工匠精神驱动下的传感器与检测技术课程建设

蔡佳茏 纪越 宋丽梅 熊慧 李金义

摘  要  针对传感器与检测技术课程中课程思政建设、分类与高阶性建设目标达成不完善的问题，围绕课程思政建设的整体设计、纺织行业特色建设案例库、传感器选择与检测系统设计复杂工程问题解决能力培养以及信仰驱动创新探索意识加强四个方面，实现在工匠精神驱动下课程思政的自然融入，并形成课程的分类建设特色。该研究可为同类型的课程建设设计和实施提供参考。

关键词  传感器与检测技术；课程思政；工匠精神

中图分类号：G642.3    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）10-0053-04

Curriculum Construction of Sensor and Detec-tion Technology Driven by Craftsman Spirit//CAI Jialong， JI Yue， SONG Limei， XIONG Hui， LI Jinyi

Abstract  For the construction of ideological and political education in sensor and detection tech-nology and the imperfect achievement in its classi-fication and construction of high order goal， we put forward four approaches： the integral designing of the construction of ideological and political education in curriculums， building a case library around the characteristic of textile industry， deve-loping ability to solve complex functional problems involved in sensor selection and detection system， strengthening the awareness of innovation and ex-ploration by faith-driven， which can realizes the natural integration of ideological and political education in curriculums under the driven by crafts-man spirit and form the characteristics of curri-culum classification construction. This research can provide reference for the design and implementation of the same type of curriculum construction.

Key words  sensors and detection technology; ideolo-gical and political education in curriculums; crafts-man spirit

Authors address  School of Control Science and Engi-neering， Tiangong University， Tianjin， China， 300387

0  引言

傳感器与检测技术是自动化和测控技术与仪器等电类专业的必修课之一。传感器是信息系统支柱之一，传感器技术的优劣成为衡量一个国家是否处于战略竞争制高点的重要标志。国家“十四五”规划再次强调聚焦传感器等关键领域，加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用。传感器与检测技术的课程建设与国家发展战略以及课程思政的结合尤为重要，要落实立德树人的根本任务，培养中国制造和中国创造的合格社会主义接班人，探索通过课程和教材建设推动专业和课程思政的有机结合，重在培养学生的家国情怀、“大国工匠”精神和历史使命感以及辩证思维、系统思维和创新思维能力。

对标一流课程建设的基本原则，结合传感器与检测技术的课程特点，课程建设的发展趋势除了加强思政元素的自然融入，还应更加注重分类建设、高阶性与创新性：1）分类建设方面，传感器的应用范围非常广泛，课程建设要服务各个高校特别是不同“双一流”建设学科特色方向，在发展过程中应依据各高校的办学定位和人才培养目标定位，建设适应本地区本行业特色的人才培养体系；2）高阶性方面，作为专业核心课程之一，要将课程思政与基于产出的教育模式有机结合，锻炼学生解决复杂工程问题的能力，让学生能够根据自动化领域工程需要选择合适的传感器和检测方案；3）创新性方面，传感器是科技发展中关键聚焦领域，应更加重视课程与前沿技术研究的紧密结合，不仅注重传感器的应用范围，也要关注国家重大需求牵引下的相关类别传感与检测技术的基础研究。

目前，传感器类的课程建设都十分注重思政元素、案例教学与传感器理论知识的结合，但多数课程主要是针对分散的思政元素融合和某一种机理传感器的应用展开，在思政元素融入的整体设计、行业学科特色、解决复杂工程问题能力以及传感机理研究驱动方面存在不足[1]：1）目前，各个高校课程建设中都进行了思政元素的融入，以案例为抓手，引入求真务实、实践创新等精神的培育，但是缺少整体理论的布局以及串联案例形成的信仰深化与升华；2）目前，传感器类课程案例尚以通识应用为

主，没有将相关行业特色纳入，纺织产业是我国的民生产业和国际竞争优势产业，也是科技应用和时尚发展的重要产业，纺织产业的智能化转型，亟须智能感知领域的人才培养；3）以传感器原理为分类依据的传统讲授模式，与面对复杂工程问题中以被测量选择为依据的实际应用环境是脱离的，打破传感原理的分类模式，真正让学生以实际工程问题为背景，如何学会选择传感器并设计检测系统，是教学模式改革需要解决的问题。

1  工匠精神驱动下的课程整体设计

为了实现传感器与检测技术课程思政的自然融合、分类建设、高阶性和创新性的一流课程建设总体目标，分解为课程思政顶层设计、纺织行业特色建设、复杂工程问题解决能力锻炼和信仰驱动的创新探索的达成目标，具体的实施方法细化为四个方面：1）全面调研，明确教学目标，将专业教学与育人教育相统一；2）将纺织智能检测特色案例进行全局设计，形成以行业为背景的案例串联，达到行业与课程建设相统一的效果；3）将基于面向产出教育理念中复杂工程问题细化到课程中，明确为解决“传感器选择与检测系统设计”复杂工程问题进行能力培养，提高系统的高阶性；4）通过课程思政建设，加强国家发展战略在学生创新探索中的牵引，增强学生的使命感和责任感，将报效祖国作为创新驱动源泉，开展传感机理深入检索和研究。

