工程教育专业认证背景下《检测与传感技术》课程实践教学改革研究

李智慧+张德贤

摘要：工程教育专业认证的核心是“合格认证”及“能力导向”。文章以“检测与传感技术”专业课为例，讨论专业认证背景下实践类课程应如何适应学生需求。从分析现有存在的问题出发，提出从课堂教学内容、教材选取、考试形式改革等方面入手，改进该课程的教学方法，使学生真正从兴趣出发去学习并掌握传感器与自动检测技术，提高学生的综合素质。

关键词：工程教育专业认证;检测与传感技术;教学改革;寓教于乐

中图分类号：G712     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）42-0111-02

工程教育专业认证核心之一是“能力导向”。“能力”指工程类学生培养的质量及利用学科知识分析与解决问题的能力。工程教育专业认证可促进我国工程教育的国际互认，提升国际竞争力。我国工业科技发展迅速，需要大量不同规格的工程技术人才，这些高质量的工程技术人才主要依靠高等学校培养。工程教育专业认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。工程教育专业认证是各高校促进专业建设、提高人才培养质量的契机，也是工程教育改革的必然趋势和内在要求。目前，不同类型高等学校培养目标趋于雷同;实践教学、工程课程设计、毕业设计等实践类的课程开设严重不足;培养的人才不能完全适应产业发展的要求，要培养以能力导向为目标的电子类专业人才，必须加强对工科学生实践动手能力的培养，实行“应用型、差异化、重实际”的培养模式。借鉴国内、外优秀大学培养人才理念，不断改进优化专业培养。

一、课程特点及存在问题

《检测与传感技术》介绍检测技术的定义、工业检测现场所涉及的检测手段、常见传感器结构、工作原理、主要参数、检测电路及其典型应用。学生可以了解传感器的基本概念、构成及与传感器原理有关的物理定律，传感器及现代检测技术发展的趋势。涉及到的学科面广，是自动控制学、物理学、电子技术、数学、机械工程学的交叉融合，是电子信息类专业必修的一门实践性很强的学科平台课，主要内容有电阻应变式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、光电式、超声波传感器等。本学院电子信息类专业所开设的《检测与传感技术》总课时44学时，目前没有实践环节。由于一些基础理论知识的推导，使得学生开始学习本课程时感觉抽象、枯燥、不适应。上课学生学了一肚子枯燥的理论，又没有相应的实验验证及课程设计去动手实践，所以学了等于纸上谈兵。学生的实践能力没有得到提升，也无法培养学生实际设计电路分析电路的能力。还有，本课程包括各类传感器基础理论、检测技术基础理论，短短40多个学时是远远不够的。课堂教学内容的选择是个问题。另外，传感器的发展日新月异，教材选取及教学内容的更新是个重要内容，要能使学生全面了解传感器发展最新动态，从而提高将来毕业后对工作的适应能力。针对以上存在的问题，本文笔者就课堂教学中教材选取、课程内容和教学方式、实践环节、考试及成绩评定形式等方面改革进行探讨。

二、教材选取要图文并茂

本课程在电子专业的课程体系中，起着承前启后的作用，其目的是在于增强创新开发能力和提高专业技术水平。学生学习该课程时，通常感觉思维跟不上，知识点多而分散。因此为了学科发展，为了迎接工程教育专业认证，首先在指导书及上课教材的选取上颇下了功夫。现在可选取的教材多而杂乱，满目尽是公式和多而繁乱的原理剖图。教师把书上公式搬到黑板上或者多媒体课件上对着念，下面是一群昏昏欲睡的学生。教材选取的原则一定要“图文并茂”，最好能让学生“看图识记”、“看图说话”，为配合工程教育专业认证并从根本上改变该课学生厌学不好学的现状，笔者正主编《自动检测与传感技术及实例分析》，该教材注重学科纵向体系模式，将常见传感器知识整合成6大模块，将该领域的专业内容与能力培养同时进行，按照工业生产要求和实际需要，模块着重于新知识和新技术的应用，突出专业知识的综合应用和专业能力的培养，设计了模块目标、要求、计划、实施等环节，并及时给学生介绍。该教材比较注重实用性，清晰易懂，把原理与应用有机融合，在实例中讲原理，在配套的课件演示动画图中，了解电路设计的原理及工业现场模拟运行状况。目前课程组老师准备编写自己的实验指导书，每章都涉及到一种传感器小而实际有趣的应用实例，以提出问题的形式引发学生思考并完成。在理论授课时，先从一些生活中的例子、直观的图片、视频、媒体大片中曾出现先进传感器的短片等资料入手，以典型应用为起点，先激发学生的学校兴趣，带着好奇心去了解相对应传感器的工作原理，用多媒体课件和网络学习相结合的方法，课件制作以教材为基础，不断加入最新的科学技术成果及内容，充分利用现代化教学设备和手段辅助教学，扩展学生视野，最终使学生掌握检测技术的基本技能。充分结合生产生活实际。在总学时上，考虑增加到60学时。增加课程设计环节，提高学生的专业素质、创新意识和实践能力。

