論知識枯燥、學生積極性不高?！秱鞲衅骷夹g與應用》課程的理論知識涉及高等數學、電路、模電等課程的內容，對于部分同學而言，由于基礎不夠扎實，很難理解課程中的知識點。加上該課程涉及面廣泛，各節知識點之間缺乏連續性和整體性。因此在該課程基本原理的學習中感覺難度較大，且由于內容較為枯燥，學習積極性不高。這就影響了教學整體效果。1.2驗證型實驗限制。學生的創新思維傳統的實驗授課主要是針對不同傳感器的應用進行驗證，所以學生往往被動的根據實驗指導書按照步驟操作，缺少發現問題和解決問題的過程，因此雖然安排了實驗課程，但是無法從根本上將學生學到的理論知識和實踐應用進行結合，也較難實現為企業輸送所需的應用創新型人才的目的。1.3評價方式與應用型人才培養目標脫離。傳統評價方式主要是通過平時出勤、作業和期中期末考試的方式進行，這種評價方式無法從客觀上評價學生的知識掌握能力，更沒有涉及對學生彼此間合作能力、挑戰創新能力、語言表達能力等方面的評價，而這些能力卻是當今應用型創新人才所必備的。當前，在國家大力倡導高校應用型人才培養的背景下，人們越來越意識到應用型人才培養對學生提升個人職業素養和提高個人競爭力的重要性，而傳統教學模式雖然涉及實驗教學環節，但是實驗和理論二者缺乏溝通的橋梁，無法滿足應用型人才的培養目標。因此對于應用型高校一線教師而言，在教學中積極探索應用型人才的培養方式是必要的[3]。

