新时代应用型本科院校“测试与传感技术”课程教学与改进策略

许马会 单文桃 巢渊 史璠

摘 要：传感技术的发展和应用对自动化控制技术、国民经济的进步以及综合国力的提高具有巨大的促进作用。“测试与传感技术”课程的开设可有效拓展本科生的视野和科研思路，有利于本科生竞赛能力和创新能力的提升。本文根据已有教学经验，针对目前应用型本科院校“测试与传感技术”课程教学中存在的问题，从理论教学、课程思政教学、实践教学方面对该课程进行教学改革方面的初步探索，以期提高该课程教学质量和教学效果。

关键词：应用型本科院校；传感技术；教学方法；改进策略

Abstract： The development and application of sensing technology have a significant driving effect on automation control technology， national economic development， and the improvement of comprehensive national strength. The establishment of the course "Testing and Sensing Technology" can effectively expand the horizons and research ideas of undergraduate students， and is conducive to the improvement of their competitive and innovative abilities. Based on existing teaching experience， this article explores the teaching reform of the course "Testing and Sensing Technology" in applied undergraduate colleges from the perspectives of theoretical teaching， ideological and political teaching， and practical teaching， aiming to improve the teaching quality and effectiveness of the course.

Keywords： Applied undergraduate colleges and universities; Sensing technology; Teaching methods; Improvement strategy

1. 课程概述

“测试与传感技术”作为一门综合性和实验性都很强的专业基础课，对培养学生的实践能力和综合素质有着重要作用。课程内容涵盖的传感技术在信息技术领域中的地位不可忽视，它与计算机技术和通信技术共同构成了信息技术的三大支柱。从物联网角度看，传感技术被认为是衡量一个国家信息化程度的重要标志，它的广泛应用使得物理世界与数字世界更加紧密连接。因此，一个国家在传感技术方面的发展水平直接关系到其信息化程度和国家竞争力的提升。随着科学技术的不断发展，各类产品向着小型化、轻便化、智能化的方向发展，而传感器作为检测装置在各类产品中起着非常重要的作用[1]。因此，《测试与传感技术》课程在高校工程教育中得到越来越多的重视和关注。随着应用型高校产学研用一体化创新体系进展加速，传统的教学模式已经不能满足培养创新型人才的需求。而应用型教育水平在一定程度上代表着一个国家智力资源开发与储备的程度，标志着一个国家科学技术与经济竞争的能力[2]。为了适应我国企业对工程应用型人才的需求，2020年我校机械电子工程专业已经通过工程教育认证，在培养学生工程测试与传感类课程的知识和能力方面，我们将加强课程设置和教学内容，把侧重点集中在传授学生广泛而实用的传感器和集成电路的设计方面，注重培养学生工程测试能力和解决工程实际问题能力。

另外，根据教育部《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中明确指出的在教育教学过程中更加重视学生能力和素质的培养的思想[3]，要求“测试与传感技术”课程的教学目标要符合高校、社会的人才培养需求，注重学习者勇于探索、善于解决工程问题的实践能力，调动学生的主动性、积极性，培养学生的创新能力，强化学生综合能力的培养。传统的教学方法过于注重理论讲解，忽略了学生的教育性需求。因此，我们需要进行改革，以更好地满足学生的学习需求和提高他们的学习效果。本文根据“测试与传感技术”课程教学过程中存在的主要问题，从课堂内容和教学方式上对“测试与传感技术”课程教学改革提出几点浅见。本文以“理论教学、思政融入、实践教学有机结合”为主线，在理论教学和实践教学过程中开展课程思政教育，实现对学生思想政治的培养；以“兴趣、体验、技能和思维”为基本点，通过多种教学手段，调动学生的学习兴趣，提高学生综合素质、培养创新精神和實践能力。

2、课程内容改革

“测试与传感技术”课程具有较强的理论性和广泛的覆盖面，但教学过程中存在一些问题。许多教师倾向于以纯理论教学为主，缺乏足够的实践与案例讲解，导致课堂活跃程度不高，无法激发学生的主动性和对该课程的学习兴趣。这种单一的教学方式无法满足学生的实际需求，也影响了他们对知识的掌握和应用能力的培养。而且，传统教学中由于学生缺乏生产实践经验，毕业后走向实际工作岗位，却很难将所学知识应用于实际中。因此，课程内容必须紧跟社会发展和社会实践，面对快速发展的新时代，我们必须在课程建设中增强与时俱进的意识，创新学术话语体系，并提高应用型本科院校的教育课程质量，这是一项必不可少的任务。

