基于高等工程教育理念的应用型工科人才课程建设探析——以金陵科技学院传感器课程建设为例

王文红， 刘　钰， 李广水

(金陵科技学院， 江苏 南京　211169)

基于高等工程教育理念的应用型工科人才课程建设探析

——以金陵科技学院传感器课程建设为例

王文红， 刘钰， 李广水

(金陵科技学院， 江苏 南京211169)

摘要:针对目前国内应用型工程师人才匮乏问题，结合应用型院校人才培养的实际情况，开展传感器课程建设改革。以产业需求与发展为导向，确立课程教学目标。基于高等工程教育理念，改革教学内容、方法和手段，生动、有效地推进课内外教学活动。产学研用合作培养，构建多模块化实践教学体系，不断提升学生创新意识和创业能力。该课程改革方案强调工程实践能力的培养。

关键词:应用型工程师；传感器；课程建设；教学改革

0 引言

快速发展的现代社会，需要大量的工程师、技师等应用型人才。发展应用型本科教育是我国高等教育大众化阶段的必然选择，应用型本科教育所培养的应用型人才正是现代经济社会所迫切需要的。在地方性、应用型本科院校中培养一大批符合现代工程教育理念，有创新创造能力，在实际工作中可分析、解决问题，同时也善于发现、提出问题的“应用型工程师”，是目前高等教育人才培养的当务之急。从2005年起，金陵科技学院信息技术学院深入结合CDIO(Conceive Design Implement Operate)工程教育理念[1]，开始研究并实践基于“应用型工程师”培养的课程改革方案。“传感器原理与应用”是一门重要的工科专业基础课，理论性强。因此，我们以现代工程教育理念为指导，自2006年起，学院成立了“传感器原理与应用”课程的精品课程建设小组。在建设过程中，通过教学内容改革，现代教学方法实施，对学生开展全面、生动、有效的现代工程教育。

1 以产业需求与发展为导向，结合课程特点，确立培养“三重素质”的教学目标

参照国际通行标准，我们对与应用型工程教育四个密切相关的群体进行了调查研究。调查对象包括学生、产业界、教师和社会相关全体。然后结合“传感器原理与应用”课程的多学科知识点交融、技术更新速度快、实践性强、与产业结合紧密等特点，进行改革。具体内容如下：

1) 具备完整传感系统知识结构和知识层次。让学生掌握与传感器技术相关的科学、技术专业和社会科学等知识。

2) 要让学生具有对科学和技术的开发利用能力和创新能力，具备不断自我学习的能力，掌握工程思维方法，能够从社会需要中发现问题，从经济角度、社会角度和工程角度综合解决问题。

3) 具备创业创新能力。要培养学生的思辨与创造能力，快速适应社会的能力，职业素养、富有责任感，与人沟通的能力，以及具有持续再学习的能力。

2 改革传感器教学内容和手段，生动、有效地进行“应用型工程师”培养

2.1 采用任务驱动教学法，结合典型案例分析，构建完备理论知识架构体系

以往的传感器课堂，教学重点是原理的讲解、公式的推导等内容。学生学完之后的感觉是，虽然了解了传感器原理，但是在面对实际应用设计时却无从下手。因此，许多学生在学完传感器课程后，觉得这门课程没有实际应用价值，对他们所从事的行业没有任何帮助，从而产生厌学情绪。这不利于正常教学工作的开展，要想改变以往教学问题，首先要改变教学方法。

本课课程组采用任务驱动式教学法，采取任务驱动的方式组织和实施教学。在每次教学中都设置一个任务，然后围绕该任务目标展开各教学环节。具体操作时，可进行实例讲解，从而引出理论性原理。针对任务中所用到的传感器，可讲解其功能、组成、构造。学生通过学习，不仅掌握了传感器的外形结构，也能了解工作原理、电路连接等具体问题。采用该教学法，学生学习目的明确，能够围绕项目利用已学知识和学习资源。学生学习的主动性、积极性被调动起来，学习效率高，知识掌握牢固，为后续专业课的学习打下了坚实的基础。

2.2 引入ISAS教学环节，拓宽学生知识面，提高学生独立分析问题和解决问题的能力

“传感器原理与应用”是一门知识面很宽广的课程。在以往有限的课时内，教师只能对几种典型传感器的原理和功能进行讲解，教学内容不过是传感器大家族中的很小的一部分。因此，把ISAS(Information Search and Analysis Skill信息搜索和分析技能)引入教学环节[2，3]，指导学生利用课余时间，收集大量传感器资料，从中筛选出具体研究讨论的对象，以小组为单位，组织自己所需内容，并进行研讨，最终在课堂上以演讲的方式分享自己的学习收获。一方面，这种方式可以拓宽学生的知识面，使他们与传感技术行业的最新的技术发展接轨，以弥补课堂教学学时不足的矛盾；另一方面，这种方式可以锻炼学生的信息检索能力，培养他们获取信息、分析信息、归纳总结信息等的综合素质。教师要切实做到以“学生为主，教师为辅”，真正实现“授人以渔”的教学目标[4-6]。

2.3 构建网络教育平台，有效延伸课堂教学内容，培养学生自主学习意识

利用现代计算机技术，建设开放式的精品课程网站，给学生提供丰富的网上教学资源。

1) 丰富的网上教学资源方便学生预习和复习。根据教学内容和目标，本课课程组将推导过程做成动画演示。教师可以边推导边提问，给学生留出思考时间，师生的互动性得以大大提高。此外，本课程组通过制作Flash动画、视频演示等将抽象的传感器原理和难以理解的工作过程，直观、生动、形象地展示给学生。与此同时，在网站中上传展示实验内容、过程、步骤、方法的文档材料，让学生随时可以学习。

