探索《电子检测技术与仪器》课程改革

刘进英

随着国民经济高速发展,中国沿海地区已成为全球主要的生产制造业基地。但是,中国又正面临着高级技术工人缺乏的尴尬局面,大量生产一线的工人没有受过系统的职业教育,有的甚至是文盲、半文盲,不能适应经济发展的需要。因此,大力发展“以就业为导向”的高等职业教育显得尤为重要。

高等职业院校要适应时代,提升办学质量,增强竞争力,就必须面向企业,大力开展课程体系的改革,从根本上建立适合高等职业教育定位的课程体系,改变教学中重理论,轻实践的现象。实行项目化教学,在项目教学中讲授理论,提高学生学习的主动性,激发学生的创新性。

一、实现项目化教学的必要性

检测技术课程是电类专业的一门专业课程,其中涉及多数仪器仪表的使用,具有突出的实践性。传统的教学方式是由教师按照书本传授系统的理论知识,然后通过若干验证性的实验巩固知识。这种方式易分割理论与实践,不利于学生接受新的概念。在学习理论时,由于没有实物,要接受许多抽象的概念是不容易的。在实验过程中,学生不能充分发挥主观能动性,因此,大部分学生只将实验当作完成任务,学完后仍不能掌握仪器仪表的基本使用方法,操作能力无法提高。所以,必须改革检测技术的教学方式,引入项目化教学方式。

二、以任务驱动为载体,运用项目化教学

在检测技术课程教学过程中,引入项目化教学方式,以仪器仪表的应用和设计项目为主线,重新整合检测技术的理论教学,在学生完成项目的过程中传授给学生相关的理论知识,通过项目的设计来完成整个理论体系的教学。要在检测技术课程中实现项目化课程改革,必须做到以下几个方面。

1.教材的改革体现教学内容的先进性和前瞻性

传统的检测技术课程教材一般是以传感器等常用仪表的原理、性能为核心编写的,它详细地解析了传感器等常用仪表的工作原理和各种功能,有利于学生全面掌握检测技术的理论知识。但对于高职的学生来讲是不合适的。一是由于高职的培养目标是以“就业为导向”的,提高学生技能是第一位的,教材应侧重应用,而不是建立完整理论体系;二是高职学生普遍对抽象的理论不感兴趣,检测技术教材应结合学生的特点,由浅入深,寓理论于实践;三是传统教材理论脱离实际,在电路形式上经年不变,不利于学生掌握目前的主流器件和电路。

结合项目化课程改革,必须改进检测技术课程的教材,以工作任务为主线,有机地组织理论和实践知识的学习。新教材应该摒弃原来的章节概念,以一个个项目和模块代之,将整个理论体系有机地、覆盖性地分解后,融入项目和模块中。在每一个项目或模块的编写中,应勾勒出本项目涉及的理论基础,以方便教师组织学生进行理论准备。新的教学内容可分为四大项目。

(1)项目一:检测系统的参数指标及误差估算板块。误差理论是检测系统参数指标设计和分析的理论基础。教学的重点是检测系统各个环节之间的误差分析和分配,以及误差在各个环节之间的传递与合成等。同时配合检测系统的实际背景,深入讨论系统误差的提取和处理方法。

(2)项目二:传感器的原理与应用板块。对于非电量的检测或一些不便直接测量的电量来说,传感器成为检测系统的关键元件。传感器种类众多,而且涉及适应面广泛,主要有力学、光学、电学、磁学、声学、化学等学科,因而教学中所占比例较大。可根据工作原理来对传感器分类,便于教学。一般来说,很少有人要用到所有的传感器,因此没有必要对所有的传感器均详细讲解。

(3)项目三:信号调理、记录与显示板块。目前,常用的硬件方法有测量电桥、信号放大、阻抗变换、硬件滤波、非线性硬件校正、交流/直流转换、电压/电流转换、电压/频率转换等,一般称为信号调理技术。改革后内容反映了近年来信号调理的新技术、新方法、新器件,放大电路的重点从运算放大器转向了数据放大器、可编程增益放大器和隔离放大器等近年来的新器件。

