面向創(chuàng)新意識和技能訓(xùn)練的傳感器課程構(gòu)建分析

蔡振

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對傳感器課程教學(xué)過程中存在的問題，通過從創(chuàng)新意識和技能訓(xùn)練兩方面進(jìn)行融合性分析，提出一種全新的傳感器課程教學(xué)內(nèi)容、形式和考核等教學(xué)體系，有效解決了企業(yè)傳感器人才需求面臨的困難，提高了傳感器課程的教學(xué)效果。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 創(chuàng)新意識;技能訓(xùn)練;傳感器

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）31-0148-02

一、引言

傳感器是目前新興技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)和人工智能AI技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，它提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，為上層各種應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐[1]。同時(shí)，傳感器種類繁多，涉及壓力、流量、位移量、重量、力、速度、轉(zhuǎn)速、溫度等物理量，需要各種轉(zhuǎn)換電路和檢測方法，將其轉(zhuǎn)換為電信號[2]。由于涉及面廣、知識多、實(shí)踐性強(qiáng)，因此，傳感器是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)的交叉學(xué)科。

面對信息社會(huì)的深刻變革，大數(shù)據(jù)、AI、深度學(xué)習(xí)等新型發(fā)展需求都對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提出了較高的要求，傳感器是提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的載體，因此，傳感器的重要性不言而喻[3]。在電類專業(yè)教學(xué)過程中，傳感器課程一直都是教學(xué)討論的重點(diǎn)課程。由于傳感器涉及的種類以及應(yīng)用場合很多，其理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)課時(shí)的分配以及教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)等內(nèi)容都是傳感器課程改革的重點(diǎn)。應(yīng)對社會(huì)企業(yè)對傳感器人才的需求，如何培養(yǎng)出適應(yīng)企業(yè)崗位需求的人才是目前傳感器改革最需要解決的問題。

二、問題分析

目前很多高校的傳感器教學(xué)仍然沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使學(xué)生缺乏創(chuàng)新行為意識，應(yīng)用能力差、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)效果不理想[4]。傳統(tǒng)理論知識已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上傳感器技術(shù)的發(fā)展速度，不利于學(xué)生了解和掌握新知識、新技術(shù)，無法與社會(huì)及企業(yè)的實(shí)際需要接軌，與企業(yè)所需技能差距甚遠(yuǎn)。因此，傳感器課程面臨著學(xué)生能力訓(xùn)練達(dá)不到企業(yè)要求、創(chuàng)新意識不強(qiáng)、應(yīng)用能力差等問題。

結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，教學(xué)過程中存在三個(gè)主要問題。

1.課程目標(biāo)不明。傳統(tǒng)的傳感器課程教學(xué)側(cè)重于各種傳感器原理和測量處理電路的講解，艱深難懂[5]，不符合高職高專學(xué)生實(shí)際，高職教育重動(dòng)手能力和專業(yè)技能培養(yǎng)的要求。

2.教學(xué)內(nèi)容滯后，不能貼近行業(yè)要求。目前，傳感器課程的理論教學(xué)內(nèi)容相對陳舊，新的傳感器技術(shù)和發(fā)展涉及較少;實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容只涉及基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，與工程應(yīng)用聯(lián)系不夠，缺少綜合性的應(yīng)用實(shí)例[6]。

3.教學(xué)模式單一，不能突出能力培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學(xué)形式以講授為主，對各種類型傳感器進(jìn)行原理講解，理論知識很多，沒有直觀認(rèn)識，過多相似的原理介紹讓學(xué)生在學(xué)習(xí)各類傳感器的興趣度不斷下降[7]。由于電子市場出現(xiàn)的傳感器實(shí)物模塊和陳舊的理論知識之間并沒有直接的指導(dǎo)聯(lián)系，因此，相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并沒有直接實(shí)現(xiàn)對理論的指導(dǎo)實(shí)踐。

