“自动检测技术”课程教学模式的探索与实践

鲍玉军，周祥才，蔡建文

(常州工学院电气与光电工程学院，江苏常州213032)

“自动检测技术”课程教学模式的探索与实践

鲍玉军，周祥才，蔡建文

(常州工学院电气与光电工程学院，江苏常州213032)

针对应用型本科人才培养的教学模式改革，结合工科电类重要专业课“自动检测技术”课程的日常教学，对“自动检测技术”课程的重要性及教学现状进行了分析总结。通过对省内部分兄弟院校该课程教学进行调研，结合常州工学院测控技术与仪器专业本课程的实际教学特点，总结课程教学过程中的经验，分析存在的不足。在此基础上，提出了相应的完善措施及教学建议。

应用型本科人才培养；自动检测技术；课程教学

0 引言

“自动检测技术”课程为测控技术与仪器、电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程等相关专业方向一门重要的专业课，课程通常开设于大学三年级，主要讲授有关检测技术理论基础、过程参数检测、电参数检测，以及数字化测量技术和仪器仪表测控系统构造的基础理论知识及应用技术，该课程涉及内容广泛，专业综合性强，对学生的专业基础知识要求较高。该课程通常为“传感器原理与应用”“电子技术”“信号系统”及“测试技术”的后续课程[1]。

通过本课程的学习，学生可以了解和掌握检测技术的基本理论知识，主要涉及工业生产过程中常见的温度、压力、流量、物位、机械量、光电和电气量等参数的检测方法，数字化智能测量技术和仪表控制系统中的变送、调节等单元的基本工作原理。本课程的学习还能使学生对工业生产过程中的常见仪表控制系统和抗干扰技术有初步的了解。

1 现阶段影响“自动检测技术”教学质量的主要因素

相比于其他专业，测控技术与仪器专业课程总体难度较大，要求学生有扎实的专业理论基础和较高的动手操作能力，且专业培养计划中的课程开设具有较强的连贯性，先前专业(基础)课的学习对后续专业课的学习效果具有非常大的影响。以“自动检测技术”课程为例，课程内容上有相当一部分是在之前“传感器原理及应用”“电路分析”及“误差分析”等课程基础上的深入和延续，教学内容上都是在介绍相关传感器原理基础上，围绕测量某些参数而设计检测仪器、装置，进而介绍这些检测仪器、装置的工作原理及使用注意事项。故在“自动检测技术”实际教学中，教师必然会忽略传感器原理知识的详细介绍，而侧重于其实际具体应用。若学生在前面学习传感器原理课程未建立良好基础，就会觉得“自动检测技术”课程内容难度大、抽象，听不懂，既不知道如何去学，也不清楚这些知识的实用价值。

通过对省内部分兄弟院校该课程教学进行调研，发现“自动检测技术”课程教学中普遍存在以下一些问题。

1.1 部分高校教材选用不严谨，教学内容陈旧

目前国内该门课程教材质量良莠不齐，教材的选用很大程度上取决于任课教师。部分高校教师对所开设课程选订教材缺乏严谨性，在对教材缺乏深入了解的情况下就确定了教材；或者很大程度上考虑所选教材的配套资源是否完善，而忽略了最重要的教材质量。通过调研，发现部分高校教材选定只是沿用以往教材，这样虽然减轻了教师的备课负担，但却没有达到预期的教学效果。由于教材中很多内容都是比较陈旧的，甚至已经是淘汰的技术、装置，很多高校的毕业生反映所学知识在社会上用不到，这在一定程度上与任课教师选订教材有着密切关系。

1.2 教学、考核方法单调，缺乏新意

调研发现，“教师占据课堂，学生被动接受知识”现象仍然存在，师生之间缺乏互动。其常见教学模式为：教师面对一百多学生，利用黑板板书和多媒体进行讲解，其中结合几次演示性实验，课程结束后进行考试。至于课程教学的意义、价值，学生的学习方法、课程之间的连贯性等方面却很少涉及。很多高校都面临“自动检测技术”课时压缩的局面，课堂上，教师更多地是关心自己的教学进度以及教学资料的准备，忽视教学效果，学生很难在有限的学时内掌握该课程的知识并做到融会贯通[2]。