2.1课程内容具有时代性

传感器原理及应用是“测试与传感技术”课程的关键内容，然而大多数教材偏重于理论全面和内容稳定，其中介绍的传感器多为常规传统机械式传感器，与传感器技术的发展现状相比，这些教材存在一定的滞后性。近几年，由MEMS（Microelectro Mechanical Systems，微机电系统）技术制备的传感器，其特征尺寸在微米量级，使得它可以实现某些传统机械式传感器所不能完成的功能，目前在市场上不断涌现，同时，陈旧过时机械式传感器不断被市场淘汰。为了跟上传感器技术快速发展的步伐，教师需要不断创新“测试与传感技术”课程内容，积极引入最新的传感器技术应用案例和研究成果，淘汰过时陈旧的知识内容，并补充学科知识的前沿领域，以确保学生掌握最前沿、实用的传感器知识。面对不同专业的学生，在传感器的应用种类及功能上有所针对性，从而拓展学生的视野，激发学生的民族情感，进一步提高学生的学习动机。

2.2课程内容具有教育性

目前，高等学校教育教学改革的重要发展方向和必然趋势之一是对高校专业课程进行思政教学改革[4]。“测试与传感技术”课程作为高等本科院校专业核心课程，任课老师不仅要有教书的本领，也需要有育人的意识和能力，教师通过对课程思政元素的挖掘，重新认识课程的价值，为每个知识点建立了课程思政案例和目标，把课程思政元素融入信息化教学各个环节，充分发挥立德树人的功能，从而实现专业教育与思政教育的有机统一，达到培养本专业高技能、高素質的全方位技术人才目标和教学质量的目的。例如，通过测量珠穆朗玛峰高度的思政案例分析，引导学生了解发展测试与传感器的重要意义，用启发式教育培养学生的家国情怀；通过介绍某些企业，在生产过程中对环境污染监测数据造假，使得监测数据达标，帮助学生树立正确的人生观、价值观。以机动车超速和闯红灯抓拍为例，掌握信号的分析方法，激发学生社会责任感；通过我国高端芯片的一些卡脖子技术，掌握信号的调幅与调频，引导学生具有创新创业精神；通光电传感器和光伏电池的工作原理以及和应用，强调光伏发电绿色清洁，引导学生要具有节能环保、绿色制造的理念。

2.3课程内容具有实践性

应用型本科院校对高层次应用型人才需要以及推进中国高等教育大众化进程起到了积极的促进作用[5]。作为应用型高校，我校非常注重培养学生的工程测试能力和解决实际工程问题的能力。“测试与传感技术”课程作为一门实践性较强的课程，在培养学生实践能力方面扮演着重要角色。通过该课程，学生将学习到各种测试方法与工具的使用，并接触到实际的传感器应用案例。同时，课程也注重引导学生进行实际测试和解决工程问题的实践训练，以提升学生的实践操作能力和工程思维能力。因此，教师需要通过理论教学与实践环节相结合，提高教学内容的系统性，积极探索多样化的实践教学模式，提高学生实践创新能力，形成实验室教学、专题实验开设、研究项目申报、学科竞赛及产学研合作的“五位一体”实践教学模式，从一般的“传授现成的知识”转向“以培养能力为主要目的”[6]，使学生在毕业后走向实际工作岗位，既有扎实理论基础又有较强实际动手能力，最终培养出符合企业和市场需求的高技术应用型人才。

3、教学方式改革

针对“测试与传感技术”课程中面临的理论与实践存在滞后、课程内容涉及面广、学生的学习效果较差、教学方法单一、缺少反馈等问题，本文改变传统的以教师讲解为主和以理论为主线的教学模式，采用互动式教学法和学生以“问题”为中心的方式，引导学生探究工程问题，让学生主动参与到教学过程中来，培养学生自己获取知识和独立学习的能力，教学方式改革整体思路如图1所示。

3.1采用教学比赛和小组讨论，让学生作为课堂的主人

BOPPPS教学模式作为一种更关注参与式学习的教学模型，能够促进有效教学[7]。教师根据教学内容和学生的实际情况选择合适的内容，以思维导图的形式将课堂内容提前发给学生，以保证学生在分组讲课或讨论时，能充分发挥最大效用。首先由班长组织，将学生分为6组，按照竞技比赛的对阵方式，第一小组在讲课过程中可以设计问题，随机对其他五组进行提问，其他五组在听课过程中也可以对第一组进行提问，让学生带着问题讲课和听课，以问题为导向进行知识讲解。根据每组讲解过程中是否有思政融入、其他小组对第一组讲解内容理解程度、回答问题情况等进行综合打分，提高学习氛围和课堂效率，让每位学生都能深度参与到该课程的学习中，做到课前预习，课中参与和互动，课后总结与拓展。讲课比赛和小组讨论创设人人平等参与的机会，在整个过程中，培养学生团队精神，提高学生的思维能力和自学能力，促进学生的自主学习的主动性。同时，有助于任课老师因材施教，弥补老师难以面对有差异的众多学生的不足。