三、課程分析與構(gòu)建

為使設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容符合企業(yè)需求，首先對企業(yè)需求進(jìn)行分析，然后再進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行考核形式設(shè)計(jì)。

（一）課程目標(biāo)

參照國際通行標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合傳感器課程的多學(xué)科知識點(diǎn)交融、技術(shù)更新速度快、實(shí)踐性強(qiáng)、與產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密等特點(diǎn)進(jìn)行改革，課程設(shè)計(jì)目標(biāo)如下。

1.學(xué)生創(chuàng)新行為意識。要培養(yǎng)學(xué)生的思辨與創(chuàng)造能力，快速適應(yīng)社會(huì)的能力，職業(yè)素養(yǎng)、富有責(zé)任感，與人溝通的能力，以及具有持續(xù)再學(xué)習(xí)的能力。由于現(xiàn)在社會(huì)信息發(fā)展很快，對傳感器工作崗位提出了更高的要求，需要學(xué)生具備一定的創(chuàng)新意識才能更好地勝任相關(guān)工作。

2.學(xué)生獨(dú)立解決工程實(shí)踐能力。要讓學(xué)生具有對科學(xué)和技術(shù)的開發(fā)利用能力和創(chuàng)新能力，具備不斷自我學(xué)習(xí)的能力，掌握工程思維方法，能夠從實(shí)際需要中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題?，F(xiàn)在傳感器都是模塊形式，如果模塊出現(xiàn)問題，學(xué)生要具備獨(dú)立解決問題的能力。

3.完整傳感系統(tǒng)知識結(jié)構(gòu)和知識層次。讓學(xué)生掌握與傳感器技術(shù)相關(guān)的科學(xué)、技術(shù)專業(yè)和社會(huì)科學(xué)等知識。由于傳感器課程具有交叉學(xué)科的特性，因此，將傳感器知識體系結(jié)構(gòu)和知識層次講清楚是十分必要的，為學(xué)生從事傳感器崗位奠定基礎(chǔ)。

通過設(shè)定符合實(shí)際企業(yè)需求的能力目標(biāo)，培養(yǎng)適合企業(yè)所需人才是目前高校專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。

（二）課程構(gòu)建

根據(jù)高職院校培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的目標(biāo)要求，結(jié)合傳感器課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，將在面向創(chuàng)新意識與企業(yè)技能訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容和方法等方面進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。

1.人才需求分析與能力要求。通過對相關(guān)企業(yè)進(jìn)行走訪調(diào)研，準(zhǔn)確獲取企業(yè)對傳感器人才的技術(shù)能力要求，根據(jù)一般能力層級的劃分，有專業(yè)能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力三個(gè)層級，研究三個(gè)層級能力的具體需求。分析各層級能力與傳感器教學(xué)內(nèi)容關(guān)系，做好教學(xué)內(nèi)容模塊劃分及其對應(yīng)關(guān)系，體現(xiàn)不同層次的能力培養(yǎng)。

2.傳感器教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目模塊化設(shè)計(jì)。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為切入點(diǎn)，結(jié)合典型案例分析，重新設(shè)計(jì)傳感器教學(xué)內(nèi)容，這也是本課題的重點(diǎn)內(nèi)容。模塊設(shè)計(jì)需要激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)中設(shè)置任務(wù)，然后圍繞該任務(wù)目標(biāo)展開各教學(xué)環(huán)節(jié)。根據(jù)日常接觸、競賽場合、實(shí)際工作等需要，傳感器教學(xué)內(nèi)容涉及溫度傳感器、光敏傳感器、力敏傳感器、超聲波傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器等典型傳感器，同時(shí)緊跟時(shí)代發(fā)展潮流，還需要加入無線傳感網(wǎng)等新型內(nèi)容。針對任務(wù)中所用到的傳感器，可講解其功能、組成、

