淺談中職學校測控技術(shù)及儀器專業(yè)導論課程教學思路

淺談中職學校測控技術(shù)及儀器專業(yè)導論課程教學思路

文/李瑩瑩，河南義馬煤礦職工中等專業(yè)學校

測控技術(shù)及儀器專業(yè)是一門應用性極強的專業(yè)，該行業(yè)專業(yè)技術(shù)人才一直處于供不應求狀態(tài)。而中職學生報考本專業(yè)以后，由于此前所受教育無相關(guān)知識基礎(chǔ)，如果直接導入課程體系，不僅難以確保教學實效，更有可能讓學生產(chǎn)生厭學情緒，影響今后對于本專業(yè)的學習。筆者認為，圍繞課程體系打造出一個專業(yè)導論課程，使學生能夠有效銜接好今后需要學習的知識顯得非常重要。

中職學校；測試技術(shù)及儀器；導論；教學思路

1 測控技術(shù)及儀器專業(yè)導論課程設置非常必要

測控技術(shù)與儀器專業(yè)是建立在精密機械、電子技術(shù)、光學、自動控制和計算機技術(shù)基礎(chǔ)上，以工為主，多學科綜合的專業(yè)，探討各種精密測試和控制技術(shù)的新原理、新方法。筆者在長期教學實踐中總結(jié)發(fā)現(xiàn)，本專業(yè)導論課程開展的必要原因包含如下幾方面：

1.1 課程門類存在多學科知識交叉

本專業(yè)的主要課程包括機械設計基礎(chǔ)，電工電子學、微機原理與應用、自動控制、光學、測控電路、光電檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能儀器儀表設計、電路分析基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、誤差理論及應用、計算機程序設計、微型計算機原理與接口技術(shù)等，涵蓋機械、電子、計算機等多門類的主干課程，課程信息量大。

1.2 注重復合能力的培養(yǎng)

本專業(yè)從培養(yǎng)人才方面來看，培養(yǎng)包括面向零件幾何精度參數(shù)、機械量和熱工過程參數(shù)的計量測試和控制技術(shù)，及儀器的應用和開發(fā)研究的高級工程技術(shù)人才，廣泛適用于質(zhì)量監(jiān)督部門、機械、電氣、汽車、造船、航空、航天、動力、冶金和石化等多方面產(chǎn)業(yè)和科研部門對人才的需求。因此，學生必須掌握機、電、計算機等多個領(lǐng)域的專業(yè)技能。

2 課程的教學目標和難點

本課程的教學目的在于初步建立起概念體系，了解專業(yè)的知識體系以及后續(xù)學習的科目，明確課程之間的銜接關(guān)系，合理分配時間，明確學習目的、用法。此外，應當使學生了解專業(yè)的應用和發(fā)展過程、發(fā)展前景、畢業(yè)分配和匹配職位。

本課程的教學難點在于，中職新生不具備本專業(yè)的基本知識，只能用大量的、實例、類比去定性解釋基本概念以及課程體系結(jié)構(gòu)，教學內(nèi)容的深淺較難把握。同時，導論課的課時一般較少，通常在16學時左右，如何在短時間內(nèi)讓學生建立對專業(yè)的初步認識具有難度。

3 課程內(nèi)容

3.1 基本概念

如測控技術(shù)、儀器儀表定義的介紹，包括什么是儀器儀表以及測控技術(shù)，并對現(xiàn)實生活中的儀器儀表分類舉例，包括醫(yī)療、家電、工廠自動化、軍事領(lǐng)域、航空儀表、宇航測控等應用的介紹；儀器的歷史簡介以及儀表的最基本功能組成部分，包括傳感器、信號處理、轉(zhuǎn)換、傳輸部分、信號顯示、與人交互部分等；儀器儀表的分類，以及各部分功能的演變、評價指標等。

3.2 介紹傳感器技術(shù)

