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摘要:本文從“檢測技術(shù)”課程的特點(diǎn)和現(xiàn)狀出發(fā)，著重探討了教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)手段等相關(guān)問題。提出轉(zhuǎn)變授課為主向研討實(shí)踐為主的教學(xué)方式，增加自主綜合口袋實(shí)驗(yàn)，鼓勵多學(xué)科交叉創(chuàng)新等改革方案。目的是探索建設(shè)適應(yīng)新形勢下的測控技術(shù)與儀器專業(yè)課程教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新意識和能力。

關(guān)鍵詞:研討實(shí)踐;口袋實(shí)驗(yàn);多學(xué)科交叉

引言

“檢測技術(shù)”是儀器儀表類專業(yè)的核心課程，是學(xué)生在本科階段前期所學(xué)的“傳感器”、“信號處理”、“微機(jī)原理”、“自動控制”等課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)的一門綜合性課程［1～3］。該課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)掌握相關(guān)檢測技術(shù)原理和檢測系統(tǒng)的設(shè)計方法，并且通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對相關(guān)檢測方法進(jìn)行實(shí)踐。傳統(tǒng)的“檢測技術(shù)”教學(xué)采用全部授課或是授課為主、研討為輔的方式，要求教師能夠準(zhǔn)確地把相關(guān)檢測技術(shù)原理傳授給學(xué)生，并且結(jié)合少量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對相關(guān)技術(shù)積累感性認(rèn)知。然而，隨著時代的發(fā)展、新技術(shù)的涌現(xiàn)和新時代學(xué)生對新知識的訴求，這種傳統(tǒng)方式已經(jīng)逐漸滿足不了新需求，迫切需要對該課的內(nèi)容和授課方式進(jìn)行調(diào)整［4］。對于授課方式的改革，我們認(rèn)為需要在以學(xué)生為主的授課方式基礎(chǔ)上，根據(jù)教師的特點(diǎn)，即科研背景和個性特征，采用多元化的教學(xué)模式為要。本文的目的在于探索以學(xué)生為主的教學(xué)，通過調(diào)整授課方式、實(shí)驗(yàn)方法、并融合科研能力的培養(yǎng)，從而摸索出一種新時代背景下的“檢測技術(shù)”課程教學(xué)模式。

1存在問題

目前“檢測技術(shù)”一課在諸多院校的相關(guān)專業(yè)中都有講授，特別作為儀器儀表專業(yè)的主干課程，占有很重要的地位。但諸多院校由于條件限制基本是以課程講授的方式進(jìn)行，缺少教師和學(xué)生的互動以及學(xué)生動手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。根據(jù)筆者授課經(jīng)驗(yàn)來看，“檢測技術(shù)”一課主要存在以下三點(diǎn)問題:(1)課程授課方式不夠靈活有效，若單以考試作為最后檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)知識的手段，往往效果有限，存在考完就忘的問題，學(xué)生對課程認(rèn)知不足;(2)實(shí)驗(yàn)方式相對保守，缺少創(chuàng)新之處，無法有效調(diào)動學(xué)生的積極性，也存在實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度不足的問題;(3)課程內(nèi)容相對老舊，即使比較新的教材課本也是以2003年前后的內(nèi)容為基本框架進(jìn)行修改，缺乏學(xué)生更加關(guān)心的新內(nèi)容新技術(shù)。隨著時展和新技術(shù)的普及應(yīng)用，諸如微課、翻轉(zhuǎn)課堂這樣的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，“口袋實(shí)驗(yàn)室”等實(shí)驗(yàn)方式不斷推陳出新，人工智能技術(shù)等新思潮的涌動，都為該課程教學(xué)改革創(chuàng)新提供了很好的依托，這已在部分院校的課程教學(xué)中有所體現(xiàn)［5～7］。利用相關(guān)新技術(shù)，我們可以更加靈活地將“檢測技術(shù)”課程內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，同時更加有效地傳遞知識，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2教學(xué)改革具體思路

