工程認證導向下“檢測與轉換技術”課程改革

付榮榮， 王　娜， 時培明

(燕山大學 電氣工程學院， 河北 秦皇島 066004)

0　引言

工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。在我國，開展工程教育專業(yè)認證遵循以下基本理念：以國際先進理念“學生為中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)質量改進”為指導，促進專業(yè)教育教學改革，從以教師為中心、知識導向轉向為以學生為中心、能力導向，從而不斷提高專業(yè)人才培養(yǎng)質量。

“檢測與轉換技術”作為自動化專業(yè)的必修課，主要講授檢測技術和測量系統(tǒng)的基本知識，各種類型的傳感器的工作原理、測量電路和應用等內容。課程所授內容對工程教育認證提出的最新版畢業(yè)要求起到了極大的支撐作用[2，3]。

本文從理論教學方法、討論課方案設計、考核評價標準等幾個方面對該課程的教學進行改進，以期充分調動學生的學習積極性，使學生深入理解和掌握檢測與轉換技術，提高學生的綜合素質和國際競爭力，并對教學進行了反思以及對持續(xù)改進提出了相應的措施，滿足工程教育認證的要求。

1　討論課及其方案設計

討論課是培養(yǎng)學生自主學習能力的重要形式。通過討論課使學生加深對傳感器基礎知識的理解、擴寬知識面，進一步了解常用傳感器的結構及工程應用實踐；初步具備查閱文獻、閱讀相關技術資料和調查研究的能力；提高學生綜合運用本課程知識，分析、理解和解決本專業(yè)及相關行業(yè)的理論和實踐問題的能力，并引導學生積極思考、主動學習，鍛煉和提高學生的交流、溝通和表達能力以及團隊合作能力，培養(yǎng)學生的責任感和職業(yè)道德。

針對2015版工程專業(yè)認證通用標準中所提出的畢業(yè)要求，“檢測與轉換技術”課程的討論課對其中三條學生能力的支撐情況如表1所示[4]。

表1　討論課對專業(yè)認證畢業(yè)要求能力支撐

在工程教育認證理念指導下，重點通過討論課培養(yǎng)表1中所涉及的相關能力。討論課具體實施方案如圖1所示：

圖1　討論課具體實施方案

討論課采用分組的方式進行，每組3～4名學生。每兩組完成同一個討論題目，其中一組為匯報組，另一組為互動交流組。相互協(xié)作完成所規(guī)定的文獻查閱匯總、PPT制作、講演和討論任務。具體分工如下：

(1) 匯報組：圍繞著所選題目，進行文獻查閱，PPT制作，講解以及問題的回答。

(2) 互動交流組：圍繞該題目，進行文獻查閱，資料整理，問題思考及報告的撰寫。

以“常用物理量檢測方法及系統(tǒng)應用研究”這一討論題目為例，該題目要求學生針對不同的物理量的檢測，包括溫度的測量、應變和應力的測量、位移的測量、壓力的測量和加速度的測量進行討論。具體的要求以溫度測量為例，參與討論的學生要提出常用測溫方法、溫度補償方法并舉實例說明(如霍爾傳感器溫度補償)；指出常用的溫度傳感器，市場上的產(chǎn)品類型、特點及選用策略；分析測溫技術現(xiàn)狀及難點以及列舉低溫、中高溫、高溫的溫度測量的應用實例。

討論題目在課程進行到2/3時下發(fā)，學生自行選題并可以有所發(fā)揮，討論課進行的時間安排在理論課教學的最后。學生以小組為單位，在討論課前須根據(jù)討論題目進行充分地學習、準備好討論資料；在討論課上進行匯報展演、提問/回答問題和討論；課后提交小組總結報告。任課教師對各小組的匯報進行糾錯、補充和答疑，引導學生深入思考和積極討論，并對討論主題進行歸納總結。討論課能增加師生之間和學生之間的互動，能充分調動學生自主學習的積極性。

2　考核試卷設計

討論課側重點在于培養(yǎng)學生的深入思考及自主學習能力，是基礎知識學習的拓展和延伸。安排卷面考試(占總成績的70%)側重點放在“檢測與轉換技術”課程的基本知識的考核上，以點-面結合的方式設計考試試卷。

