工程认证导向下“检测与转换技术”课程改革

付荣荣， 王　娜， 时培明

(燕山大学 电气工程学院， 河北 秦皇岛 066004)

0　引言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。在我国，开展工程教育专业认证遵循以下基本理念：以国际先进理念“学生为中心、产出导向、持续质量改进”为指导，促进专业教育教学改革，从以教师为中心、知识导向转向为以学生为中心、能力导向，从而不断提高专业人才培养质量。

“检测与转换技术”作为自动化专业的必修课，主要讲授检测技术和测量系统的基本知识，各种类型的传感器的工作原理、测量电路和应用等内容。课程所授内容对工程教育认证提出的最新版毕业要求起到了极大的支撑作用[2，3]。

本文从理论教学方法、讨论课方案设计、考核评价标准等几个方面对该课程的教学进行改进，以期充分调动学生的学习积极性，使学生深入理解和掌握检测与转换技术，提高学生的综合素质和国际竞争力，并对教学进行了反思以及对持续改进提出了相应的措施，满足工程教育认证的要求。

1　讨论课及其方案设计

讨论课是培养学生自主学习能力的重要形式。通过讨论课使学生加深对传感器基础知识的理解、扩宽知识面，进一步了解常用传感器的结构及工程应用实践；初步具备查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究的能力；提高学生综合运用本课程知识，分析、理解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力，并引导学生积极思考、主动学习，锻炼和提高学生的交流、沟通和表达能力以及团队合作能力，培养学生的责任感和职业道德。

针对2015版工程专业认证通用标准中所提出的毕业要求，“检测与转换技术”课程的讨论课对其中三条学生能力的支撑情况如表1所示[4]。

表1　讨论课对专业认证毕业要求能力支撑

在工程教育认证理念指导下，重点通过讨论课培养表1中所涉及的相关能力。讨论课具体实施方案如图1所示：

图1　讨论课具体实施方案

讨论课采用分组的方式进行，每组3～4名学生。每两组完成同一个讨论题目，其中一组为汇报组，另一组为互动交流组。相互协作完成所规定的文献查阅汇总、PPT制作、讲演和讨论任务。具体分工如下：

(1) 汇报组：围绕着所选题目，进行文献查阅，PPT制作，讲解以及问题的回答。

(2) 互动交流组：围绕该题目，进行文献查阅，资料整理，问题思考及报告的撰写。

以“常用物理量检测方法及系统应用研究”这一讨论题目为例，该题目要求学生针对不同的物理量的检测，包括温度的测量、应变和应力的测量、位移的测量、压力的测量和加速度的测量进行讨论。具体的要求以温度测量为例，参与讨论的学生要提出常用测温方法、温度补偿方法并举实例说明(如霍尔传感器温度补偿)；指出常用的温度传感器，市场上的产品类型、特点及选用策略；分析测温技术现状及难点以及列举低温、中高温、高温的温度测量的应用实例。

讨论题目在课程进行到2/3时下发，学生自行选题并可以有所发挥，讨论课进行的时间安排在理论课教学的最后。学生以小组为单位，在讨论课前须根据讨论题目进行充分地学习、准备好讨论资料；在讨论课上进行汇报展演、提问/回答问题和讨论；课后提交小组总结报告。任课教师对各小组的汇报进行纠错、补充和答疑，引导学生深入思考和积极讨论，并对讨论主题进行归纳总结。讨论课能增加师生之间和学生之间的互动，能充分调动学生自主学习的积极性。

2　考核试卷设计

讨论课侧重点在于培养学生的深入思考及自主学习能力，是基础知识学习的拓展和延伸。安排卷面考试(占总成绩的70%)侧重点放在“检测与转换技术”课程的基本知识的考核上，以点-面结合的方式设计考试试卷。

