实践教学是应用型本科教学的核心环节——以“传感器原理及应用”实践教学为例

郑泽龙，郑心武，杨 伟，韩建文，钟鹏飞，黄 飞，张福金

(琼州学院电子信息工程学院，海南三亚572022)

0 引言

随着科技进步和经济的飞跃发展，我国经济结构的战略性调整使生产过程的技术含量大幅度增加，产业不断升级对劳动力整体的技术与职业素质要求日益提高，迫切需要知识与技能兼备的高层次应用型人才。因此，我国在20世纪90年代末提出应用型本科教育概念，这是一种新的教育类型。应用型本科教育是培养具有相关知识、能力和综合素质，面向生产、建设、管理、服务第一线的高级应用型专门人才。它和普通本科相比，更强调应用性和技能性。它和专科层次相比，强调一定的基础教育，强调一定的后续发展。应用型本科教育的性质就是在本科教育层次培养经济技术发展中需要的中、高级应用型人才的高等教育［1］。应用型本科院校与研究型或教学研究型大学在人才培养模式上的最大差异在于其必须高度重视实践性教学在人才培养上的关键性作用，着力于采取多层次系列训练方案，形成由单一到综合、由相对独立到科学(专业)融合的实践教学体系，强调培养学生的实践能力和创新能力，真正体现人才培养模式的应用特色［2］。可见，应用型本科重在“应用”二字，注重学生实践能力，培养应用型人才，从教学体系建设体现“应用”二字，其核心环节是实践教学。因此，在专业课的教学中，实践教学成为实现应用型本科教学目标的关键。我院开设的“传感器原理及应用”课程，是电子信息、通信工程等专业的重要专业基础课，是研究各种传感器敏感材料、结构、性能及应用的科学。学生通过对多种传感器的基本静、动态特性，数学模型以及传感器的工作原理、结构和特性的学习，掌握传感器原理及应用技术，为电子测量、智能仪器等技术打下基础。因此，我们对这门专业基础课非常重视，在了解、分析了这门课程现状的基础上，不断加强实践教学，认真开展教学科研，取得了良好的教学效果。

1 传感器实践教学现状

21世纪是信息时代，传感器是信息技术的源头技术，是信息获取与检测的主要手段，作为现代信息科学技术中的一个重要领域、信息技术和产业的重要组成部分，已列入了国家“十一五”规划重点发展的科技专项，受到国家和社会各行各业前所未有的高度重视，并得到了蓬勃发展，这必将对传感器技术人才的培养也提出更高的要求。但是，目前传感器实验课程现状是侧重于验证性实验，其内容主要是验证某一结论或单一的基本操作、基本训练。这类实验若在课程全程中占的比重过大，势必约束学生的个性发展，不利于学生的综合素质和创新能力的培养［3］。实验过程中学生缺乏主动性和创新性也是该课程的一个突出问题。在实验课程中，目前大都采用的是传统的灌输式教学法，从实验原理、实验步骤到实验结果都由老师面面俱到地讲解，然后学生“照葫芦画瓢”地进行实验，整个实验重结果轻过程，使学生处于消极被动的地位，不能激发学生对实验的兴趣，不利于创新意识的培养。因此，改变目前这种背离应用型本科教学要求的现状，必须运用现代工程教育理念进行教学改革。

2 以现代工程教育理念为指导改革传感器实践教学

2.1 转变观念，主动转型，努力提高业务水平

我校前身是师范专科学校，2006年升本后明确了办学定位，确定为应用型的本科院校。虽然在升本前也陆续开设了一些非师范的专业，但大多数的教师还是习惯于师范教育，所以升本后学校专门召开动员大会，聘请专家解读应用型本科的内涵，让教师们明确应用型本科院校的培养目标，要求教师们及时转变观念，主动转型，努力提高个人的业务水平，特别是专业技能。我院也召开了相关的研讨会，使广大教师明确应用型本科的教学要求，并与相关院校和企业建立合作意向，有计划地派遣教师到这些院校和企业学习提高，掌握相关的专业技能。以现代工程教育理念为指导，结合“首要教学原理”，改革课程教学内容和教学方法，加强实践教学环节，教学质量不断提高。

2.2 树立以学生为主体，教师为主导的实践教学理念

美国犹他州立大学教授M.DavidMerrill博士提出了五项“首要教学原理”［4］:(1)当学习者介入解决实际问题时，才能够促进学习;(2)当激活已有知识并将它作为新知识的基础时，才能够促进学习;(3)当新知识展示给学习者时，才能够促进学习;(4)当学习者应用新知识时，才能够促进学习;(5)当新知识与学习者的生活世界融于一体时，才能够促进学习。根据首要教学原理，我院提出了以学生为中心，以教师为导航者，以服务社会为立足点，以培养学生工程意识、动手能力，创新设计能力为目标专业实践教学要求。要求学生通过专业知识的学习，必须能够学以致用，树立为社会服务的思想。

2.3 以“应用”为目标，多层次开展实践教学

多层次实践教学是指实践能力训练划分为基础实验课、课程设计、创新训练三个层次，由浅入深，从基础知识和技能的掌握到应用能力的培养，循序渐进，三个训练环节相辅相成，各有侧重。

