浅谈中职学校测控技术及仪器专业导论课程教学思路

浅谈中职学校测控技术及仪器专业导论课程教学思路

文/李莹莹，河南义马煤矿职工中等专业学校

测控技术及仪器专业是一门应用性极强的专业，该行业专业技术人才一直处于供不应求状态。而中职学生报考本专业以后，由于此前所受教育无相关知识基础，如果直接导入课程体系，不仅难以确保教学实效，更有可能让学生产生厌学情绪，影响今后对于本专业的学习。笔者认为，围绕课程体系打造出一个专业导论课程，使学生能够有效衔接好今后需要学习的知识显得非常重要。

中职学校；测试技术及仪器；导论；教学思路

1 测控技术及仪器专业导论课程设置非常必要

测控技术与仪器专业是建立在精密机械、电子技术、光学、自动控制和计算机技术基础上，以工为主，多学科综合的专业，探讨各种精密测试和控制技术的新原理、新方法。笔者在长期教学实践中总结发现，本专业导论课程开展的必要原因包含如下几方面：

1.1 课程门类存在多学科知识交叉

本专业的主要课程包括机械设计基础，电工电子学、微机原理与应用、自动控制、光学、测控电路、光电检测技术、传感器技术、智能仪器仪表设计、电路分析基础、电子技术基础、误差理论及应用、计算机程序设计、微型计算机原理与接口技术等，涵盖机械、电子、计算机等多门类的主干课程，课程信息量大。

1.2 注重复合能力的培养

本专业从培养人才方面来看，培养包括面向零件几何精度参数、机械量和热工过程参数的计量测试和控制技术，及仪器的应用和开发研究的高级工程技术人才，广泛适用于质量监督部门、机械、电气、汽车、造船、航空、航天、动力、冶金和石化等多方面产业和科研部门对人才的需求。因此，学生必须掌握机、电、计算机等多个领域的专业技能。

2 课程的教学目标和难点

本课程的教学目的在于初步建立起概念体系，了解专业的知识体系以及后续学习的科目，明确课程之间的衔接关系，合理分配时间，明确学习目的、用法。此外，应当使学生了解专业的应用和发展过程、发展前景、毕业分配和匹配职位。

本课程的教学难点在于，中职新生不具备本专业的基本知识，只能用大量的、实例、类比去定性解释基本概念以及课程体系结构，教学内容的深浅较难把握。同时，导论课的课时一般较少，通常在16学时左右，如何在短时间内让学生建立对专业的初步认识具有难度。

3 课程内容

3.1 基本概念

如测控技术、仪器仪表定义的介绍，包括什么是仪器仪表以及测控技术，并对现实生活中的仪器仪表分类举例，包括医疗、家电、工厂自动化、军事领域、航空仪表、宇航测控等应用的介绍；仪器的历史简介以及仪表的最基本功能组成部分，包括传感器、信号处理、转换、传输部分、信号显示、与人交互部分等；仪器仪表的分类，以及各部分功能的演变、评价指标等。

3.2 介绍传感器技术

包括其基本概念、分类、相关课程（如“传感器技术”），以及性能指标（包括静态指标、动态指标等）。介绍信号调理，用图示方式介绍噪声概念，模拟信号放大、模拟信号滤波的作用，以及相关课程（如“模拟电子技术”）；介绍信号处理，包括频谱分析、滤波等应用简介以及实现平台，包括硬件平台、软件平台及工具简介；介绍相关课程如“数字信号处理”、单片机、DSP等相关技术；介绍可靠性设计，包括特定条件、特定时间、完成特定功能的含义；介绍一般可靠性设计方法，包括电源、信号调理、屏蔽、改善应用环境等方法；介绍通讯技术，简单介绍通信技术的基本概念。

3.3 课堂讨论

课堂讨论仪器仪表的设计方法，回顾仪器仪表的评价指标，并讨论选择如下功能模块的实现技术：包括传感器的类型、原理、使用环境、寿命、精度、厂家、成本、对后续处理的要求；处理部分采用什么结构，模拟电路部分设计、模数转换设计、数字电路部分设计主要芯片选择、处理结构和算法；仪器整体结构，包括PC虚拟仪器结构、独立仪器结构，以及显示方式、输入方式以及主要模块的选择；根据信息存储要求、存储手段、数据导出特征选择存储技术；并考虑可扩展技术，如多台仪器能否联网、如何协调工作、选用何种协议等问题。

4 教学方法的运用

传统的教学方法手段单一，缺乏交流，尤其专业导论课程内容抽象，教学效果往往不理想。为了取得较好的教学效果，可以采用以下方法：

4.1 精心制作PPT教案

计算机辅助教学目前已经成为常态，采用文字、图像、声音、视频等多种媒体表现形式，教学过程中利用大屏幕投影的优势，将一些需要教师在黑板上动态演示的过程做成PPT，既可以在课堂上演示，也可以由学生在课后自己观摩学习。

在应用实例讲解中，可以尝试对现实生活中的仪器仪表分类举例，如医疗器械系列：心脏起博器、X光、核磁共振等，反映了检测技术造成医疗手段的进步；家电行业中空调、热水器等技术进步造成消费者舒适度的提高；在工厂自动化中对温度、压力、转速的测量，以及生产需要的信息资料的获取等。在介绍评价指标时，以测温度为例举例，对于体温、环境温度、实验室精密生化反映温度控制、发电厂生产车间炉温监测等几种情况下需要的量程以及测试精度的对比。目的在于使仪器仪表抽象的知识形象化，便于学生理解。

4.2 引入课堂讨论教学形式

笔者认为，教师可以组织学生就感兴趣的背景问题进行课堂讨论和辩论，讨论议题包括仪器仪表的应用、就业、学科在社会上的作用、前景等有争议的问题，以激发学生的学习兴趣和潜能，明确学习目的。

4.3 创新考核方式

笔者在教学实践中总结发现，专业导论考核方式应当采用能反映学生对专业认识掌握程度的一些方法，如采用课程论文、调研等形式，既可以避免死背书的弊端，又可以培养学生专业的兴趣。在这种考核方式下，学生不需要记忆枯燥的概念，而需要建立相应的知识体系。

5 教学效果分析

经过16课时的学习，新生对于本专业的概念体系、知识体系和课程体系有了初步的了解和认识，并对后续学习的科目以及课程之间的衔接关系做了主动的调研，为今后的学习合理分配时间、明确学习目的打下了基础。此外，学生对专业的应用和发展过程、发展前景、毕业分配和匹配职位均做了一定的了解，开设本课程对于学生的发展必然将会起到积极的促进作用。