“测控电路”课程的教学改革

张玉萍， 李 辰

(1. 哈尔滨理工大学 测控技术与通信工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150080)(2. 哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院， 黑龙江 哈尔滨 150001)

0 引言

“测控电路”是测控技术与仪器专业本科生必修的一门专业基础课。该课程要求学生在熟练掌握“电子技术”、“微机原理”及“单片机技术”等前期基础理论课程的前提下，学习测控系统常用的信号放大电路、信号运算电路和信号转换电路等信号调理电路及数字与逻辑控制电路等专业理论知识。课程涉及的知识面广，对学生的知识综合运用能力要求较高，实践性和应用性较强，同时所采用的技术与方法伴随工业的进步发展迅速。

近年来，中国高等工程教育有了长足发展，基本适应国内经济社会发展的需要，其规模已经达到世界最大[1]。2016年6月，我国加入《华盛顿协议》，成为该协议正式成员，这标志着具有国际实质等效的工程教育专业认证的帷幕在我国已经拉开[2～5]。工程教育专业认证遵循三个基本理念：成果导向；以学生为中心；持续改进。这些理念对引导和促进专业建设与教学改革、保障和提高工程教育人才培养质量至关重要[6～8]。

在工程教育专业认证的大背景下，继续采用传统的形式和方法进行“测控电路”课程教学已不能满足工程教育专业认证的实际要求。因此，为切实支撑专业认证和学生能力全面提升目标的实现，以工程教育专业认证的三个基本理念为引导，针对“测控电路”课程的教学理念、教学内容、教学方法、评价机制等方面进行相应改革势在必行。

1 改革内容

工程教育专业认证的三个核心理念(成果导向,以学生为中心,持续改进)，主要强调的是学生能力的培养，如自学能力、分析与解决问题的能力、主动学习能力、主动实践能力、团队工作能力、交流与沟通能力等等，中心是学生如何学好。这种能力导向的要求，引导教学从知识传授型向能力培养型转变。

1.1 转变教学理念

我国工程教育专业认证通用标准共有7个指标，依次是学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件。这些指标的设置充分体现了以学生为中心的理念：学生是首要指标，其他指标都是围绕着使学生达到毕业要求、进而达成培养目标设置的。

教学设计、教学过程、教学评价要以学生为中心。把握工程教育要面向工程实际的基本原则，全方位引导学生培养运用所学知识解决复杂工程问题的能力，正确认识工程对于客观世界和社会的影响。

图1给出了解决复杂工程问题能力的培养模式与传统培养模式的区别。

图1 解决复杂工程问题能力的培养模式与传统培养模式的区别

“测控电路”课程教学主要是教会学生在实际测量与控制应用中熟练地运用课程知识解决实际工程问题[9]。因此，教师应该转变传统教学中的纸上谈兵及照本宣科的理论教学理念，而是在实际教学中加强工业生产和科学研究中经常用到的典型测量与控制电路的原理、功能及应用范围等知识的介绍，同时注重启发学生如何将各个单元功能模块电路按照信号调理过程适当组合成系统功能模块，提示学生在进行系统组合时应着重注意的关键问题，如各单元模块间的阻抗匹配等问题，培养学生的系统分析与全局设计理念。

按照这样的培养模式，更新教学理念。教师对于学生的要求更多地集中在培养学生的学习主动性、对问题的深入探究和钻研精神以及追求创新的态度和意识。这就对教师本身在知识结构、教育教学技能、教学与管理艺术等方面提出了更高的要求，要不断更新自身教育理念，与时俱进。

1.2 改革与优化教学内容

课程教学内容要面向测控技术与仪器专业工程教育认证目标，以培养行业认可的复合型工程人才为导向，突出学校与学科专业特色，紧随生产与社会的发展，与相关产业与领域的需求相结合。以此为原则，保留原有教学内容中的经典核心部分，删减或剔除与专业认证目标不相符合的内容。

教师在授课过程中应结合自身研究方向，增补介绍反映本专业前沿发展现状和趋势的有关新材料、新工艺、新技术和新装备的内容，使教学内容做到融经典、基础、实用、前沿于一体。适当淡化教学内容中的深奥理论知识，增强应用与实践，以激发学生的学习兴趣。可以更多地与实验相结合，创造机会让学生通过实验，直观接触与动手实践，深入理解测控系统所涉及应用电路的设计原理与方法。强调对重点和难点的把握，精心组织，讲深讲透。

