基于PDCA循环改进法的传感器与检测技术课程改革

2020-05-25赖联有许伟坚陈仅星程隆双

高教学刊 2020年16期

赖联有许伟坚陈仅星程隆双

摘要：课程教学改革不是一蹴而就而是一个持续改进的过程。针对课程教学中存在的问题，提出把用于质量管理PDCA循环改进法应用于课程改革，建立持续改进的课程制度，可以有效的不断提高教学效果。近三年的教学成果表明：基于PDCA循环改进法的课程改进是行之有效的方法。

关键词：课程改革;PDCA;持续改进;传感器与检测技术

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2020）16-0136-03

Abstract： The teaching reform of curriculum is not achieved overnight， but it is a process of continuous improvement. In view of the problems existing in the course teaching， this paper puts forward that applying the PDCA cycle improvement method for quality management to the course reform and establishing a continuous improvement course system can effectively improve the teaching effect. The teaching results in the past three years show that curriculum improvement based on PDCA cycle improvement is an effective method.

Keywords： curriculum reform; PDCA; continuous improvement; sensors and detection technology

一、概述

《傳感器与检测技术》是信息电子专业的一门重要专业课程。本课程主要培养学生具有根据设计需求选择合适的传感器，设计相应的测量电路，并对检测的数据进行分析处理的能力。课程内容包含两大部分：1. 传感器部分，具体包括：传感器与检测技术概念、传感器的特性、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器、核辐射传感器、生物传感器、集成智能传感器、传感器的标定、传感器可靠性技术。2. 检测技术部分，具体包括：检测技术基础、多传感器信息融合技术、现代检测系统。

课程要求主要包括：1. 掌握传感器与检测技术的基本概念、基本理论和基本分析方法;2. 掌握常用传感器的组成结构、工作原理与测量电路;3. 熟悉并能够根据工艺过程和控制要求进行检测系统传感器的合理选择以及测量电路的基本设计。4. 掌握现代测试技术的工程应用及其发展方向。

传感器与检测技术作为物联网技术的检测前端，具有非常重要的实用意义。在《传感器与检测技术》理论教学和实验教学过程中，发现存在不少问题。如：在课程实验中，实验内容为各种传感器的孤立实验，系统性不足，综合性差;实验内容以原理验证为主，创新性不足等[1-3]。最主要的问题是：教学中发现不少问题其实是老问题、旧问题，可是多年以来改善不多，进步很小。究其原因，不是缺少发现问题的眼睛，而是缺乏持续改进的机制。针对这种情况，自2016年9月起，集美大学信息工程开始对《传感器与检测技术》等系列课程进行改革。本课程改革的内容包括教学内容、教学方法、实验内容、实验方法、课程考核方法等等。但最主要的目的是建立起有效的持续改进课程制度。

二、PDCA循环改进

持续改进也叫PDCA（Plan Do Check Action）循环改进，PDCA循环又叫戴明环，由美国质量管理专家戴明博士首先提出，是全面质量管理所应遵循的科学程序。全面质量管理活动的全部过程，是质量计划的制订和组织实现的过程，这个过程就是按照PDCA循环，不停顿的运转[4-5]。PDCA循环改进如图1所示。

PDCA循环作为一种工作程序，特别是在质量管理中得到了广泛的应用。P、D、C、A四个英文字母所代表的意义如下：

1. P（Plan），即计划，包括目标的确定，及活动计划的制定。要通过市场调查、就业单位访问等，摸清市场要求，确定政策、目标和计划等。包括现状调查、分析、确定要因、制定计划。

2. D（Do），即执行，具体运作，实现计划的内容。根据市场调研获取的信息，进行深入分析，设计具体的方案、方法和计划;再根据计划，进行具体的实践。

3. C（Check），即检查，总结执行计划的结果，分清对错，明确效果，找出问题。检查阶段主要是在计划执行过程之中或执行之后，检查执行情况，检查是否符合计划预期的结果效果。

4. A（Action），即处理，对总结检查的结果进行处理，成功的加以肯定，失败的加以改进。没有解决的问题，提给下一个PDCA循环中去解决。处理阶段主要是根据检查的结果效果，采取相应的措施。对于成功的经验，把其纳入标准化，进行标准化常规化;对于遗留的问题，把其转入下一个PDCA循环去解决。

PDCA是英语单词Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Action（行动）的第一个字母。PDCA循环不是运行一次就结束，而是循环不止的进行改进的科学程序。每一次循环解决一些问题，未解决的问题进入下一次循环，从而实现阶梯式上升不断改进不断完善。

三、基于PDCA循环改进的《传感器与检测技术》课程改革

（一）课程改革的方法

为了持续不断的提高教学质量，改善教学效果，需要建立课程改革持续改进制度[6-9]。集美大学信息工程学院在《传感器与检测技术》课程改革之初就明确：课程改革的主要目标是打破多年原地踏步不前情况，建立持续改进的制度。主要原因有两个：1. 如果建立持续改进的制度，课程改革成功是迟早的事。2. 《传感器与检测技术》与物联网技术关系密切，科技发展变换很快，不可能一步到位、一劳永逸的课改成功。

在《传感器与检测技术》的课程改革中，引入PDCA循环改进，如图2所示。

在P即计划阶段，通过学生深造的科研院所、学生就业市场和学生就业单位调查、访问等，摸清在当前环境下科研院所和学生就业单位对学生基本知识和基本技能的要求，从而确定培养政策、培养目标和培养计划等。包括现状调查、分析、确定要因、制定计划。主要任务包括：1. 明确课程目标;2. 制度教学内容，包括理论教学内容和实验教学内容，合理分配各章节的课时;3. 制定教学方法，包括理论课教学方法和实验课教学方法;4. 制定考核方法，合理分配理论课和实验课的成绩比例，合理分配平时成绩和期末考试成绩的比例。