2) 构建学习效果检测平台。让课程组的教师设计试卷库，建立在线测试系统。让学生通过在线测试的方式检查自己对相关知识的掌握情况。当然，所有测试和习题均配有参考答案，这样有助于学生理解和掌握知识。

3) 在网站上建立BBS讨论版块，进行开放式教学。教师和学生共同在网络上交流。教师可以随时在线解答学生在学习过程中遇到的问题，学生之间也可相互分享学习经验和学习心得。

4) 构建视频资源库，其内容包括：教师授课视频，实验内容视频讲解，学生科技作品展示(含设计步骤)等。通过浏览视频资源，学生可更直观的学习课程内容，同时自主完成简单的科技作品实践。

3 产学研用合作培养，构建多模块化实践教学体系，提升学生创新意识和创业能力

加强与国内外相关企业的密切合作，聘请政府相关部门工作人员、行业协会专家、企业高级主管和省内高校知名专家作课程顾问，在他们的指导下，以江苏省及南京市的信息产业发展为导向，借鉴国内外著名高校该课程取得的成功经验与做法，调整和完善课程定位，设立符合产业发展趋势的实践教学体系。

3.1 基于校内开放实验项目，积极设立各类趣味实验，激发学生学习兴趣

自2008年以来，金陵科技学院为了进一步提高学生的实践能力，促进实验教学改革，提高实验室资源使用效益，设立了开放实验项目。为克服低年级同学专业入门难的问题和他们对专业课普遍存在的畏难情绪，本课课程组依托学校开放的实验项目平台，以日常生活中常见的被测量的传感器为检测对象，设计简单的传感器系统。教师选择简单易操作的检测方法，充分发挥学生的想象力，切实让学生“快乐学习”。此类实验贴近生活，易于实现，旨在激发学生的学习兴趣，体验精彩有趣的传感天地，为后续理论学习和实践设计打下良好的基础。

3.2 依据人才培养目标要求，结合产业需求，精心组织课内实验内容

人才培养方案要求学生学完本门课程后，要掌握常用传感器的性能特点和应用及选用传感器的原则，能根据需要选用合适的传感器，为应用与研发技术的实际工作打下良好基础。结合产业界对该课程知识点的具体需求，本课课程组积极修订课程实验内容，目的在于培养学生运用实验方法研究各种传感器原理及检测系统的能力。实验的内容根据教学内容的具体情况确定，确保教学理论能指导学生的实验实践。

3.3 依托产学研合作项目平台、各类学科竞赛，通过系列化的工程项目实验，提升学生的综合素养

课外科技实践活动是本科生创新能力培养的关键环节之一[7，8]。教师在课程教学过程中要注意引导学生开展课外科技活动，利用现有的与产学研项目合作平台，组织学生参与在校大学生科研训练计划和科技活动竞赛。建立机制，使学生可进入教师科研团队，有计划、有目标地接触实际工程项目，培养他们科学的实验态度，学会常用的实验方法。通过系列的工程项目实验，具体包括：根据给定设计要求，确定检测系统的初步方案、选择传感器、设计信号放大调理电路(要求绘制相关原理电路及PCB板电路)、设计与微机的接口电路(要求提供原理电路图)，引导学生逐步从对传感器特性的研究上升到对系统的研究；使学生掌握传感器的选用、安装、连接等方面的知识，具备一定的设计、组织、调试系统的能力，加强学生工程应用能力。

4 结语

基于高等工程教育理念的传感器技术课程建设与改革，结合典型案例分析，采用任务驱动教学法，构建学生完备的理论知识架构体系。在课堂中，引入ISAS教学环节，拓宽学生知识面，提高的独立分析问题和解决问题的能力。打造网上精品课程，提供丰富的自主学习资源，有效延伸课堂教学内容。与此同时，结合校内开放实验项目，积极设立各类趣味实验，提升学生实践能力。依托学校已有的产学研合作项目平台、各类学科竞赛，通过系列化的工程项目实验，提升学生综合素养。通过以上课程建设内容，可提高学生嵌入式系统的设计能力、开发水平，同时还为培养高素质的“应用型工程师”奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1] 沈奇，张燕，罗扬.应用型本科实践教学体系的构建及改革[J].实验技术与管理，2010(12):39-41.

[2] 覃华，苏一丹.印度NIIT教学法及其在高校教学中应用的研究[J].广西大学学报，2004(9):73-78.

[3] 姜利英，张法全，梁威.“传感器原理及应用”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2009(1):102-103.

[4] 张良友.探讨以实践能力为主的“NIIT”教育模式[J].吉林农业科技学院学报，2005(9):24-27.

[5] 郭勇义，韩如成.加强实践教学改革，培养学生工程实践能力[J].中国高等教育，2009(8):27-28.

[6] 赵小灵.项目教学法在传感器课程中的应用[J].企业科技与发展,2009(12):32-35.

[7] 田逸.试论高等工程教育的培养目标[J].华北水利水电学院学报(社科版)，2007(23):83-84，91.

[8] 罗福午，于吉太.以现代工程为背景,进行生动有效的工程教育[J].高等工程教育研究，2004(2):51-54.

[责任编辑：李强]

收稿日期:2016-02-23

基金项目:江苏省高校哲学社会科学基金项目(2013SJD880078)； 教育部人文社会科学研究专项任务项目(工程科技人才培养研究)(13JDGC018)

通讯作者:王文红(1969-)，男，副教授，主要从事高等教育管理与研究。E-mail:wwh@jit.edu.cn

中图分类号:G420

文献标识码:A

文章编号:1671-6876(2016)02-0173-03