三、实践教学内容要寓教于乐，娱寓于学

实践教学内容要贯穿于实验、课程设计及毕业设计等所有实践环节中，让学生有一个学以致用、做中教、做中学、做中练、做中熟的学习过程。工程教育认证重点突出应用，突出专业特色，所以对于课程来说，突出实践性应用不但要从课堂教学不断渗透，更要在实验、课程设计中逐步引导和加强。如果教师教学没有什么实践性内容，只有条不紊地按照传感器的各种转换原理，从一种传感器组织讲解到另一种传感器，决定了很少甚至几乎与企业发展、传感器本身技术发展相脱节，学生学习和教师教学也显得枯燥乏味。实践教学包括实验及课程设计两个部分，严格说来也包括了部分同学的毕业设计。实践环节一定要调动学生积极性及求知欲。传感器的基本工作原理和其对应的测量电路无论听起来还是学起来都比较乏味，而传感器的应用结合生活中的实例会比较有趣。超市收银扫描笔、银行自动感应门、小区楼道自动感应灯、自动干手机等都是能引起学生兴趣的不错的例子。开始上课之前的绪论部分，可以用大量生动形象的与生活及生产息息相关的例子如机器导盲犬、智能安全门、智能电子锁、生命探测仪等引导学生步入传感器世界。比如讲授电涡流传感器时，从四、六级重大的考试进场前防止学生带手机的金属探测仪，到看的老战争影片中的排雷仪，到一些重要场所的安检通道，让学生首先了解这类传感器应用的广泛性和重要性，激起学生兴趣。然后，我们引出电涡流传感器的工作原理：由于金属的电涡流效应，当探测线圈靠近金属物体时，金属导体表面会产生电涡流，电涡流产生的磁场会使探测仪振荡回路中的能量损耗增大，检测出这种变化并转换成电信号，再由此判定探测线圈下面是否有金属物体。就让学生借此了解为什么能够检测，就是工作原理的讲述。讲述完再进入实例，让学生自己去发现电涡流传感器在位置测量、安检中的应用要点，测量转换电路应该怎么设计。最后让学生主动思考，平时生活中，能在哪方面应用，应该怎么去设计，然后应该选什么型号。这样学生对于这类传感器肯定就印象深刻了。另外，在讲一种传感器时，要结合已经学过的传感器，找出各章联系点或者这种传感器优点。比如电涡流接近开关，与电容式的接近开关有哪些不同，各自适合在什么场所应用。比如在讲述防盗监控方面，压电式周界报警电缆与红外的优缺点及区别，这样在趣味中体会学习知识的快乐。

四、考核方式及成绩评定方式

《检测与传感技术》内容难学，各章节具有独立性，知识点之间的联系较少，涉及到电子技术、电路分析、物理化学、数学等基础知识。针对以上特点，考核方法重在应用与综合，不以识记为主，所以考试形式由原来闭卷改为开卷考试。从调查的情况看，可以减轻学生考试压力，不用单独追求分数的高低，把学习的重点用于应用和实际解决问题的能力训练上，几乎所有的学生对开放性的实验和课程设计给分方式持欢迎和支持态度，有利于引导学生向能力培养方向发展。实践课内容灵活多样，强调应用与综合，强调对知识的分析和归纳，比如让学生设计自动分检器，分拣出金属和非金属，白色和黑色物质的生产流水线，设计教室照明自动识别系统，识别是否有学生在自习，从而决定打开灯的数量和位置等。在一定程度上减少学生作弊，对端正考风有帮助。成绩最终的评定以设计和最终作品两个部分，使成绩成为衡量学习态度及学到多少知识的标准，而不是简单的得到学分的工具。

在工程教育认证背景下，通过几年来对《检测与传感技术》这门课程的探索、教学改革，充分调动了学生学习的积极性，提高了该课程的教学质量。在实践教学方面，实验室购进了部分典型的传感器，可以直接看到内部实物的构造，让学生有个直观的认识。在14版大纲中，又增加了具体课程设计内容，确定几种应用较多且价格相对便宜的传感器，让学生在其中自由选题并做成实物，从而引发学生学习兴趣及作品完成的成就感。电子技术学科组会继续努力探索，进一步提高该课程的教学质量。使该专业学生能在学习本课程后，适应一般生产需要，在日常自动检测技术的应用及设计方面有突出的成绩。

参考文献：

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