新工科背景下《現(xiàn)代傳感器技術(shù)》全英文課程主動(dòng)實(shí)踐式教學(xué)研究

摘 要：本文研究新工科背景下，針對(duì)《現(xiàn)代傳感器技術(shù)》課程現(xiàn)狀，在全英文授課過程中，對(duì)如何在主動(dòng)實(shí)踐式教學(xué)中進(jìn)行科研成果轉(zhuǎn)化的問題，提出由最新科研成果引領(lǐng)課程建設(shè)總框架，由學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐推進(jìn)課程講授進(jìn)程，由多元化教學(xué)互動(dòng)方式帶動(dòng)新課程建設(shè)機(jī)制的新型授課模式。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代傳感器技術(shù);實(shí)踐;新工科;新型授課模式

基金項(xiàng)目：1.北京科技大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目：專業(yè)導(dǎo)向的《電工技術(shù)》實(shí)驗(yàn)嵌入式翻轉(zhuǎn)課堂研究（JG2018M26）;2.北京科技大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目：電工技術(shù)MOOCS課程建設(shè)（JG2018ZZ02）;3.北京科技大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目：新工科背景下混合式教學(xué)在電工電子技術(shù)課程中的應(yīng)用探索（JG2018M28）;4.北京科技大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目：促進(jìn)立體化教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有機(jī)融合，培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才（JG2019M25）。

在新工科的要求下，《現(xiàn)代傳感器技術(shù)》內(nèi)容需時(shí)時(shí)更新，注定是一門與時(shí)俱進(jìn)的專業(yè)課程。而且作為專業(yè)選修課，其受眾面很廣，涵蓋了自動(dòng)化專業(yè)和智能專業(yè)的本科生。本文將研究如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性上好這門重要的專業(yè)課這一課題。

一、傳統(tǒng)的課堂授課模式

本文將重點(diǎn)研究傳統(tǒng)的課堂授課模式如何引入最新的研究成果，提高學(xué)生對(duì)課程的興趣;如何引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐過程中學(xué)會(huì)思考，并能做進(jìn)一步研究;如何鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新，參與相關(guān)競賽。

二、主動(dòng)實(shí)踐式教學(xué)模式

主動(dòng)實(shí)踐式教學(xué)模式研究的是最新科研成果引領(lǐng)課程建設(shè)總框架，由學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐推進(jìn)課程講授進(jìn)程，由多元化教學(xué)互動(dòng)方式帶動(dòng)新課程建設(shè)機(jī)制的新型授課模式。

（一）面向新工科，以立德樹人為引領(lǐng)的人才培養(yǎng)模式研究

面向新工科的《現(xiàn)代傳感器技術(shù)》課程，應(yīng)針對(duì)不同專業(yè)培養(yǎng)需求，強(qiáng)化以立德樹人為引領(lǐng)，三全育人為核心，專業(yè)育人為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式。課堂授課結(jié)合當(dāng)前時(shí)事，激發(fā)學(xué)生立志遠(yuǎn)大的責(zé)任感和使命感。通過發(fā)揮各專業(yè)優(yōu)勢(shì)，深入剖析重大事件發(fā)生，凸顯現(xiàn)代傳感器相關(guān)應(yīng)用上的創(chuàng)新，充分激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱情。在全英文的專業(yè)課教學(xué)中，以豐富的國際化知識(shí)為基礎(chǔ)，健全學(xué)生人格，讓學(xué)生擁有積極向上的健康心理，理解知識(shí)價(jià)值即是掌握人的價(jià)值的方法。

（二）前沿科學(xué)研究成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念研究

在緊跟國內(nèi)外對(duì)于該領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展的同時(shí)，教師積極與學(xué)生分享項(xiàng)目組自身的最新研究成果。以深入淺出的方式，讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中自然而然地領(lǐng)略到科學(xué)研究的魅力，從而萌發(fā)動(dòng)手動(dòng)腦一試的興趣，進(jìn)而產(chǎn)生主動(dòng)探究的動(dòng)力。高校在充分調(diào)研和考察國內(nèi)外相關(guān)課程改革的基礎(chǔ)上，重新設(shè)置教學(xué)互動(dòng)型大綱，充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。在既有共性又有針對(duì)性地讓學(xué)生在主動(dòng)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，推動(dòng)教學(xué)大綱和內(nèi)容的調(diào)整，使整個(gè)教學(xué)框架逐步科學(xué)和完善。

