转型发展的地方高校工科课程建设思考与探索

王文红　李广水

摘要：针对地方经济发展所需应用型工程人才匮乏问题，结合地方高校工科人才培养实际情况，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。抓住地方高校转型发展的机遇，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，学生毕业后实现零距离上岗，深受用人单位欢迎。

关键词：应用型工程师；传感器；课程建设；教学改革

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）34-0161-02

一、引言

现代经济社会需要大量的应用型人才。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，而其培养的应用型人才正是现代经济社会所需。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，具备创新思维和能力，在生产一线的工作中急需研究解决的现实问题就是培养一批不仅能发现问题、提出问题，还能解决问题的“应用型工程师”。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，开始研究并实践基于“应用型工程师”培养的课程改革方案。其中“传感器原理与应用”作为一门重要的工科专业基础课课程，理论性高，实践性强。因此以现代工程教育理念为指导，自2006年起，学院成立“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，通过改革课程教学方法，运用现代教学手段，训练学生能够掌握传感器的知识和技能，对学生进行全面、生动、有效的现代工程教育。

二、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

1.具备完整的传感系统知识结构和知识层次，掌握与传感器技术相关的科学知识、技术专业知识和社会科学知识。

2.具有对科学技术的开发利用和创新能力，能掌握工程思维方法，具备自主学习能力，能够从社会需要中发现问题，并具备综合解决问题的能力。

3.具备反思与创新思维、职业道德和责任感、人际交往能力（团结合作、使用外语进行书面或口头交流）等创业和社会适应能力，并且具有可持续发展思维。

三、改革传感器教学内容和手段，有效地进行“应用型工程师”培养

1.采用任务驱动教学法，结合典型案例分析，构建完备的理论知识架构体系。传统的教学模式过于注重书本上的定义及公式推导。缺乏对传感器的详细讲述，从而培养出“眼高手低”的学生。学生虽然可以掌握良好的理论知识，但在真正运用传感器去处理问题时，却手足无措，不知如何下手，甚至很多学生学习完传感器课程后，仍感觉不出传感器的实际价值。要改善传统教学的弊端，首先必须要改善教学方法。本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。每次教学以一个任务目标为主线，进行案例分析，结合各知识点进行讲解。讲解任务所用的传感器的功能、组成构造等原理，让学生在认识传感器外形的同时，更能明白传感器的内在构造、应用场合及工作原理。采用该教学法，学生学习目的明确，能够围绕项目组织已学知识和学习资源。充分发挥学生的学习主动性及潜能，充分开拓学生的思维，从而为后续专业课的学习打下坚实的基础。

2.引入ISAS教学环节，拓宽学生的知识面，提高独立分析问题和解决问题的能力。“传感器原理与应用”是一门知识面很宽泛的课程。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。因此引入ISAS（Information Search and Analysis Skill信息搜索和分析技能）教學环节，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，最终在课堂演讲与其他同学分享自己的收获。一方面，可拓宽学生的知识面，使其与传感技术行业的最新的技术发展相接轨，以弥补课堂教学学时不足的矛盾；另一方面，可锻炼学生的信息检索能力，培养其自身获取信息、分析信息、归纳总结信息等方面的综合素质。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。

3.构建网络教育平台，有效延伸课堂教学内容，培养自主学习意识。利用现代多媒体手段提供的网上教学资源，建设精品课程网站，主要包括课程介绍、教学视频、电子教案、实验指导、习题库、在线测试、学生科技创新作品展示园地、传感器资源网站汇总等。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，本课程组将推导过程做成动画，教师可以在讲解的同时给学生留出思考时间，避免了传统教学的枯燥乏味。对于抽象的传感器应用案例，本课程组制作成Flash动画可以直观地展示给学生，让学生更容易理解。对于实验教学，可以设计方便学生随时预习的文档材料，主要包含实验内容、过程、步骤、方法等。②设计试卷库，在线测试系统等多种测评方法，便于学生检查自己对相关知识的掌握程度。所有测试和习题均配有参考答案，有助于学生理解和掌握。③在网站中建立BBS讨论版，进行开放式教学。教师和学生共同在网络中交流，教师可以随时掌握学生遇到的问题、了解学生的学习成果，学生之间也可以进行讨论，并分享自己的经验。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，学生可更直观地学习课程内容，同时自主完成简单的科技作品实践，提高学习兴趣。

四、产学研用合作培养，构建多模块化实践教学体系，提升学生的创新意识和创业能力

1.基于校内开放实验项目，积极设立各类趣味实验，激发学生的学习兴趣。自2008年以来，学校为了进一步培养学生的实践能力，促进实验教学改革，提高实验室资源使用效益，设立开放的实验项目。为克服低年级同学专业入门难的问题，及对专业课产生的畏难情绪，本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为检测对象，设计简单的传感器系统。选择简单易操作的检测方法，充分发挥学生想象力，切实做到“快乐学习”。此类实验贴近生活，旨在激发学生的学习兴趣，体验精彩有趣的传感天地，为后续理论的学习和实践打下良好的基础。

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。根据人才培养方案中对本门课程所达的教学目标：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的基础；结合产业界对该课程知识点的具体需求。本课程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，时效性强。

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。本科生创新能力培养的关键环节就是课外科技实践活动。在课程教学中一定要引导学生开展课外科技活动，利用现有的产学研项目合作平台，组织学生参与在校大学生的科技活动竞赛。鼓励学生提前进入实验室，可以让学生有计划地接触工程项目研究，培养学生科学的实验态度。通过工程项目实验，具体包括：根据给定的设计要求，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）。让学生逐步掌握传感器的选用、安装、连接等知识，培养学生设计、组织、调试系统的能力，加强学生的工程应用思路。

五、结语

自2006年，本课程在计算机专业嵌入式系统方向開设以来，以综合实践项目和各类竞赛活动为载体，在学生中积极开展基于传感技术的嵌入式项目开发活动，成果丰硕。2013年和2011年分别获得江苏省优秀毕业设计三等奖一名，第四届江苏省大学生机器人大赛二等奖，第四届“纵海杯”嵌入式系统竞赛本科生组一等奖一名、二等奖两名，校级优秀毕业设计2名。2010年，获第三届“纵海杯”嵌入式系统竞赛本科生组二等奖一名、三等奖两名，校级优秀毕业设计3名。2009年，获第二届“纵海杯”嵌入式系统竞赛本科生组二等奖一名，校级优秀毕业设计2名。2008年，获第二届“ZLG”杯ARM嵌入式系统毕业设计竞赛获全国三等奖。自2008年以来，该专业毕业生协议就业率均高于全校平均值，用人单位对毕业生的满意度较高。由此可见，通过基于高等工程教育理念的传感器技术课程建设与改革，能提高学生传感系统的设计能力、嵌入式系统开发水平，同时为培养高素质的“应用型工程师”人才奠定坚实的基础。

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