课程考核不能简单地“为考而考”，考核方式应该合理，以正确、有效地评估学生对知识的掌握程度。当前，很多高校仍然以“期末卷面测试”作为考核学生的主要措施，这样既不能全面评估学生的学习效果，也忽略了学生在整个学期中的学习表现，导致很多学生出现“平时不学，考前突击”的不良现象。为贯彻培养应用型本科人才的教学理念，考核必须能衡量学生的创新能力、应用能力。教师应时刻牢记，考核仅仅是一种手段，其目的是为了更好地使学生掌握课程理论知识、专业技能，这也是高等教育的本质。

课堂教学缺乏现代化教学手段，如当今流行的“微课”“网络教学”等在日常教学中很难见到踪影。

1.3 实验教学环节薄弱，管理不规范

为培养应用型本科人才，实验教学有着举足轻重的地位，但在实际教学过程中，由于受实验条件限制等原因，很多高校往往忽略了这一点。大部分高校现有的“自动检测技术”实验教学装置很多都属于“验证型”，装置陈旧而且数量不足，很难开设出创新型实验，实验效果不佳。另外，部分高校购买实验装置缺乏充分论证，其高价购买的实验装置往往与教学内容不匹配而导致闲置；或者实验设备厂家售后服务较差，损坏的设备未能得到及时维修，无法保证实验的正常开出。部分学校出于担心实验设备的损坏，使很多装置闲置，实验装置对学生开放力度不够[3]。

2 以培养应用型人才为理念的课程教学模式探索与实践

2.1 严格把控教材选用关

教材的选用需要课程组或者专业系教师进行研讨确定。当今技术发展日新月异，所选定的教材在确保学生能学到教学大纲所规定的专业知识之外，应该尽可能反映出当前工业生产中的最新技术、仪器装置，拓宽学生的视野。

2.2 课堂教学模式探索与实践

“自动检测技术”课程多开设于大三上学期，学生已经具备电子技术、电路分析、传感器原理及应用、信号与系统等专业基础，初步掌握了自动检测电路简单分析及设计的基本知识。考虑到本课程综合性较强，且智能仪器是今后的重要发展趋势，本课程的开设时间可适当靠后，最好能在“单片机原理及应用”“智能仪器设计与应用”和“虚拟仪器”等专业课程之后。

在“自动检测技术”整个课程教学期间，教师要反复强调该课程的特点、教学模式、应用领域以及各课程知识点的前后连贯，使学生能切实掌握该课程的学习方法，了解该知识点在当前工业生产中的应用价值，给学生树立起“学以致用”的观念。在教学过程中，教师要注意课程的前后连贯性，使学生充分意识到所学知识不是孤立的，而是前后密切联系的。作为一个较复杂的自动检测系统，正是由若干个微型系统构成的。

根据应用型本科人才培养的教学理念，教学内容应更加突出学以致用。对于课程教学过程中所涉及的难度较高的“理论推导”环节，任课教师可采取“轻过程，重结果”的方式，即对于复杂的数学推导可简略，而对于推导结果(论)的含义则重点讲解，使学生充分理解其原理以及在检测装置构造中的实际应用。

教师在日常教学中，可适当采用“应用案例式教学”方法，通过设计应用实例，引导学生以“产品研发”的形式完成。如讲解工业温度检测环节时可增加学生都很熟悉的“电冰箱的温度检测系统”设计案例。教师引导学生从电冰箱的工作原理及控制任务进行分析，确定冰箱温度检测系统的主要功能及参数要求，由此设计出以51单片机为核心的控制电路框图及各部分电路图，对于“温度检测电路”部分需要重点介绍，包括从确立热敏电阻型号到建立其“阻值与温度”函数关系式。最后，进行软件部分设计，包括主程序部分的冰箱的控制流程：各单元初始化、中断控制、显示，键盘驱动等；而冰箱日常工作的电源欠压、过压处理以及开门状态检测、处理等则通过中断服务程序完成[4]。