包括其基本概念、分類、相關(guān)課程（如“傳感器技術(shù)”），以及性能指標（包括靜態(tài)指標、動態(tài)指標等）。介紹信號調(diào)理，用圖示方式介紹噪聲概念，模擬信號放大、模擬信號濾波的作用，以及相關(guān)課程（如“模擬電子技術(shù)”）；介紹信號處理，包括頻譜分析、濾波等應用簡介以及實現(xiàn)平臺，包括硬件平臺、軟件平臺及工具簡介；介紹相關(guān)課程如“數(shù)字信號處理”、單片機、DSP等相關(guān)技術(shù)；介紹可靠性設計，包括特定條件、特定時間、完成特定功能的含義；介紹一般可靠性設計方法，包括電源、信號調(diào)理、屏蔽、改善應用環(huán)境等方法；介紹通訊技術(shù)，簡單介紹通信技術(shù)的基本概念。

3.3 課堂討論

課堂討論儀器儀表的設計方法，回顧儀器儀表的評價指標，并討論選擇如下功能模塊的實現(xiàn)技術(shù)：包括傳感器的類型、原理、使用環(huán)境、壽命、精度、廠家、成本、對后續(xù)處理的要求；處理部分采用什么結(jié)構(gòu)，模擬電路部分設計、模數(shù)轉(zhuǎn)換設計、數(shù)字電路部分設計主要芯片選擇、處理結(jié)構(gòu)和算法；儀器整體結(jié)構(gòu)，包括PC虛擬儀器結(jié)構(gòu)、獨立儀器結(jié)構(gòu)，以及顯示方式、輸入方式以及主要模塊的選擇；根據(jù)信息存儲要求、存儲手段、數(shù)據(jù)導出特征選擇存儲技術(shù)；并考慮可擴展技術(shù)，如多臺儀器能否聯(lián)網(wǎng)、如何協(xié)調(diào)工作、選用何種協(xié)議等問題。

4 教學方法的運用

傳統(tǒng)的教學方法手段單一，缺乏交流，尤其專業(yè)導論課程內(nèi)容抽象，教學效果往往不理想。為了取得較好的教學效果，可以采用以下方法：

4.1 精心制作PPT教案

計算機輔助教學目前已經(jīng)成為常態(tài)，采用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表現(xiàn)形式，教學過程中利用大屏幕投影的優(yōu)勢，將一些需要教師在黑板上動態(tài)演示的過程做成PPT，既可以在課堂上演示，也可以由學生在課后自己觀摩學習。

在應用實例講解中，可以嘗試對現(xiàn)實生活中的儀器儀表分類舉例，如醫(yī)療器械系列：心臟起博器、X光、核磁共振等，反映了檢測技術(shù)造成醫(yī)療手段的進步；家電行業(yè)中空調(diào)、熱水器等技術(shù)進步造成消費者舒適度的提高；在工廠自動化中對溫度、壓力、轉(zhuǎn)速的測量，以及生產(chǎn)需要的信息資料的獲取等。在介紹評價指標時，以測溫度為例舉例，對于體溫、環(huán)境溫度、實驗室精密生化反映溫度控制、發(fā)電廠生產(chǎn)車間爐溫監(jiān)測等幾種情況下需要的量程以及測試精度的對比。目的在于使儀器儀表抽象的知識形象化，便于學生理解。

4.2 引入課堂討論教學形式

筆者認為，教師可以組織學生就感興趣的背景問題進行課堂討論和辯論，討論議題包括儀器儀表的應用、就業(yè)、學科在社會上的作用、前景等有爭議的問題，以激發(fā)學生的學習興趣和潛能，明確學習目的。

4.3 創(chuàng)新考核方式

筆者在教學實踐中總結(jié)發(fā)現(xiàn)，專業(yè)導論考核方式應當采用能反映學生對專業(yè)認識掌握程度的一些方法，如采用課程論文、調(diào)研等形式，既可以避免死背書的弊端，又可以培養(yǎng)學生專業(yè)的興趣。在這種考核方式下，學生不需要記憶枯燥的概念，而需要建立相應的知識體系。

5 教學效果分析

經(jīng)過16課時的學習，新生對于本專業(yè)的概念體系、知識體系和課程體系有了初步的了解和認識，并對后續(xù)學習的科目以及課程之間的銜接關(guān)系做了主動的調(diào)研，為今后的學習合理分配時間、明確學習目的打下了基礎(chǔ)。此外，學生對專業(yè)的應用和發(fā)展過程、發(fā)展前景、畢業(yè)分配和匹配職位均做了一定的了解，開設本課程對于學生的發(fā)展必然將會起到積極的促進作用。