工程教育认证背景下“传感器与检测技术”课程教学改革与思政建设实践

2021-01-04宋颖超房启志

科教导刊·电子版 2021年35期

王颖宋颖超房启志

（沈阳航空航天大学电子信息工程学院辽宁·沈阳 110136）

随着物联网、智能制造、人工智能等产业的发展，传感器已无处不在。社会和企业对电子信息专业毕业生在创新思维、实践能力、道德修养等方面的要求也在不断提高。相应的作为电子信息工程专业主干课程的传感器与检测技术，其内涵和实验教学也应紧跟时代发展的步伐。通过本课程的学习，学生应该能够掌握常用传感器的原理和应用领域，并能够运用传感器技术、信号处理技术、计算机技术等相关知识解决生产、生活中的信息采集与处理问题，具有一定的创新能力和运用专业知识解决复杂工程问题的能力。因此，在工程专业认证的大背景下，教学必须要转变观念，以学生为中心，以产出为导向，持续的改进课堂教学模式，创新教学方法，设计新型实践手段，探索将专业教学与思政教育相融合的新模式，实现专业知识与价值引领相统一，从而培养出更多适应时代发展的德技双馨的创新型人才。

1 传感器与检测技术课程教学中存在的问题

1.1 教学内容方面

本课程内容涉及电学、光学、力学、材料、机械等众多学科领域，知识覆盖面广，更新速度快，实用性强。教师在课堂上按部就班讲授各种类型传感器的工作原理、测量电路、误差分析及典型应用，内容繁多枯燥冗杂，而传感器与检测技术学科领域的新知识、新技术和新应用没能及时融入课程教学，导致理论教学脱离实际应用，学生的学习兴趣不高，学习效果不好。

课程思政教育内容薄弱，没能把课程内容与国家实施的创新驱动发展战略结合起来，没能将科技强国、家国情怀、职业自豪感、新时代工匠精神等思政元素融入课程教学中，学生发奋学习、科技报国的热情没有被有效激发。

1.2 教学手段运用和教学方法设计方面

在工程教育专业认证的背景下，现有的教学模式已不能很好地完成传感器与检测技术课程所承担的任务，体现不出以学生为本，以学习效果为导向，无法有效调动学生学习积极性、提高学习效率。

同时，与现有教学模式相配套的课程考核方式也难以全面考查学生的学习效果和综合运用所学知识解决复杂工程问题的能力。

1.3 实验教学方面

目前实验教学多以验证性题目为主，学生只需按照既定的步骤进行机械的操作，这种缺乏思考和探究的实验教学模式无形之中打压了学生的学习兴趣，割裂了知识与工程间的联系，不利于学生创新意识的培养和实践能力的提升。

2 传感器与检测技术课程的改革与实践

2.1 经典理论与前沿技术相结合的教学内容改革

教学内容兼顾基本理论与行业发展动态，不仅介绍传感器与检测技术的基本概念、基础理论、典型传感器的工作原理、测量电路及典型应用，还要结合本学科领域最新的研究成果，适当补充一些新型传感器的原理及应用，使学生通过本课程的学习能够对人工智能、航空航天、智能制造等领域传感器的应用状况有一定的了解。同时，结合身边的新兴事物，如：智能手环、VR眼镜、可穿戴设备、机器人、无人驾驶汽车等，让学生深刻理解各种传感器的原理和应用价值，引导学生把对新鲜事物的兴趣转移到课堂学习中，激发学生的求知欲望和积极参与课程学习的热情。

2.2 专业知识与思政内涵相融合的教学内容建设

传感器与检测技术课程的教学要紧跟国家政治方向，树立大局意识，引导学生认同国家、爱党爱国，使培养出的学生不仅具有过硬的专业知识，还要有为国家、为人民服务的意识。课程思政建设从几个方面着手。（1）将课程思政知识点纳入教学大纲，充分挖掘传感器与检测技术课程中的政治内涵，使其在改进中不断加强。（2）每堂课增加隐性的课程思政内容，通过回顾历史、伟人伟事、成就展示、问题讨论等多种教学方法，将知识点与思政要素紧密结合起来，使学生在掌握专业知识的同时提升政治理论修养和整体素养。（3）寻找当下社会热点与课程的内在联系，灵活多变地引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。（4）介绍传感器新技术在国家重大工程中的应用，把课程内容与国家实施的创新驱动发展战略结合起来，激发学生对科研的兴趣和科技报国的热情，增强学生的民族自豪感和民族自信心。（5）提升专业教师自身的人文情怀。除了掌握扎实的专业知识，具有良好的科学素养，授课教师必须能够持续学习，开阔视野，拥有一定个人情怀和人文素养，以便更好地把握学生心理动向，提升思政教育亲和力和针对性，使学生们在掌握专业知识的同时，实现道德的深化和情操的升华。

2.3 以实际应用为导引的教学方法改革

（1）创新教学模式。从各种典型传感器的具体应用场景入手，用动画、图片等以项目导入的方式来提出问题，形象生动讲授具体工程实际中应用的案例。再引导学生分析和解决问题，抽丝剥茧、层层递进，深入探究应知应会知识点，使课堂教学过程跌宕起伏，气氛活跃。（2）设计教学方法。采用不同的教学方法，充分调动学生学习的主动性和积极性。比如，挑选部分知识点，采用“翻转课堂”的教学方法，将学习的决定权从教师转移给学生，让学生主宰课堂。教师提出检测主题，学生自主查找相应的传感器及其应用进行调研，并在课堂上推演自己的调研结果，教师加以点评和总结。这种方式，一方面可以锻炼学生利用互联网去寻找优质的教育资源的能力，另一方面还可以调动学生的积极性，锻炼学生的总结概括能力以及表达能力。（3）实物教学。百闻不如一见，但由于各种条件限制，将学生带出课堂很难实现。我们换了一种思路，教师尽可能搜集企业及实验室淘汰或废掉的各类传感器，在课堂上展示并讲解，给学生留下最直观的感受，再加以引导，让学生完成从“走近”到“走进”传感器的改变。

2.4 多种信息化手段混合并用的教学手段创新

随着互联网的普及和多媒体技术的发展，课程教学手段越来越丰富，在教学中将彼此独立的教学手段或其构成要素以某种方式有机地结合起来能够更好地提高课程的教学效果。（1）雨课堂智慧教学。将复杂的信息技术手段融入PPT和微信。课前发布课件、视频等学习资料；课堂上采用雨课堂把知识框架、重点、难点进行精心、细致的讲解；利用板书推导重要公式、分析测量电路；并通过弹幕、投稿、随堂测验等形式与学生进行实时互动，及时了解每一名学生的学习情况。（2）SPOC教学。基于对知识的分解将教学内容剪辑成短小的视频；课程可在线布置测验、作业及设置讨论区，学生可以对课程的相关问题进行交流，使教学模式更加多元化、趣味化。（3）思维导图。采用图文结合的形式绘制思维过程、梳理知识脉络，有助于教师教学思路的整理和学生知识点的回顾。