(1)基础实验教学作为第一层次，教学目标是培养学生基本实验能力，通过基本实验训练，使学生掌握各种常用传感器的原理、性能和技术，要求掌握实验步骤、数据处理、实验报告及分析等环节。实验教学以验证性实验为主，但是进行改革，按单元进行实验，按照某个具体的物理量(如位移)，把相关传感器归为一个单元进行验证性实验。每个单元实验做完后，要求学生对所使用的传感器进行综合对比，分析各个传感器的测量精度、测量范围、测量电路、误差原因、应用范围、动态响应等，从而使学生掌握在测同一物理量时不同传感器所具有的不同特性，以便在今后的工作、学习中能正确选择合适的传感器。基础实验可通过实验仪或实验台来完成，我院使用的是天煌教仪生产的THSRJ－1型传感器综合实验装置。

在完成基础实验的同时，还可以做些延续性的训练，例如在完成金属应变片实验后，可以进行电子秤的电路组装与调试训练，在完成热电偶的性能测试实验后，可以继续进行电子温度计电路的组装与调试训练等等。通过这些延续训练为开展第二层次的教学做更加充分的准备。

(2)课程设计作为第二层次，教学目标是培养学生应用知识的技能。课程设计安排在理论教学后面的三周左右进行，通过课程设计训练学生针对特定题目提出方案、解决问题的能力，侧重于训练学生提出问题、系统地思考问题的能力和设计完整解决方案的能力。该层次的教学首先确定设计课题，由教师结合工程中或是生活中常见的传感器应用的例子提出命题，或者由学生自命题。然后让学生总结各种方法，提出解决方案、调研报告，他们利用网络、图书馆、各种期刊、专业网站和专业公司网站查找参考文献、了解前沿和工程应用状况的方法来完成。最后是学生提出从传感器的选用一直到电路设计的完整解决方案，并在课堂上报告，将各种设计方案画出原理图，选定相关的器件，学生、教师共同进行评价，从而完成应用知识技能的训练。

(3)创新训练作为第三个层次，目的是培养学生的创新实践和科研能力。通过前面两个层次的教学，学生已能够较好地掌握课程所要求的知识和技能。但是，为了培养学生的创新能力和科研能力，对该课程延续实践教学，课程结束而实践不停。结合各种层次的学科竞赛和电子竞赛、飞思卡尔智能小车竞赛的题目，根据建设海南国际旅游岛的需要，注重与太阳能、风能、水能、废物回收等方面相结合形成小课题，让有兴趣的同学跟随任课教师做科研，直至他们毕业，有些课题可以作为学生的毕业设计。通过该层次的教学，强化了课程的实践教学，学生能够学会根据社会的需求开展科研，提高学生适应社会需求的综合素质。

对于第三层次的实践教学，必须以开放实验室作为保障，这就要求从制度上、经费上和人力上给予保证。要制定实验室开放管理办法等相关制度和政策，要专门设立开放实验专项经费，对实验室开放时间长、效果好、学生满意的实验室给予奖励和资助，同时及时补充实验室开放的耗材，保证开放实验室工作的顺利进行［5］。

3 优化实验技术与管理队伍，加强创新实验教学

优化实验技术和管理队伍是深化实践教学改革和提高实践教学质量的关键。我院在强化教师队伍转型的同时，也在不断完善实验技术与管理队伍的培养、考核与聘用制度，强化绩效考核，形成了一支实践教学与理论教学队伍互通，教学科研兼容，结构合理的实践教学团队。定期选派实验技术和管理人员进修提高，走进企业学习交流，调动实验技术与管理人员的积极性，使他们积极主动地提高个人的业务素质。同时，我院从高年级中挑选素质好、积极性高的本科生，协助做好实验室的技术和管理工作，保证了实验室的开放管理。在跟随实验技术人员开展工作的过程中，他们的动手能力也在不断地提高，为就业打下良好的基础。

根据学科专业特点，我院建立了电子创新实验室，为同学们提供开展电子制作、电子竞赛、飞思卡尔智能竞赛等活动的平台，不断实践教学空间。通过这个平台，许多同学积极参加学院组织的科技活动和课外活动，加强了动手的能力，实践技能得到较大的提高。近几年我院在海南省电子竞赛、全国大学生电子竞赛、飞思卡尔智能竞赛都取得了优异的成绩，这些成绩大大鼓舞了我院的师生，创新活动日益加强。我院拟设立以学生为主的“大学生创新实验项目”，以使更多的同学参加到创新实践活动中来，进一步强化实践教学，加强学生实践能力的培养，从政策上鼓励和引导学生开展各类创新的学习，所获得学分可作为选修课学分计算。

4 结束语

作为应用型的本科院校，应该围绕着“应用”二字积极开展教学改革，注重学生实践能力的培养，其核心环节是实践教学。我校本科办学起步较晚，但在明确了办学目标后，坚持育人为本，以培养一线应用型创新人才为目标，努力构建“本科学历教育”与“职业技能教育”相结合的人才培养模式，积极深化教育教学改革，特别加强了实践教学，学校投入了较大的人力、物力和财力。加强实践教学研究，以现代工程教育理念作为指导，结合“首要教学原理”，力求培养学生实践动手能力和综合运用所学知识解决实际问题的能力，为学生今后的工作学习打下坚实的基础。

［1］李明武.地方本科院校应定位于应用型本科教育［J］.成功(教育)，2010(12):24－25.

［2］陈小虎等.教学应用型本科院校的办学理念及其路径选择［J］.中国大学教学，2005(02):58－60.

［3］张晓芳，刘晓旻.现代工程培养模式下本科工科实验教学改革探索［J］.河南科技，2010(02):41－42.

［4］M.DavidMerrill，盛群力，马兰译.首要教学原理［J］.远程教育杂志，2003(04):20 －27.

［5］潘宏利，卢超.应用型本科院校创新实验教学体系的探索与实践［J］.实验室研究与探索，2011(06):254－257.