传统教学过分强调共性培养，忽视个性发展。在“三统一”(统一教学计划、统一教学大纲、统一教材)的禁锢下，课堂教学成了标准套餐，学生无论胃口大小，口味轻重，每人一份填进肚里。共性培养忽视了学生的个性发展，不利于培养学生的创新意识和创造能力。工程教育专业认证的基本理念就是引导教学模式向以学生为中心转变。为了强调学生在教学中的主体地位，我们设计了研究型教学模式，将“测控电路”课程的全部教学内容分为三大模块。各教学模块的教学模式如图2所示。

图2 教学模式示意图

针对各模块特点分别采用不同的教学模式。第一个模块是测控电路的基础知识，具有理论性强、基本概念多的特点，因此采用教师主讲的教学模式；第二个模块为实验内容，具有应用性强的特点，采用学生自学与教师辅导相结合的教学模式，引导学生广泛阅读相关教材并动手实践，鼓励自学能力强的学生在知识深度与广度上进一步加强；第三个模块为课程设计相关电路的设计，具有综合性强、实践性强的特点，采用专题设计、形成设计报告的教学模式，教师指导学生通过网络和图书馆查阅大量的参考文献，了解所设计专题的国内外研究现状，找出解决问题的方法，设计出合理的解决方案。

在教学过程中始终把学生放在“中心位置”，充分体现“以学生为本”的教学理念。师生的角色发生了重大转变：教师不再是知识的拥有者、传授者和控制者，而是教学过程的参与者、引导者和推动者；学生不再是知识的被动接受者，而是主动学习者、自主建构者、积极发现者和执著探索者。

1.3 突破与创新教学方法

面向工程教育专业认证需求，教师要实现教学方法与手段的不断突破与创新，以提高教学质量。教学方法要针对工程实际，可以采用案例分析、综合设计、小组学习、专题训练等方式，培养学生主动学习和团队合作能力，提高工程意识和设计技能。教师要深入研究当前国内外工程教育的发展形势，将国际上最新的科学思想和科学成果传递给学生。在教学过程中教师要有效利用多媒体教学资源，使知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动主观学习积极性。

为训练学生的独立分析与思考能力，提倡教师在课堂上提出问题或布置课后作业，启发学生去思考并组织分组讨论，教师再进行归纳总结和点评，让学生能够主动参与学习。在课程教学中可根据教学难点与重点，有针对性地开展专题讨论与专题作业。讨论与作业的形式也需多样化，以便于活跃学生思维，增强创新意识。

1.4 多元化考核评价机制

为检验课程教学效果，考核评价必不可少。工程教育认证指标体系明确要求以(全体)学生的学业成就作为认证的重要内容，并要求建立起一个有效的学生成就评估体系。建立各项毕业要求与课程间的支撑关系，然后根据课程对毕业要求各指标点的支撑强度，给出不同的权重系数，作为评价的目标值，支撑各指标点的所有课程权重系数之和等于1。这样就把“毕业要求”概念性的表述转换成可判断的指标点，把指标点的实现逐项落实到教学活动，对各项教学活动及其结果逐项进行评价并记录在案。将毕业要求达成与否和每门课程、每个主要教学环节的质量要求对应起来，建立起有效的成果导向的学生能力达成与评价体系。

将基于成果导向的学生能力达成评价应用于本课程的考核评价机制中，在常用的平时考勤、课堂作业与期末考试成绩的考核评价机制基础上进行多元化拓展，有助于提高学生的学习积极性。

针对“测控电路”课程教学特点，采取“平时考核+期中考核+期末考核”的考核模式。平时考核包括：出勤、实验考核及专题报告。从考勤、课堂讨论、课堂作业等方面进行综合评定，重点考查学生的学习态度、学习的主观能动性等；实践考核结合实验教学及课程设计进行，通过实验设计报告以及专题报告，考察学生的创新思维和创新能力、实践动手能力等；期中考试重点考查本课程的基础知识及基本理论部分；期末考试适当增加主观题和应用型试题比重。通过考核评价机制的多元化拓展，全面准确地反映学生学习效果，进而客观评定毕业要求及课程目标的达成度。

2 结语

在工程教育专业认证的基本理念引导下，我们对“测控电路”课程的教学理念、教学内容、教学方法及考核机制等几个方面进行改革，经过2013～2016年的3个年度，每年度6个班级的实践，通过毕业要求及课程目标达成度的分析可知：该项改革对学生的工程应用能力提高具有积极的促进作用，符合工程教育专业认证的基本理念。