所謂點-面結合的方式是指，試卷中題目整體而言有一定的遞進性，具體的列題內部也有一定的遞進性。舉例而言，試題從選擇題出發(fā)，以不定項選擇的形式將課程所涉及到相對零散但又很重要的知識點進行考核。在選擇題之后是綜合題，綜合題分兩部份，前部份覆蓋了緒論及檢測裝置基本特性的內容，側重考察學生在學習了“檢測與轉換技術”課程之后，對于課程總體的理解，考察學生對于檢測系統(tǒng)的概念及組成部分、檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性及靜態(tài)特性的掌握情況。綜合題后部份的每一道題都圍繞著一種傳感器(電阻式、電感式、電容式、熱電偶、霍爾傳感器)進行從淺到深的考核。試卷設計側重基礎，與討論課形成很好的互補。

試卷設計還具有全面性和開放性的特點，主要體現(xiàn)在除了不定項選擇題以外，綜合題的一個大題由若干子題目組成，這若干子題目得分之和是大于大題目的滿分的。學生可以根據(jù)自身能力選擇有把握的子題進行作答。如一道大題的滿分10分，該道大題中包含的子題目分值之和則為12分，學生可以選擇其中10分的子題目作答，多做不多得分。這樣的出題意圖是讓試卷覆蓋更全面的知識，出現(xiàn)在試卷上的子題目會加深學生對知識點的印象，對學生的長期知識掌握有益，避免學生對所學課程的“不考約等于不重要”的錯誤想法。另外這樣設計題目，也是想讓不同層次的學生都有所收獲，達到分層考核的目的。

3　教學思考與持續(xù)改進

教師在完成討論課題目的過程中應該針對2015版工程專業(yè)認證通用標準中所提出的諸多能力讓學生進行鍛煉，改變自己唱獨角戲進行滿堂灌的這種模式，給學生設計一些思考條件。教師在理論教學中，就每一種傳感器，進行原理-等效電路-測量電路-應用幾塊內容的講解，屬于縱向講解；在討論課中設計題目的時候，讓學生盡量橫向思考，比如就“加速度的測量”這一題目，可要求學生從以下幾個方面思考：

(1) 測量的必要性分析及發(fā)展趨勢；

(2) 測量物體加速度的方法及系統(tǒng)；

(3) 對于加速度測量系統(tǒng)的特性分析；

(4) 給出測量系統(tǒng)應用實例(說明測量背景、測量要求，測量原理、系統(tǒng)構成及特性、精度分析、結論等)。

有了這些思考的方向，學生就會以測量加速度這一應用為出發(fā)點，回顧所學的各種傳感器，結合著題目的要求，橫向地聯(lián)系所學知識，使所學得到的知識進一步鞏固。

關于課程的持續(xù)改進，課程的改革初衷是為了讓學生更好地掌握知識，更好地培養(yǎng)能力，更好地適應社會的需求。在實施過程中，發(fā)現(xiàn)少數(shù)學生存在著不認真完成討論題目的問題，存在著組內成員溝通不夠的問題。這可能與學生以往的學習習慣有關，習慣于單獨作戰(zhàn)，不善于或不愿意求助同學。這使得教學效果不能充分發(fā)揮，這也正是討論課需要繼續(xù)進行下去的主要原因。通過設計討論課，不僅是給學生們創(chuàng)造交流合作的機會，還要讓學生知道討論課設置的目的并認同這種形式。在今后的教學中，將給學生們設立一個明確的榜樣，讓他們知道討論課要做到什么程度，而這個榜樣就是從前一年中選出1-2表現(xiàn)好的小組，給下一年級的學生做為示范，以分享他們的經(jīng)驗和成果。對于少數(shù)上課就往后坐且與教師和同學零交流的少數(shù)學生，教師要主動關心和激勵他們，挖掘他們的潛力，使他們盡快地融入集到體中來。

4　結語

本文介紹了“檢測與轉換技術” 課程在工程教育認證理念下所進行的課改探討。堅持以學生為中心，為學生創(chuàng)造開放的學習氣氛，充分調動學生的學習積極性，使學生深入理解和掌握檢測與轉換技術，并找到學習知識的意義和樂趣。培養(yǎng)學生在問題分析、團隊協(xié)作及溝通等方面能力，提高學生的綜合素質和國際競爭力，滿足工程教育認證的需求。

參考文獻:

[1]陸勇. 淺談工程教育專業(yè)認證與地方本科高校工程教育改革[J]. 武漢市:高等工程教育研究,2015,6:157-161.

[2]金偉, 齊世清, 吳朝霞, 王建國. 現(xiàn)代檢測技術(第三版)[M]. 北京: 北京郵電大學出版社, 2014年2月.

[3]金梅, 張立國, 金菊. “傳感器原理與設計”課程立體教學模式的改革[J]. 南京:電氣電子教學學報, 2016, 38(4):48-50.

[4]中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會. 中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會工程認證標準(2015版) [S]. 2015年3月.