構(gòu)造。

為使教學(xué)“項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”模式突出“做中學(xué)”的基本理念，在對各大類傳感器基礎(chǔ)知識介紹基礎(chǔ)之上，通過引入各子類傳感器實(shí)用、典型的應(yīng)用案例作為訓(xùn)練項(xiàng)目，在增加對各子類傳感器感性認(rèn)識的基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)分析各傳感器的結(jié)構(gòu)、特性與工作原理，加深對各傳感器應(yīng)用技術(shù)的理解。

3.構(gòu)建基于項(xiàng)目模塊的實(shí)踐教學(xué)體系。除了正常教學(xué)所需項(xiàng)目內(nèi)容外，還需要設(shè)計(jì)一些實(shí)踐項(xiàng)目內(nèi)容，如制作火災(zāi)報(bào)警裝置。使學(xué)生學(xué)習(xí)完溫度傳感器后，再做一個(gè)傳感器系統(tǒng)，強(qiáng)化技能訓(xùn)練。因此，構(gòu)建全新的實(shí)踐教學(xué)體系，規(guī)劃如下：（1）設(shè)計(jì)各類趣味項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以日常生活中常見的被測量的傳感器為檢測對象，設(shè)計(jì)簡單的傳感器系統(tǒng);（2）結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求，精心組織課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)企業(yè)對傳感器課程知識點(diǎn)的具體需求，需要積極修訂課程教學(xué)內(nèi)容，目的在于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用各類方法研究各種傳感器原理及檢測系統(tǒng)的能力;（3）通過系列化的工程項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。我校非常重視學(xué)生實(shí)踐類項(xiàng)目的教學(xué)工作，因?yàn)閷?shí)踐類項(xiàng)目活動(dòng)是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，這類項(xiàng)目直接對學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)大賽、技能大賽以及企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目推進(jìn)都起到重要的提升作用。實(shí)踐類項(xiàng)目表現(xiàn)形式主要通過教師講義和活頁發(fā)放給學(xué)生，通過發(fā)放任務(wù)清單，使學(xué)生仿佛置身于公司一般，按照企業(yè)的工作模式來完成任務(wù)，有利于促進(jìn)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的提升。

（三）課程考核

為使重構(gòu)后的課程達(dá)到理想的教學(xué)效果，需要采用過程考核與期末考試考核并重的形式，采用平時(shí)成績與期末考試成績計(jì)分方式，使用百分制。期末考試重點(diǎn)是各種類型傳感器的基礎(chǔ)理論，實(shí)踐考核放在過程考核，體現(xiàn)企業(yè)項(xiàng)目化管理。

本課程期末考試的卷面分?jǐn)?shù)按照30%計(jì)入本課程考核總評，平時(shí)成績按照70%計(jì)入本課程考核總評，滿分為100分，60分以下為不及格。同時(shí)，過程考核還需要體現(xiàn)學(xué)生出勤、項(xiàng)目完成情況以及報(bào)告撰寫情況，具體的考核標(biāo)準(zhǔn)分別體現(xiàn)在項(xiàng)目任務(wù)書中。過程考核成績主要由企業(yè)老師給出，期末考試成績主要由校內(nèi)老師給出。整個(gè)課程成績能充分反映各個(gè)方面的情況，充分體現(xiàn)能力的差異化，對學(xué)生的能力培養(yǎng)和提高具有較好的指導(dǎo)作用。

四、結(jié)論

本文從創(chuàng)新意識和企業(yè)技能兩個(gè)方面進(jìn)行融合分析，對現(xiàn)有傳感器課程教學(xué)問題進(jìn)行剖析，提出了重構(gòu)后傳感器課程的教學(xué)內(nèi)容，以及教學(xué)形式和方法，為高校的電類專業(yè)傳感器教學(xué)提供一種參考方式。目前，相關(guān)企業(yè)對我校培養(yǎng)的傳感器人才給予高度評價(jià)，同時(shí)全新的教學(xué)內(nèi)容和形式已經(jīng)在教學(xué)過程中得到應(yīng)用和推廣，相關(guān)研究內(nèi)容會(huì)在后續(xù)論文中進(jìn)行論述。

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