智能仪器设计课程教学改革与研究

摘 要： 本文分析了本科生智能仪器设计课程教学的现状和存在问题，结合盐城工学院的实际情况，分别对理论教学及实践教学环节提出改革方案，增强学生的理论知识基础和工程实践意识，培养学生应用系统设计的能力，提高教学质量。

关键词： 智能仪器设计 理论教学 实践教学

1.引言

智能仪器设计是为高等教育自动化专业本科生开设的一门专业必修课，课程的主要教学内容是智能仪器设计开发方面的专业知识，该课程集理论性、工程性和实践性于一体，是一门涉及传感器、单片机、测控电路、自动控制、信号分析与处理、数据通信、可靠性与抗干扰等多种现代技术的综合学科[1]。该课程的教学环节分为课堂理论教学及实践环节教学两部分。课堂教学与实践环节紧密结合，并与其他先修专业基础课的教学内容相互衔接，对该课程教学内容进行深化、延伸、补充，使学生加深对所学理论知识的理解，达到对教学内容的熟练掌握。通过本课程的学习和实践，可有效地提高学生的动手能力，培养学生分析问题、解决问题的能力。本文从课程教学的需要出发，结合我校实际办学特点，开展该课程教学的改革与探索，旨在培养学生分析和解决工程实际问题的能力，掌握工程设计的主要方法，树立正确的设计思想和创新意识。

2.智能仪器设计课程的教学现状及问题分析

2.1智能仪器设计课程体系结构

《智能仪器设计》课程系统地阐述了智能仪器的体系结构、工作原理、典型模块的技术参数和设计方法，课程体系包括智能仪器的概述、数据采集技术、人机对话与数据通信技术、数据处理技术、智能仪器的可靠性和抗干扰技术等[2]。课程内容以模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、单片机及嵌入式系统，传感器及检测技术等为基础，从整机的角度阐述智能仪器的设计原理和设计方法。因此该课程涉及知识面广，综合实践性较强，教学难度较大。

2.2课程教学现状及存在问题

首先，在课堂理论教学方面，笔者发现部分学生对于之前所学的专业基础课程掌握不到位，在教学过程中慢慢会跟不上进度，因没有学习的成就感而丧失学习兴趣，最终为了应付考试而被动学习，影响到对该课程的整体掌握；由于课时限制，课堂教学内容覆盖面不广，影响了学生知识面的扩展及对新技术新知识的了解。

其次，在实践教学环节上，目前实验教学部分主要是围绕课程理论内容进行的基础性、验证性实验，在一定程度上限制了学生设计思路的扩展与实践创造力的发挥，而且由于学时限制，课内实验与课程设计部分不能做到有效过渡，使得教学效果大打折扣。

3.智能仪器设计课程教学改革思路与措施

针对上述问题，笔者分别针对理论教学与实践教学环节提出了以下改革方案。

3.1理论教学改革思路及措施

教学内容的组织方式：在教学内容的组织方式上进行改革和创新，可采取不定期组织课程组教师集体备课及定期修改教学大纲等措施。由于智能仪器设计是在一系列先修专业课基础上进行的综合性课程，因此应当做到与这些专业课在授课重点上保持协调，避免因上课内容的重复而浪费时间，同时使得学生在思路上衔接流畅而增强其成就感并最终提高学习兴趣；课程组集体备课使得各门专业课教师不仅在教学内容上能够加强交流，同时在教学手段及方式上也可以互相学习并促进提高；随着科技进步，知识的更新越来越快，这就要求课堂的教学内容也要紧跟现代技术发展的步伐。定期修订教学大纲的目的就是及时地把行业内的新方法、新技术引入到教学内容中。随着这些新技术的成熟，部分相应的内容甚至可独立出来成为一门新的课程，如“虚拟仪器技术”、“无线通信技术”等，最初都是在智能仪器设计这门课里由专题讲座扩展到一章的内容，再到独立的一门课程，由此反映了智能仪器设计这一门课程可促进并带动系列课程的建设与提高。

教学手段：教学手段的改革和创新，可采取多名教师轮流分章节主讲，并在条件允许的情况下，邀请专业领域内的知名专家做专题讲座。这样既可以有效发挥各教师的专业技术特长，又可以极大丰富课堂教学的方式方法，也可以在一定程度上提高学生的学习新鲜感及学习兴趣，同时专题讲座的加入也使得更多更新的新技术和新方法展现在学生面前，实现与时俱进、激发学生探索与求知的欲望、培养高素质创新型人才的教学目标。

3.2实践教学环节改革思路与措施

实践教学是高校教学的重要组成部分，是培养学生认知能力、动手能力和创新能力的重要环节。在教学改革中，应注重将理论教学和实践教学有机结合，建立课堂教学和实践教学相互交叉融合的教学模式体系[3]。在实践教学的设计中，要实现传统内容与现代内容相结合、软件设计与硬件设计相结合、模拟实验与实际工程相结合、教师命题与学生自主命题相结合，并据此构建与课程体系相配套的实践教学体系。

教学内容的改革在实践教学改革中是核心环节，教学内容不但要涵盖相关的智能仪器基础设计知识，还要有一定的可操作性和实用价值；更要与技术发展同步、与工程应用相结合，即实践教学应当能够较好地体现基础性、实用性、先进性和前沿性；实践教学各教学内容的难度还要适当区分，通过构建分层次的实践教学体系，使教学目的层次分明，教学过程循序渐进。

实验内容设置方面：应改进或整合原有的实验内容，减少验证性实验的课时，保留部分经典实验和与本专业密切相关的重要实验，使学生掌握基本的设计方法，在实验指导教材中删除详细实验步骤，要求学生自行设计可行的实验方案，这有利于培养学生理论联系实际、灵活运用知识的能力；增加综合性实验项目，有利于提高学生独立设计能力、综合分析能力和全局观；通过设置创新性实验项目，模拟工业现场的实际工况，实现学生创新和工程实践能力培养的教学目标。

教学实施手段方面：在实践教学环节引入多媒体辅助教学等现代化教学手段，多媒体辅助教学在课堂理论教学方面已经实现了广泛的应用，可以实现教学的高效率、大容量和趣味性的要求，能帮助教师更好地完成教学功能[4]。在实践教学环节，通过多媒体实验教学课件，在实践教学过程中达到图文并茂的感官刺激效果，从而激发学生的科学灵感，强化知识的印象，加大知识信息传播的力度和深度，弥补传统实验教学的不足，增强实验教学的效果；可以充分利用网络教学平台资源，积极开发网上智能仪器设计虚拟实验室，使得学生在实验之前可以进行相关的模拟实验，从而增强预习效果，最终提高教学质量。

4.结语

通过对智能仪器设计课程理论教学及实践教学的分析和探讨，提出了在教学组织方式、教学内容和教学手段上的改革方案。教学活动是一个长期的动态过程，需要教育工作者在教学工作中不断深入研究，构建出符合社会发展、技术发展的教学思路和方法。

参考文献：

[1]王祁.智能仪器设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010（6）.

[2]程德福，林君.智能仪器-第2版[M].北京：机械工业出版社，2009（9）.

[3]冯振伟，裴旭明.智能仪器仪表设计实践教学的综合改革与探索[J].中国现代教育装备，2011（1）：135-136.

[4]李兆峰.多媒体技术在实验教学应用中的探讨[J].高校论坛，2007（1）：17-18.