目前“檢測技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容由課堂教學(xué)、課堂研討和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)三部分構(gòu)成，主要采用以課堂教學(xué)為主、研討和實(shí)驗(yàn)為輔的方式。其原因在于首先課程大綱安排的授課內(nèi)容占比重較大，需要在課上有限時間安排中講授較多的基礎(chǔ)知識，導(dǎo)致弱化研討和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié);其次，傳統(tǒng)的教師教、學(xué)生聽的方式，依舊沒有發(fā)生根本改變;最后，現(xiàn)代化的翻轉(zhuǎn)課堂、微課等教學(xué)手段實(shí)施起來還需要一定時間進(jìn)行普及和驗(yàn)證。因此，根據(jù)目前的授課條件，我們提出以下四點(diǎn)具體改革意見，并且部分內(nèi)容已經(jīng)在教學(xué)實(shí)踐中加以驗(yàn)證:(1)轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式，從授課為主、研討為輔的方式轉(zhuǎn)變?yōu)檎n下在線學(xué)習(xí)、課堂檢驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)為研討為主、授課為輔的教學(xué)模式;(2)改革課程研討內(nèi)容的設(shè)計，由教師命題學(xué)生自選和學(xué)生自主命題兩類方式相結(jié)合，從實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)、生活等不同角度展開;(3)轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)方式，從定點(diǎn)定時定內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)方式到“口袋實(shí)驗(yàn)室”的移動實(shí)驗(yàn)方式;(4)讓學(xué)生不僅做參與者，也做評委，通過以小組為單位進(jìn)行PK，增進(jìn)研討的質(zhì)量。考慮到目前“檢測技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容跟不上最新科學(xué)技術(shù)的迅猛進(jìn)展，解決的辦法是融合多學(xué)科交叉和前沿技術(shù)，重點(diǎn)體現(xiàn)在學(xué)生研討內(nèi)容匯報中。通過上述教學(xué)改革方法，從而實(shí)現(xiàn)以下三點(diǎn)目標(biāo):①培養(yǎng)學(xué)生課下學(xué)習(xí)、課上研討的學(xué)習(xí)習(xí)慣，重點(diǎn)進(jìn)行基于課下學(xué)習(xí)的內(nèi)容結(jié)合實(shí)例的研討，構(gòu)建通過學(xué)生自主選題和命題相結(jié)合的方式展開立足于解決實(shí)際問題的案例化教學(xué)。②將傳統(tǒng)的相對較過時的實(shí)驗(yàn)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐哉n程設(shè)計為主輔以“口袋實(shí)驗(yàn)室”的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改革，使學(xué)生能夠?qū)⒀杏憙?nèi)容和動手實(shí)踐相結(jié)合，從而不僅在理論層面掌握相關(guān)檢測技術(shù)，并且在實(shí)踐過程中理解并加以應(yīng)用。③面對研討環(huán)節(jié)提出的設(shè)計目標(biāo)，使學(xué)生能夠主動查閱中英文文獻(xiàn)，特別引導(dǎo)介紹近年來較為前沿技術(shù)的英文資料，提高學(xué)生專業(yè)英語能力，并且了解一定前沿技術(shù)。