3.2丰富教学手段，增加企业实践和实验项目机会

兴趣是最好的老师、提高学生兴趣是提升教学质量的重要手段，传统教学主要采用板书和PPT，很难引起学生的兴趣。于是PPT中适当的加入动画和视频，一则可以缓解学生的视觉疲劳，二则可以使学生更容易理解和接受所讲解的知识。在讲解过程中将知识点与学科热点与日常生活联系起来，增强他们对知识的实践认识，引导学生调查分析工程和研究案例，对实例中的技术原理、方法进行报告和讨论，让学生可以更好地认识到课堂所学专业知识对自己的研究方向和未来就业选择的重要性。鼓励学生开发实验平台软件，动手制作动画，通过设计贴近学生思维空间的主题，不断改进原有实验项目并设计新的实验项目。将科研取得的成果引入到理论教学中，以科研项目为指导，充分激发学生参与科研实践的热情，加强与地方业内知名企业的合作，建立稳定的实习基地，将专业实践环节开设到企业中，以进一步提高实践教学质量。同时，可以锻炼学生动手能力和综合分析解决问题能力，以适应社会与产业对创新人才的需求。

3.3改革考核方式，鼓励学生参加科技竞赛

应用型本科院校最终目的是培养高出符合企业和市场需求的高技术应用型人才，因此，其考核方式不单单局限于理论考试，要逐步实现多元化考核模式。在理论考试的基础上增加技能考试（占总成绩的5%），注重评价学生的创新能力、发散性思维和课外作业的完成情况，实现实践考核与理论考试并重。技能考试包括独立设计传感器实验、参与科研项目、参加“大学生创新创业大赛”和“互联网+”等科技活动。通过实际操作打分，鼓励学生更多参与课外实践活动，强化对学生综合能力的测评，提高学生的实际动手和应用能力。改革传感器课程考核方法能够最大限度调动学生的学习主动性[8]，使学生从被动学习转变为主动学习，引导学生更加重视课外实践活动。

结语

为了调动学生对“测试与传感技术”课程主动性和学习兴趣，最终培养出符合企业和市场需求的应用型人才，本文从课程内容和教学方式两个方面进行改革。在课程内容上结合学科前沿不断革新，实现科学教育、人文教育和工程教育有机统一。在教学方法上采用“自主学习+合作学习”，让学生成为课堂的主人，鼓励学生参加各种科技竞赛，强化学生的综合能力，为全面提升应用型本科院校机械工程类专业教学质量探索一条新思路。

参考文献：

[1] 陈茂林， 刘杰， 冯雪娇. 传感器与检测技术课程教学现状与改进策略[J].南方农机. 2021， 52（06）： 173-174.

[2] 马永， 马万里. 高等教育普及化背景下研究生教育发展阶段划分与走向思考—基于国际比较视角[J]. 中国高教研究. 2021 （08）： 26-33.

[3] 教育部. 教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[J]. 中国大学教学. 2007（03）： 9-11.

[4] 赵丽玲， 杨春艳. 高校工科课程思政改革的特点与实践关键[J]. 内蒙古师范大学学报（教育科学版）， 2019， 32（10）： 29-33.

[5] 左同宇， 宋志强， 夏庆锋. 江苏省一流应用型本科院校教师继续教育创新研究[J]. 继续教育研究. 2023（04）： 1-4.

[6] 韩用顺， 韦建超， 杨志全， 等. 雙一流背景下高校科研成果转化为本科教学资源的实践[J]. 当代教育理论与实践， 2022， 14（04）： 132-136.

[7] 赵新军. BOPPPS模式下“传感与检测技术”课程线上教学研究[J]. 科技风， 2023， （18）， 136-138.

[8] 邱忠超， 蔡建羡， 姚振静， 等. 基于CDIO理念的传感器与检测技术实践教学改革探索[J]. 大学教育. 2022（02）： 83-85.

基金项目： 江苏理工学院教改项目“基于卓越工程人才培养的《测试与传感技术》课程教学与改进策略”（11610112308）

作者简介： 许马会（1986-），女，汉族，山东菏泽人，博士，讲师，研究方向：MEMS传感器