(4)项目四:检测仪器、系统设计板块。本版块是指检测系统的组建原则与性能评定、检测系统的智能化处理和软件设计、现代检测系统的设计思想和方法、干扰及其抑制措施等。它是从系统的角度来介绍检测系统设计的一般原则、方法和思想。

2.教学方式的改革以突出能力为重点

传统检测技术的教学是先由教师组织学生学习理论知识,然后在整个学习过程中安排几次实验课,这不利于学生将课堂上学到的理论知识立即应用在实践中,人为地将理论于实践分割开来。采用项目化教学后,系统的理论知识被拆解融合在项目实施的过程中,在每个项目中完成相关理论知识的学习,并且将理论立即应用到实践中,既可以使学生用理论来指导实践,又可以巩固理论知识。在这个过程中,教师要传授给学生相关的理论知识,又要启发学生利用所学知识,发挥创造性,完成工作任务。通过改革,鼓励学生运用不同的方法实现目标,培养学生的创新意识,提高学生的技术能力,增强就业竞争力。

3.考核方式的改革以素质教育为核心

项目化教学是将理论寓于若干个工作任务中,因此,以往 “一锤定音”的考核方式显然不合适。项目化教学主要应用在侧重实践的课程中,其考核应该是对知识综合应用能力的考核。在检测技术课程中实行项目化教学,其考核应该是学生对于仪器仪表的整体应用能力的考核,应该侧重于对仪器仪表的操作、各硬件模块使用的考核。因此,必须在每一个工作任务完成后,针对学生知识的掌握程度、设计能力、创新意识进行考核,这只能考核学生对某一部分内容的掌握程度。为了考核学生对整个仪器仪表的应用能力,必须在所有工作任务完成后进行综合测试,这种综合测试可以是一个规模稍大的课程设计之类的仪器仪表的综合应用。这样整个检测技术课程的考核成绩就可以由分段考核成绩与综合应用考核成绩按一定比例构成,就能全面衡量学生的学习效果。

三、项目教学法案例

近年来,笔者学校一直致力于改革传统的教学模式,在课程教学中引入“项目教学法”。教师围绕特定的项目,设计可操作性强的、任务化的教学活动,学生通过活动完成任务,达到学习和掌握知识的目的。

在检测技术教学中应用“项目教学法”,要明确目标,学生要达到一个什么样的层次,再反推确定究竟要教什么样的知识和技能,打破各个知识点在学科体系之间的限制,以任务为核心,为完成某个任务而组织相应的知识点,学习相应的技能。

下面是信号的记录与显示这一项目的教案设计,来阐述如何实现项目化教学,抛砖引玉。

项目三:信号的记录与显示。

学习领域:《电子检测与仪器》。

项目三:信号的显示与记录。是否重复?

任务二:通用示波器的使用。

主要行为:使用通用示波器检测正弦规律变化的电压波形。

部分行为:观察扫描线并在竖直方向的偏移并进行调节;观察扫描线在水平方向的偏移并进行调节;利用通用示波器观察按正弦规律变化的电压波形。

目标群体:06高技电气。

任务目标:

(1)知识目标:①理解通用示波器的工作原理;②熟记通用示波器各旋钮名称和功能;③透彻理解通用示波器面板上开关、旋钮的功能。

(2)技能目标:学会初步使用通用示波器,掌握操作方法。

(3)情感目标:①培养学生分工合作协调能力、参与意识与责任感;②提高学生操作能力;③培养学生学习兴趣。

教学方法:项目法、任务驱动法。

教学手段:多媒体课件、仿真实验演示、仿真实验强化训练。

综上所述,对于检测这种侧重实践应用的课程,如果采用传统的集中式理论授课方式,无法将理论与实践紧密联系在一起,不利于激发学生的学习兴趣,也不利于提高学生设计开发的技术能力,不符合高等职业教育以就业为导向的培养目标。采用项目化教学可以在项目的实现过程中进行模块化的理论教学,将抽象的理论寓于浅显的实践中,使理论与实践有机结合,调动了学生学习的主观能动性,培养了他们的创新意识,有利于培养理论扎实,动手能力强的学生。

(作者单位:江苏省连云港工贸高等职业技术学校)