2案例模式教學改革

為了順應新時期教學改革的要求，以及達到培養應用型人才的目標，針對《傳感器技術與應用》在當前教學過程中存在的問題，本次依托學科競賽為紐帶的案例教學模式探索主要涉及以下幾個方面。2.1以學科競賽及產教融合為依托的案例設計。該環節根據學生的學習情況將課程的重點和難點按等級分類歸納，將學科競賽及企業生產融入案例教學模式探索中。目前，本學院學生參與的學科競賽項目包括“西門子杯”智能制造挑戰賽，全國電子設計大賽，“博創杯”電設大賽、“恩智浦杯”智能汽車競賽等賽項，學科競賽活動不僅可以激發學生的學習興趣，促進實踐能力提升，而且可以有效培養和鍛煉學生的創新意識和創新能力。在以學科競賽為載體設計教學案例時，需要授課教師對各賽項的賽題、比賽情況等進行預先調查分析，同時和各賽項負責教師對該賽項中學生存在的問題進行討論，找到教與學的結合點，以便在案例設計時將問題融入進去，在利用學科競賽推動課程教學改革的同時也以教學改革促進學科競賽成績的提高，兩者相輔相成，相互促進。在基于產教融合的案例設計方面，需要通過教師到企業鍛煉、與企業導師溝通等方式進行，主要由企業導師對企業中存在的問題和具體的人才需求進行歸納，以此為依據，授課教師根據自身授課經驗和學生的學習情況對相關問題進行整理并設計合理的教學案例，從而實現產教學三者融合。以產教融合為載體設計的教學案例能夠讓學生對所學課程在企業生產中的應用進行了解，從而提高學生學習的主動性，增加學習動力。在教學改革中，案例設計環節是一個逐步積累的過程，需要教師在教學中能夠根據學生對案例的理解情況和案例相關任務的完成情況進行調整和改進，為更好地進行案例教學打下基礎。2.2案例教學過程實施。對于《傳感器技術與應用》課程而言，采用“以教師為中心”的灌輸式教學模式難以調動學生的學習興趣，學生在學習知識的過程中較為被動，缺少獨立思考問題的能力及自主學習的動力，因此很難達到較好的教學效果。在本次教學改革中，課題組教師嘗試對教學過程進行了設計和改進，針對不同類型的傳感器設計不同案例，同時將學生以分組的形式進行案例任務的分配和案例相關資料的查閱，在進行分組時，在確保每個學生能夠在各個方面的能力都得到訓練和提升的前提下，采用交叉分組的形式，即在不同的案例中，讓學生參與到不同的組別中，既培養學生的溝通能力和團隊精神，又能從完成案例的過程中挖掘每位學生的潛力。案例教學過程的實施引導學生積極地參與其中，這樣發揮了學生的主觀性，重要的是培養了學生解決問題的能力。2.3線上輔助教學。由于《傳感器技術與應用》課程涉及的原理性內容較多，而每位學生的知識儲備情況不同，線上輔助教學環節要求教師提前通過調查問卷等形式對學生的課程預備知識掌握情況進行了解，錄制微視頻在線上平臺對線下授課內容涉及的理論知識進行預先復習和講述，從而使得線下授課更有針對性，提高上課效率[4]。由于本次教學改革重點采用案例教學的方式，因此在進行案例題目布置和案例方案驗收及評價時，主要采用線上方式進行；教師在進行線下理論知識授課前提前在線上平臺相應的案例題目、案例要求及所需的知識儲備，同時設定案例方案提交時間，從而激勵學生課上認真對相關理論知識進行學習、課下對完成對案例所需知識和資料的學習和查閱，增強學生主動進行知識探索的動力。2.4實驗環節改進。在《傳感器技術與應用》理論教學基本完成后會安排實驗教學，傳統實驗教學的形式往往偏驗證性，設計類實驗較少，因此在本次教學改革中，對實驗部分的內容進行了改進，在保留部分驗證型實驗的基礎上，增加了綜合實驗內容的設計，而由于綜合設計實驗涉及與其他課程的交叉，需要課下查閱資料較多，因此往往采用小組形式進行，將學生2-3人分成一個小組，實行組長負責制，負責本組成員任務分配、進度監管等內容。綜合設計實驗要求同學們完成傳感器選擇、電路設計、信號處理、曲線仿真等內容，因為需要學生課下對相關知識進行調查并通過彼此配合才能在有限時間內完成，因此對學生們的團隊合作能力、合理規劃時間能力及自學能力都提出了一定的要求，對各課程間知識的融合應用能力的要求也較高[5]。2.5課程考核方式改革。傳統的《傳感器技術與應用》課程考核方式為實驗10%，平時成績20%，期末成績70%，而期末考試涉及題型一般包含名詞解釋、計算題、選擇題等，很多同學為了能夠取得好的成績，往往進行考前突擊學習，這種突擊式學習更多的是采用死記硬背的方式，且不談是否能夠取得好的成績，即使取得好的成績也無法客觀判斷學生掌握知識的能力。為了激發學生學習積極性，達到真實評價學生學習效果的目的。在本次教學改革中，對考核方式進行了改革，改革后的評價方式包括案例評分（20%）、平時成績（15%），實驗（15%），期末考試（50%）幾個部分，分別從“課程知識、創新能力、職業素養”三個方面進行綜合評價；其中案例評價方面，主要通過與企業導師合作，評價學生對案例的完成情況，明確評價標準，從而更有針對性的改進教學，提高教學質量；針對實驗部分的評價，除了傳統實驗的評分外重點增加了綜合實驗的評價標準，通過組內評分和小組間評分的形式對每個學生綜合實驗的完成情況、團隊合作情況進行評價；在期末考試題型的安排上，增加設計類題目及傳感器技術應用類題目的占分比例，重點考查學生對知識的應用能力[6]；通過對以上內容的考核在一定程度上實現多方面評價學生傳感器知識應用能力的目標。

3結論

傳感器作為智能制造的核心，對當前我國大力發展智能制造起著舉足輕重的作用。本文針對如何以學科競賽和產教融合為紐帶進行《傳感器技術與應用》課程的教學改革進行了介紹，分別從案例設計、案例教學實施過程、實驗教學改革、線上輔助教學和教學效果評價幾個方面進行了說明，此次改革的目的在于使學生在了解傳感器基本原理的基礎上，能夠綜合應用其他課程知識進行檢測系統及控制系統的設計，在提高學生學習能力和綜合運用知識能力的同時也為應用型創新人才培養打下了基礎。

參考文獻

[1]洪琴.應用型本科高校物聯網工程專業傳感器課程教學改革初探[J].當代教育實踐與教學研究,2017(3):156.

[2]關宏強.高校傳感器與檢測技術教學改革研究[J].科技經濟導刊,2020,28(4):162.

[3]彭學勤.新技術背景下“傳感器技術與應用”課程教學創新[J].河南教育(職成教),2020(Z1):50-52.

[4]祝開艷,吳曉雪,梁策,等.基于混合式教學的“傳感器原理與應用”課程教學研究[J].教育教學論壇,2020(24):267-268.

[5]陳敏.運用多種教學方法,提高傳感器教學有效性[J].科教文匯(中旬刊),2017(4):88-89.

[6]陶銘,曲超,洪小宇.“新工科”背景下物聯網工程專業人才培養方案探索[J].現代計算機(專業版),2017(21):39-43.

作者:常文慧 白彥霞 單位:燕京理工學院信息科學與技術學院