3教學(xué)改革的實(shí)施過程

根據(jù)上述研究內(nèi)容和目標(biāo)，擬從四個方面進(jìn)行課程的改革:1)改進(jìn)和完善在線課程內(nèi)容筆者調(diào)研了中國大學(xué)MOOC(慕課)上涉及檢測技術(shù)的課程，目前主要有武漢理工大學(xué)的“傳感與檢測技術(shù)”和寧波城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院的“傳感器與檢測技術(shù)”。這兩門課都將檢測技術(shù)與傳感器結(jié)合在一起進(jìn)行講授，特別是前者側(cè)重于傳感器原理和一些信號處理內(nèi)容，但涉及具體檢測技術(shù)原理并不多。此外，我校自動化專業(yè)也有相關(guān)的在線課程，重點(diǎn)講授檢測技術(shù)內(nèi)容，可以作為我院儀器專業(yè)設(shè)計在線課程的重要參考資料。根據(jù)我校的儀器專業(yè)課程安排，“檢測技術(shù)”是“傳感器原理”、“信號處理”、“誤差原理”等課程的后續(xù)，有其自身的特點(diǎn)和定位，不應(yīng)該在課程內(nèi)容上和相關(guān)課程有太多重復(fù)。因此，“檢測技術(shù)”在線課程應(yīng)根據(jù)我校的課程特點(diǎn)，參考前期精選的在線課程素材，在線課程視頻等內(nèi)容，從重要知識點(diǎn)啟動，再遵循網(wǎng)絡(luò)課程的一些講授方式進(jìn)行設(shè)計，重點(diǎn)突出檢測技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計和有針對性的案例解決。2)開展雙模式研討教學(xué)在“檢測技術(shù)”授課過程中，筆者所在團(tuán)隊先采用全部教師命題、學(xué)生選題的方式進(jìn)行課程研討內(nèi)容安排，再結(jié)合學(xué)生自主選題放入課程研討環(huán)節(jié)中。我們發(fā)現(xiàn)無論是教師命題還是學(xué)生自選題，很多小組都可以呈現(xiàn)出調(diào)研豐富、內(nèi)容詳實(shí)、論證充分的研討報告;特別是自主選題的小組更能夠在有限的條件下用制作的實(shí)例來進(jìn)行課堂呈現(xiàn)，展現(xiàn)出高質(zhì)量的研討內(nèi)容。此外，我們在研討環(huán)節(jié)中還采用互評的方式，讓選擇相同題目的小組進(jìn)行相互PK，找出彼此報告中的不足，從而對同一命題進(jìn)行不同角度的探討。這些方法已經(jīng)逐步應(yīng)用在課堂中，取得不錯反響。3)“口袋實(shí)驗(yàn)室”貫穿課程模式在新一學(xué)期的課程中，實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)部門采購了一批小型實(shí)驗(yàn)開發(fā)材料，包括多種傳感器和控制芯片，提供給各小組隨時隨地進(jìn)行使用，并由相關(guān)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一管理。我們發(fā)現(xiàn)采用實(shí)驗(yàn)“口袋化”方式并且利用少量教學(xué)資金能夠最大程度地調(diào)動學(xué)生的積極性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量。在今后的課程教學(xué)中，我們將不斷完善這一理念，能夠讓每一個學(xué)生都可以從動手中真正學(xué)到很多實(shí)際的內(nèi)容。4)多學(xué)科交叉及前沿技術(shù)的探索檢測技術(shù)應(yīng)用于多個領(lǐng)域，涉及多種具體檢測方法，從壓力、速度、物位、溫濕度等，種類繁多，在課程中我們只能選擇少量和典型檢測對象進(jìn)行闡述。學(xué)生往往對新技術(shù)充滿好奇，比如連續(xù)血壓監(jiān)測采用的光電方法或是脈搏波法都是較新的檢測方法，又如視覺測量于光學(xué)字符檢測、缺陷檢測中都是目前工業(yè)中應(yīng)用較多的新技術(shù)。我們將這些內(nèi)容融合進(jìn)“檢測技術(shù)”課程中，并在此基礎(chǔ)上，以相對通俗的方法介紹機(jī)器視覺、模式識別等新技術(shù)來拓寬學(xué)生視野，調(diào)動學(xué)習(xí)熱情。此外，鼓勵學(xué)生在研討準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中多以最新的中英文期刊文章入手，一方面培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立科研能力，另一方面訓(xùn)練學(xué)生英文閱讀和文獻(xiàn)檢索能力。“檢測技術(shù)”研討與實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿于整個課程教學(xué)過程:歷時16周，共48個學(xué)時。目前，采用講授16課時、研討16課時、實(shí)驗(yàn)16課時的方式進(jìn)行。將來的改革實(shí)踐中，擬采用講授約4～6課時，其余為研討和實(shí)驗(yàn)混合進(jìn)行。其中，以研討為例，學(xué)生被分為3人一個小組(以一個班30人為例)，需根據(jù)前三周的課題自選(自擬)、研討優(yōu)先順序選定等進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作，包括資料文獻(xiàn)閱讀、調(diào)研、設(shè)計方案規(guī)劃，并在有限的時間內(nèi)進(jìn)行方案驗(yàn)證。在一堂研討課中，由預(yù)定順序的某一小組進(jìn)行答辯和演示，需準(zhǔn)備30分鐘左右的PPT演講，并且在演講結(jié)束后根據(jù)教師和同學(xué)提問進(jìn)行作答。教師根據(jù)PPT內(nèi)容質(zhì)量和演講問答情況進(jìn)行打分，并計入最終成績。研討內(nèi)容需明確具體目標(biāo)和內(nèi)容，比如以研討課題“乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測”為例，要求如下:(1)乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價檢測標(biāo)準(zhǔn);(2)調(diào)研市面上主要的檢測設(shè)備;(3)確定相關(guān)物質(zhì)的采樣測定方法;(4)有檢測系統(tǒng)各模塊的選型分析;(5)有主要的電路設(shè)計結(jié)構(gòu)圖。小組需在報告中完整呈現(xiàn)上述內(nèi)容。相同選題的小組需呈現(xiàn)不同的內(nèi)容體現(xiàn)其工作，并且進(jìn)行問答引導(dǎo)式的較量。另外，實(shí)驗(yàn)以小組為單位，可結(jié)合研討課題，主要在課后自主開展，并由教師組分階段審核各小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。

4結(jié)語

本文介紹的“檢測技術(shù)”課程的研討實(shí)踐教學(xué)改革轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式，倡導(dǎo)以研討為主、授課為輔的教學(xué)方式;通過在線課堂的構(gòu)建，使學(xué)生能夠利用課外時間進(jìn)行課程內(nèi)容學(xué)習(xí)。同時，改革課程實(shí)驗(yàn)方式，以“口袋實(shí)驗(yàn)室”代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)，提倡自主選題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計。并且，將多學(xué)科交叉和前沿科技內(nèi)容融合進(jìn)入課程體系中，在研討時進(jìn)行新知識的梳理，旨在幫助學(xué)生拓展知識面、提升學(xué)科視野。該項改革是針對我院測控技術(shù)與儀器專業(yè)這個江蘇省優(yōu)勢學(xué)科的創(chuàng)新發(fā)展而具體實(shí)施的，希望借此機(jī)會能夠優(yōu)化相關(guān)課程體系，并結(jié)合自身學(xué)科特色，努力把該課程打造成精品課程，更好地促進(jìn)本科教學(xué)，為培養(yǎng)本科生服務(wù)。

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作者：李煊鵬 王東 單位：東南大學(xué)