对于课程考核，教师应积极探索课程考核方式，避免单一的闭卷考试形式。可适当扩充测试环节，既包括作业、考勤、实验环节和期末闭卷考试，也包括课堂提问、课程阶段学习报告、课堂讨论、课程答辩等众多环节。“讨论式教学”在国外高校比较盛行，不仅有利于学生树立团队意识，而且使学生通过讨论更好地掌握所学知识，增强学生思考、综合分析的能力。教师布置讨论问题，学生课后以小组形式查阅资料，在课堂进行讨论，相互提问并最终完成教师布置的任务。教师也可根据课程大纲的要求，将课程分为几个学习阶段，每个阶段结束后即进行考核，取综合成绩作为学生该课程的最终成绩。这可有效避免“平时不学，考前突击”的现象，使学生的积极性始终能够被调动起来。

教师在教学中应及时将与课程相关的最新信息引入课堂，以拓展学生的知识面，并提高学生的学习兴趣。如在讲解“仪表测控系统”过程中，补充讲解当前比较流行的网络化仪器等前沿技术内容，从而大大提高了学生的学习兴趣，使其及时获悉当前自动检测技术的发展方向。

2.3 改革并完善课程实验教学机制

实验教学在应用型本科人才培养中占据重要地位。高校需要改善自身的实验教学条件，在硬件方面适应课程教学内容的变化，淘汰落后、陈旧实验装置，大幅增加或更新教学实验仪器装置，确保所购置仪器装置能充分发挥作用。购置仪器应多考虑能开设创新型实验，尽可能减少验证性实验装置。在高校现有实验室条件下，以提高学生动手能力为目标，尽可能更换、扩充一些应用性、设计性及综合性较强的实验项目[5-6]。在软件方面，实验教学大纲需经常更新、完善，以确保其先进性。所开设实验项目应突出学生动手能力的培养，并注重其创新性能力锻炼。

在实验仪器正常使用的前提下，应允许学生在操作过程中可能会出现的各种仪器损耗，尽可能消除学生的胆怯感。同时，还需要扩大实验室对学生的开放力度。此外，也应通过培训，提高实验指导教师的素质和应用能力。可从企业生产一线、研发部门聘请实践经验丰富的工程师长期担任实验指导工作，如常州工学院数控加工中心的实训指导老师，就是面向社会公开招聘具有相应岗位资格证书、有丰富的生产实践经验人员担任，这能有效改善现有教师实践经验不足的现状。

2.4 完善现代化教学手段

2.4.1 提高多媒体在课程教学中的作用

对于尚未真正接触生产实际的在校生而言，仅仅依靠课堂学习会觉得很抽象。学生能理解该课程的重要性，但在实际学习中对很多仪器、装置的原理及操作应用觉得很茫然。因此，教师在日常教学中应借助于一些现代化教学手段，增加教学信息量，提高教学效率[7]。

多媒体课件已深入课堂教学，但课件的质量还有待提高。对教学中难以口头描述(解释)的结论、应用，或者和日常生活密切联系的知识，可制作Flash课件，在课堂上播放，以加深学生的理解。图1为讲解“机械量测量”章节时电感传感器工作原理的Flash演示截图，当图1(a)中衔铁之间的气隙在外力作用下逐渐减小时，学生则会直观地看到图1(b)中的电流值随之变小。

(a)气隙大，电感小，电流大

(b) 气隙小，电感大，电流小

对于教学中涉及的部分传感器及先进仪器装置，可在多媒体课件中嵌入产品图片、生产企业以及性能参数等信息，以增强学生的直观认识。

2.4.2 完善网络课程教学及微课教学建设

充分利用网络教学平台，建设和完善“自动检测技术”课程的相关网络资源，为学生提供丰富的网络教学资源。通过使用网络资源教学，可以培养学生“信息加工”的能力、自主学习的能力以及适应现代信息化社会发展的能力、协作学习的能力。