2  工匠精神驱动下的课程建设具体思路

2.1  围绕课程思政顶层设计的举措与实例

以课程大纲为基础，以“三全育人”思想为引领，以教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》为指导，秉承思政教育与专业教育自然融合的原则[2]，结合工程教育专业认证的成果导向、以学生为中心和持续改进三大教学理念，形成建设路线：1）专业教师中青有机结合，组成课程思政教学团队；2）基于线上线下混合教学模式，建设在线课程思政案例库，创新教学手段；3）发掘课程中蕴含的思政元素，将思政元素自然融入专业教学；4）上述方面有机融合，共同完成课程思政的培育，形成闭环。

在教学内容课程思政元素融入中，根据课程思政教学目标顶层设计，在本项目的研究过程中要丰富各个案例的线下与线上教学资源[3]，并能与智能纺织检测背景相结合，实现行业特色中的课程思政加强。具体实施案例可以分为以下两类。

1）生活案例自然融入知识点教学，引用习近平

总书记对学习态度的重要论断，培养学生的良好学习习惯[2]。如图2所示，通过对电磁炉的设计与电涡流传感的机理结合，总结提问归纳学生日常生活中的案例，引导学生思考，进一步引出课程思政，体会习近平总书记提出的工匠精神与学习方法。

2）以科研案例的需求为实际分析的要点，以传感器的国内研究现状激发学生对自主研发和自主创新的认识，以实际案例的解决启迪学生人士创造过程需要知识积累的重要性。如图3所示，以数控机床中位移测量需求为背景，讨论课堂中学习过的位移传感器的局限性，提出数字位移传感器学习的必要性，在讲解课程内容后，分析光栅传感器的如何应用于数控机床中[4]，并分析光栅传感器的国内外研究现状，以实际测量需求让学生理解中国制造和中国创造的必要性，提高责任感和自信心。

2.2  围绕纺织行业特色的举措与实例

在我国先进制造领域，纺织产业是我国的民生产业和国际竞争优势产业，也是科技应用和时尚发展的重要产业。工信部发布的《纺织工业发展规划（2016—2020）》提出重点发展纺织智能制造，推进具有自动感知、智慧决策、自主控制功能的高端智能纺织装备的产业化开发和应用[5]。天津工业大学是“双一流”学科建设高校，属于行业特色院校，在第四轮学科评估中纺织工程获得A+，应该在相关课程中制定符合行业人才培养定位的建设目标。如图4所示，制定符合纺织行业特色的课程建设目标，并在各小节中，结合行业背景将速度、振动以及张力测量的案例融入应用拓展，实际锻炼学生在纺织制造领域进行传感器选择和检测系统设计的能力，并将纺织智能检测中的科技前沿作为课程延伸，提高课程的高阶性以及与行业特色的结合度。

2.3  围绕传感器選择与检测系统设计复杂工程问题解决能力培养开展的具体措施

基于面向产出的教学理念，强调专业领域内复杂工程问题解决能力的培养，针对传感器与检测技术的课程目标，细化专业领域内的复杂工程问题，可以描述为“传感器选择与检测系统设计”自动化领域内复杂工程问题，针对这一能力的培养，采用启发式教学的模式。如图5所示，在课程的工程引例中，以实际工程需求为牵引，对实际测量的动静态指标进行详细的需求描述，并利用课上资源对实际应用环境进行拓展，以问题为驱动，进行传感器的选择和检测系统设计。同时，结合该被测物理量的基础知识，对所学传感器进行对比，重在强调机理和应用环境的对比，要求学生进行文献检索，配合线上资源建设，进行传感器机理的仿真和模拟，最终达成学生解决复杂工程问题能力的培养目标。

2.4  围绕信仰驱动创新探索开展的具体措施

学生的自主创新意识和能力是课程目标关于素养和课程思政的重要方面，如何帮助学生树立正确的创新驱动源泉是非常重要的。如图6所示，通过在课程中加强国家重要需求牵引的背景讲述，从国家战略和民族责任感与自信心的角度，激发学生对于测量知识的学习与深入探索，使学生了解“卡脖子”技术的研发现状。

3  结束语

探讨传感器与检测技术工匠精神驱动下的课程思政元素的自然融入方法，并结合学校培养目标形成具有纺织专业特色的课程建设要求，将传感器按照测量对象进行串联和案例统筹，为该类课程建设思路提供参考。

4  参考文献

[1] 张蓉波.传感器技术课程思政建设思考与探索[J].产业与科技论坛，2021，20（12）：202-203.

[2] 李惠.立德树人视域下高校思想政治教育协同育人模式研究[J].科教导刊，2021（13）：101-104.

[3] 朱兰香，谷雷，张丽哲，等.检测与转换技术课程案例式教学探索与实践[J].长春教育学院学报，2015，31（17）：84-85.

[4] 王金参，刘霞.传感器在数控机床中的应用分析[J].轻纺工业与技术，2020，49（2）：104-105.

[5] 白恩健，李晓丽，王直杰.“新工科”背景下纺织特色高校电工电子技术课程教学改革探索与实践[J].纺织服装教育，2019，34（2）：163-166.