在D即执行阶段，实施上一阶段所规定的内容。根据培养目标和培养要求，对学生进行具体的教学、实践等活动，组织开展教师之间教学技能的学习交流活动，提高教师教学水平。主要任务包括：1. 课堂理论教学，包括课堂讲授、课堂互动、课后练习、课后答疑等;2. 实验课教学，包括教师演示、验证性实验、设计性实验、综合性实验、实验数据分析与实验报告撰写等。3. 教师之间教学经验的学习交流活动。

在C即检查阶段，在课程教学计划执行过程之中或课程教学计划执行之后，检查课程教学计划的执行情况，看是否符合课程教学计划的预期效果。主要任务包括：1. 平时阶段性检查分析各方反馈，包括课堂教学反馈、课后作业完成情况、实验完成过程、实验报告情况、教学答疑等;2. 期末检查分析各方总的反馈，包括期末考试情况、上一届学生就业反馈、用人单位调查分析等。为准确、全面的评估教学效果，需要多渠道收集各种反馈信息，并对信息进行深入分析、全方位解读。

在A即处理阶段，主要是根据检查结果，采取相应的措施。主要任务包括：1. 修订教学目标;2. 调整教学内容，主要调整教学重点、课时分配、实验内容等;3. 调整教学方法;4. 调整成绩考试方法，主要调整平时成绩与期末考试成绩的比例、实验成绩所在的比例等。

PDCA不是四个独立的阶段，而是一个有机的统一的整体。PDCA每个阶段各有不同的分工，又各有重点。四个阶段不断循环，滚动前进，从而形成持续改进。

（二）课程实验的改革

《传感器与检测技术》是一门实践性很强的专业课程。根据本课程的特点及教学内容，把课程中的典型传感器应用技术与互联网技术相结合，设计了多个基于物联网技术的传感器与检测技术综合实验项目。

传感器与检测技术综合实验项目的内容包含了电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电式传感器、熱电式传感器、集成智能传感器等。实验内容注重传感器的基本原理、典型应用电路、检测数据的采集与分析方法、传感器与物联网技术相结合的系统设计方法等内容，编写了相应的实验指导书。

在设计传感器与检测技术综合实验项目后，根据PDCA循环针对本课程的实验内容、实验方法、实验评分等进行了持续的改进，特别是结合集美大学应用型本科的办学定位和服务地方的办学思路，联系大多数毕业学生选择在厦门就业的就业特点，定期不间断的收集学生就业单位和已经毕业学生的反馈信息，根据厦门的产业特点不断的改进实验内容，增加了实验项目的系统性、综合性、创新性和实用性，成为本次课程改革的重要成果之一。

（三）课程改革的成效

自2016年实行课程改革以来，学生评议、同行教师评议、学生就业单位评议得分都有逐年提高。

数据来源：学生评议得分情况来自集美大学教务管理系统;教师评议得分情况来自集美大学教师听课评议表;用人单位评议得分情况来自集美大学信息工程学院电子信息工程专业IEET专业认证用人单位调查情况统计。

课程改革过程中设计的物联网综合实验项目，不仅用于《传感器与检测技术》课程的实验教学，还可作为学生专业技能综合训练、学生创新创业项目、学生竞赛等培训内容。自2016以来，在此物联网综合实验项目的基础上取得了很多的成果，如《电子系统综合设计》课程设计实验、集美大学学生创新创业竞赛、物联网+竞赛、“合泰杯”单片机设计竞赛、集美大学信息工程学院科技活动月电子设计竞赛、集美大学本科优秀毕业设计论文等活动中获得了多个奖项，得到了广大师生的一致好评。

四、结束语

课程教学改革不是一蹴而就一劳永逸的事情，而是一个持续改进的过程，重点在于建立持续改进的机制。

PDCA循环改进原本应用于质量管理，目的在于持续提供质量水平。把PDCA循环改进的思想借鉴用于课程改革，建立持续改进的课程制度，可以不断的提供课程教学效果。

《传感器与检测技术》是一门综合性的课程，课程改革的成果不仅可应用于本课程的教学与实验，还可应用于学生电子系统设计、各种竞赛、本科毕业设计等。只要深度挖掘，把握PDCA持续改进的思想精髓，《传感器与检测技术》的课程改革大有可为。

参考文献：

[1]曲春英. “对分课堂“应用于传感器与检测技术课程教学的探讨与实践[J].教育教学论坛，2018（26）：158-159.

[2]田丽鸿.基于CDIO模式的传感器与检测技术课程课堂教学改革与实践[J].课程教育研究，2018（42）：247-248.

[3]柯永富.PDCA循环在项目质量管理中的应用[J].电子产品可靠性与环境试验，2019，37（01）：68-71.

[4]杜晓东，孙建，程继贵，等.持续改进与创新人才培养的思考[J].高教学刊，2019（04）：34-36.

[5]王华，刘红霞，曹琳琳.电气信息类大学生学科竞赛的组织与管理[J].电气电子教学学报，2018，40（06）：144-147.

[6]金国华，毕胜，王璐，等.单片机实践教学体系构建与实施[J].气电子教学学报，2018，40（06）：129-133.

[7]戚晨皓，张在琛.新驱动的信息类课程教学改革[J].电气电子教学学报，2018，40（05）：38-42.