借助“天空教室”网络平台，目前本课程已建设并拥有下述课程资源，在日常教学中得到学生的大力欢迎：

1)课程介绍，包括课程性质、地位、教学内容、教学特点、学习方法；

2)课程教学大纲，大纲中应详细标出课程学习重点、难点以及基本学习要求；

3)课程电子教案，多媒体教学课件，可供学生课后下载；

4)课程网上答疑，学生可在线提问中，教师在线解答；

5)课程习题及试卷题型，其中包括与课程每个教学章节内容相关的大量习题(含作业题、思考题和讨论题)，学生可在线完成作业并进行自我测试及评估，从而实现交互式学习；

6)课程相关实验内容，包括实验装置、实验项目、操作步骤，以及实验结果分析等；

7)包含和本课程相关的、能拓宽学生知识面的相关网络学习资源。

现阶段正开展本课程“毕博系统”网络建设，后期能为学生提供更好的在线教学服务。“毕博系统”除了包括天空教室的全部功能之外，更加侧重师生之间的互动，对学生“课后在线自学”“在线测评”“开展网上课程学习交流和讨论”等进行了完善，此外教师可在线评阅作业、实验报告，并对学生进行期末考评、登记成绩等。此外，“毕博系统”也包含对课程教学过程中的一些较难知识点录制的微课视频。通过网络教学平台，能有效引导学生深入学习本门课程，更好地提高学生学习兴趣及学习效率。

3 结语

“自动检测技术”是电类工科专业一门非常重要的专业课。本文针对众多兄弟院校该课程的教学现状，分析并总结了课程教学过程中存在的不足，从多方面积极探索应用型本科人才培养的课程教学方法，研究结果对工科其他专业的教学具有一定的参考作用。

[1]陈梅，李自臣.“单片机应用技术”课程自主探究式教学模式探索[J].中国电力教育，2014(3)：134-135,138.

[2]鲍玉军.适应“卓越工程师”培养模式的电子信息工程专业教学探讨[J].常州工学院学报,2014(6):64-68.

[3]王晓爽.自动检测技术课程教学研究与探索[J].中国现代教育装备,2013(9):53-54.

[4]周祥才，朱兆武.检测技术及应用[M].北京：中国计量出版社，2009.

[5]王晓俊，季亮，王碧波，等.面向应用的“自动检测技术”教学方法探索[J].电气电子教学学报，2015,37(1):71-73.

[6]陈鸿雁.控制理论思想在自动检测技术课程教学中的应用[J].吉林省教育学院学报,2014,30(1):35-37.

[7]农藩耿.《传感器与自动检测技术》课程的改革与实践[J].教育教学论坛，2015(12):108-109.

责任编辑：杨子立

Exploration and Practice on a Teaching Model for ″Automatic Measurement Technology″ Course

BAO Yujun,ZHOU Xiangcai,CAI Jianwen

(School of Electrical and Photoelectronic Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213032)

In order to fit into the educational ideology of cultivating application-oriented undergraduate and accquire better teaching methods for the course of automatic measurement technology,the importance and status quo of automatic measurement technology teaching were firstly analyzed.Experience and shortcomings were concluded by surveying the teaching methods used by counterparts at colleges of Jiangsu province as well as analyzing the characteristics of Changzhou Institute of Technology.Corresponding improvements and suggestions for this course were thus proposed.

cultivating application-oriented undergraduate;automatic measurement technology;course teaching

10．3969/j．issn．1671-0436．2016．05．017

2016- 07- 30

常州工学院教学建设项目(A3-4402-16-019)；常州工学院网络课程建设项目(A3-4406-16-064)

鲍玉军(1978— )，男，硕士，副教授。

G642.0

B

1671- 0436(2016)05- 0081- 05