构建“三位一体”的传感器课程与实践体系

沈显庆　王蕴恒　孙鹏　谢蓄芬

摘要：实践性教学是巩固和提高课程内容的重要环节，是培养学生创新意识、创新精神和创新能力的重要方法和手段。构建“理论教学+实验教学→工程实践→课程设计”为一体的实验与实践教学体系，打破课程之间的界线，合理整合理论教学和实践教学资源，改革实践教学模式，理顺实践教学管理体制，建立科学合理的课程体系，是保障人才培养质量、培养目标得以实现的重要保障。

关键词：“三位一体”；课程体系构建；实验与实践；改革教学模式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0094-03

随着科学技术的不断发展，在人类进入21世纪的同时，世界多数国家都纷纷加快本国信息化建设的步伐，而《传感器与检测技术》正是实现自动化、信息化的基础与前提。《传感器与检测技术》是一门理论性、实用性很强的专业基础课，也是一门应用设计和工程实践性很强的课程，在电气类和信息类学生的培养中，起着举足轻重的作用；在课程的设置上起着承上启下的衔接作用。因此，为了适应高等教育改革与发展的新形势，树立适应21世纪高等教育需要的教育思想观念[1]，研究和探索新形势下的人才培养目标、培养规格和培养途径，改革现有教学体系，将具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。

一、“理论教学+实验教学→工程实践→课程设计”三位一体的课程体系构建

新世纪的人才标准不仅仅取决于知识的数量，更取决于知识的创新能力。而传统的工程教育模式重视的是学生对专业知识的掌握，对学生工程实践能力和创新能力的培养不够。作为以培养工程应用型本科人才为主的普通高校，必须积极探索符合国情和校情的实践教学新路子，在培养学生工程实践能力和创新能力方面作进一步的研究与实践。实践教学的设计思想是：本着巩固理论、服务应用的宗旨，紧跟课程改革的步伐不断更新实践内容及方法。包括三方面的内容：实验、工程实践及课程设计。实验教学和理论教学是同步进行的，目的是使学生尽早对传感器应用建立感性认识，验证基本理论，巩固所学的知识，能够熟练使用传感器进行测量工作，实验教学主要是传感器设计性实验。设计性实验是通过指导教师的提出或学生根据自己的想法，对不同测量要求的前提下如何选择和使用传感器，通过从验证性实验到设计性实验的过程，使学生初步具备了设计检测系统的能力。测控工程实验是让学生通过虚拟仪器设计具备了设计虚拟检测系统的能力。工程实践教学是在“理论教学+实验教学”完成后的下一学期进行的，它采用在工程实践基地中按班级循环轮流的方式进行，全面提高学生独立分析问题和解决问题的能力。课程设计是在工程实践结束后，根据各专业的特点和学生的爱好，选做相关题目。学生根据题目设计要求，确定总体方案及程序流程，经过指导教师审核后，利用实验室和工程实践基地开放时间，进行传感器电路调试，最终完成作品。

二、实验与实践教学体系建设

传感器课程实验与实践体系是在基础实验平台、基础实践平台、专业基础实践平台和专业实践平台四大实践平台的基础上构建成的，其支撑点是由各个独立的课程体系组成。在实践过程中，实施内外环式教学方法，外环指各项实践教学环节按着理论—实践—再理论的原则；而内环则是在每项实践课程中遵循教学讲解—实际操作—教学讲解的教学方法。形成了“知识+能力+质素”三位一体的教学模式，从而为实现传感器课程体系改革打下了坚实的基础。关于实验体系建设的内容请查看参考文献。

三、课程、实验与实践体系改革与实践

课程、实验与实践体系改革改变了过去理论与实践教学相脱离的教学模式，合理整合课程资源，培养学生理论联系实际的能力、独立分析和解决问题的能力及创新精神，提高学生的学习兴趣并主动参与学习的意识。

1.渐近式教学法。渐近式教学法是一种教授学生采取从简单到复杂，从入门到精通的学习过程。

2.实验与实践式教学法。实验与实践式教学法是在与理论配合的基础上，充分考虑与相关课程的关系，最大限度地利用实验与实践设备，在实验与实践中消化和促进理论的学习，其流程如图1所示。

在上述多层次、系统化实验与实践课程结构的基础上，建成实验与实践项目齐全，内容手段先进，管理运作高效的“电气工程实验与实践中心”。同时结合实验与实践配套教材的建设，构成各具特色并逐层深化的电气信息类与工程实践教学体系，并面向本院、本校，以及省内其他高校，具有较广阔涵盖领域的完整而先进的实验与实践教学系统。

3.考试方法改革。由于《传感器与检测技术》课程教学方法和手段的多样性，决定了考核方式的灵活性，重点是改革考核方式与成绩评定方法。本课程体系的考核包含三个环节，即理论考核（含实验）、工程实践考核以及课程设计，各个环节相对独立，要求在两个学期内完成，从而使传感器与检测技术知识得到了充分的延续。新的考核方式，明显地加重了实践能力考核的份量，不断强化学生的传感器与检测技术应用能力。在课程设计的考核中引入答辩环节，可以锻炼学生的应变能力，口头表达能力。工程实践环节的考核，更能测试出学生对于理论知识掌握的程度，更能展示学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

综上所述，构建“理论教学+实验教学→工程实践→课程设计”三位一体的课程、实验与实践体系，使理论教学、实验教学和实践教学有机地结合在一起，学生的理论水平、动手能力和创新意识都得到了明显的提升，在具有标志性的全国大学生电子设计大赛和黑龙江省电子设计大赛中都取得了好成绩。这些成绩的取得得益于课程体系的改革和工程实践能力的培养。同时，应用型本科人才培养工作也是一项开拓性和探索性工作，要求我们必须坚持不懈、实事求是、精益求精的科学态度进行不断地研究和探索。

参考文献：

[1]付家才，沈显庆.电类实用型人才的能力培养[J].实验室研究与探索，2007，（6）：18-19.

[2]自动化学科专业发展战略的初步研究及若干问题的思考[EB/OL].

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[3]沈显庆.培养“双师型”人才实践教学体系的构建[J].实验室研究与探索，2009，28（7）：122-124.

[4]付家才.电气工程实践基地的功能与大学生工程实践能力培养[J].黑龙江科技学院学报，2001，（3）：32-35.

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[6]何成辉，苏群.应用型本科院校学生能力培养途径[J].中国高等教育，2002，（2）：65-67.

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[8]冯端.实验室是现代大学的心脏[J].实验室研究与探索，2000，（5）：1.

作者简介：沈显庆（1969-），男，汉族，吉林通化人，副教授，博士学位，硕士导师，2007年电气工程实践课，国家精品课，主讲教师，电类本科应用型人才培养体系的构建，黑龙江省高等教育教学成果一等奖，排名第三，主要从事控制理论与控制工程、传感器检测技术、工程实践能力培养方面的研究。