所谓点-面结合的方式是指，试卷中题目整体而言有一定的递进性，具体的列题内部也有一定的递进性。举例而言，试题从选择题出发，以不定项选择的形式将课程所涉及到相对零散但又很重要的知识点进行考核。在选择题之后是综合题，综合题分两部份，前部份覆盖了绪论及检测装置基本特性的内容，侧重考察学生在学习了“检测与转换技术”课程之后，对于课程总体的理解，考察学生对于检测系统的概念及组成部分、检测系统的动态特性及静态特性的掌握情况。综合题后部份的每一道题都围绕着一种传感器(电阻式、电感式、电容式、热电偶、霍尔传感器)进行从浅到深的考核。试卷设计侧重基础，与讨论课形成很好的互补。

试卷设计还具有全面性和开放性的特点，主要体现在除了不定项选择题以外，综合题的一个大题由若干子题目组成，这若干子题目得分之和是大于大题目的满分的。学生可以根据自身能力选择有把握的子题进行作答。如一道大题的满分10分，该道大题中包含的子题目分值之和则为12分，学生可以选择其中10分的子题目作答，多做不多得分。这样的出题意图是让试卷覆盖更全面的知识，出现在试卷上的子题目会加深学生对知识点的印象，对学生的长期知识掌握有益，避免学生对所学课程的“不考约等于不重要”的错误想法。另外这样设计题目，也是想让不同层次的学生都有所收获，达到分层考核的目的。

3　教学思考与持续改进

教师在完成讨论课题目的过程中应该针对2015版工程专业认证通用标准中所提出的诸多能力让学生进行锻炼，改变自己唱独角戏进行满堂灌的这种模式，给学生设计一些思考条件。教师在理论教学中，就每一种传感器，进行原理-等效电路-测量电路-应用几块内容的讲解，属于纵向讲解；在讨论课中设计题目的时候，让学生尽量横向思考，比如就“加速度的测量”这一题目，可要求学生从以下几个方面思考：

(1) 测量的必要性分析及发展趋势；

(2) 测量物体加速度的方法及系统；

(3) 对于加速度测量系统的特性分析；

(4) 给出测量系统应用实例(说明测量背景、测量要求，测量原理、系统构成及特性、精度分析、结论等)。

有了这些思考的方向，学生就会以测量加速度这一应用为出发点，回顾所学的各种传感器，结合着题目的要求，横向地联系所学知识，使所学得到的知识进一步巩固。

关于课程的持续改进，课程的改革初衷是为了让学生更好地掌握知识，更好地培养能力，更好地适应社会的需求。在实施过程中，发现少数学生存在着不认真完成讨论题目的问题，存在着组内成员沟通不够的问题。这可能与学生以往的学习习惯有关，习惯于单独作战，不善于或不愿意求助同学。这使得教学效果不能充分发挥，这也正是讨论课需要继续进行下去的主要原因。通过设计讨论课，不仅是给学生们创造交流合作的机会，还要让学生知道讨论课设置的目的并认同这种形式。在今后的教学中，将给学生们设立一个明确的榜样，让他们知道讨论课要做到什么程度，而这个榜样就是从前一年中选出1-2表现好的小组，给下一年级的学生做为示范，以分享他们的经验和成果。对于少数上课就往后坐且与教师和同学零交流的少数学生，教师要主动关心和激励他们，挖掘他们的潜力，使他们尽快地融入集到体中来。

4　结语

本文介绍了“检测与转换技术” 课程在工程教育认证理念下所进行的课改探讨。坚持以学生为中心，为学生创造开放的学习气氛，充分调动学生的学习积极性，使学生深入理解和掌握检测与转换技术，并找到学习知识的意义和乐趣。培养学生在问题分析、团队协作及沟通等方面能力，提高学生的综合素质和国际竞争力，满足工程教育认证的需求。

参考文献:

[1]陆勇. 浅谈工程教育专业认证与地方本科高校工程教育改革[J]. 武汉市:高等工程教育研究,2015,6:157-161.

[2]金伟, 齐世清, 吴朝霞, 王建国. 现代检测技术(第三版)[M]. 北京: 北京邮电大学出版社, 2014年2月.

[3]金梅, 张立国, 金菊. “传感器原理与设计”课程立体教学模式的改革[J]. 南京:电气电子教学学报, 2016, 38(4):48-50.

[4]中国工程教育专业认证协会. 中国工程教育专业认证协会工程认证标准(2015版) [S]. 2015年3月.