（三）全英文授課主動(dòng)實(shí)踐式教學(xué)中進(jìn)行科研成果轉(zhuǎn)化的教學(xué)內(nèi)容研究

高校通過開展前沿知識(shí)講座的方式，來提高學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)科學(xué)的思維習(xí)慣。教師通過研究合理有效的教授方式及生動(dòng)易接受的互動(dòng)模式，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)展示自己的才華。以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，利用小組討論、課下合作和課堂演示相結(jié)合的模式，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)參與團(tuán)隊(duì)合作，并能有機(jī)會(huì)上臺(tái)展示合作的成果。

（四）多元化實(shí)踐為主的考核方法研究

成績考核可結(jié)合校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)基地，針對(duì)不同學(xué)生的需求和興趣，研究一套科學(xué)有效機(jī)動(dòng)的考核機(jī)制，而不拘于課堂考試方式。教師采用豐富的教學(xué)手段，如通過網(wǎng)站、視頻等多媒體的應(yīng)用，再結(jié)合一些學(xué)生力所能及的科技創(chuàng)新項(xiàng)目，變教師課堂教授筆試為主為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)研究為主的考核方式。

三、實(shí)施過程中的成果轉(zhuǎn)化實(shí)例分析

（一）結(jié)合競賽，讓學(xué)生化身老師

《現(xiàn)代傳感器技術(shù)》開課期間，引導(dǎo)學(xué)生積極參與校內(nèi)外的相關(guān)競賽，密切關(guān)注他們的競賽進(jìn)展，給予指導(dǎo);同時(shí)提供課堂展示的機(jī)會(huì)，讓參與競賽的學(xué)生講述參賽經(jīng)歷、介紹開發(fā)過程，吸引更多的同學(xué)參與到動(dòng)手實(shí)踐中來。

（二）任務(wù)導(dǎo)向，促進(jìn)科技創(chuàng)新

以結(jié)果為導(dǎo)向，通過前沿講座和課堂上對(duì)前沿科技的實(shí)例進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生們發(fā)掘自己的興趣所在，自定任務(wù)，自由組合，課下組隊(duì)，通過團(tuán)隊(duì)合作攻克難題。充分利用學(xué)校對(duì)本科生科技創(chuàng)新的支持力度，指導(dǎo)學(xué)生確定科技創(chuàng)新課題，開展科技創(chuàng)新活動(dòng)，并持續(xù)跟進(jìn)，鼓勵(lì)他們將科技成果轉(zhuǎn)化為專利和論文。

例如，《現(xiàn)代傳感器技術(shù)》課堂上介紹了智能手機(jī)上的各種傳感器后，激發(fā)了同學(xué)們的強(qiáng)烈興趣，有同學(xué)立刻組隊(duì)，希望能設(shè)計(jì)出手機(jī)無線充電裝置，并通過自行設(shè)計(jì)的手機(jī)App來監(jiān)測(cè)手機(jī)電量使用情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電和斷電功能。APP實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手機(jī)電量，通過手機(jī)藍(lán)牙與單片機(jī)藍(lán)牙板塊進(jìn)行通信，當(dāng)手機(jī)電量低于用戶所設(shè)最低電量時(shí)，通知單片機(jī)工作，為手機(jī)充電;當(dāng)手機(jī)電量充足，通知單片機(jī)停止充電，并繼續(xù)監(jiān)控電量。流程圖如圖1所示。

APP界面設(shè)計(jì)：界面顯示出當(dāng)前手機(jī)電量、藍(lán)牙連接情況與充電最低值。最終在團(tuán)隊(duì)的共同努力下，設(shè)計(jì)制作出了成品，實(shí)現(xiàn)了以下的功能：①采用藍(lán)牙—單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)充電電源進(jìn)行控制，耗能低、操作簡單、實(shí)用性強(qiáng);②由手機(jī)APP對(duì)電量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)電量高低判斷是否開啟或關(guān)斷充電，實(shí)現(xiàn)了智能控制與反饋;③用戶可對(duì)充電閾值進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置，對(duì)充電過程進(jìn)行個(gè)性化控制，同時(shí)可在電剛充滿時(shí)斷掉電源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能;④接收端采用USB Type-C接口。Type-C接口是下一代智能手機(jī)的主要接口，同時(shí)也是下一代電腦的充電接口。Type-C接口的投入使用，將大大增加充電效率，同時(shí)充電目標(biāo)也將變得多樣化，智能控制則可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化，如APP遠(yuǎn)程控制電腦充電，電腦智能控制手機(jī)充電等。

四、結(jié)語

本文提出了由最新科研成果引領(lǐng)課程建設(shè)總框架，由學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐推進(jìn)課程講授進(jìn)程，由多元化教學(xué)互動(dòng)方式帶動(dòng)新課程建設(shè)機(jī)制的新型授課模式。此模式結(jié)合實(shí)際，開闊了學(xué)生視野，提高了學(xué)生獲取新知識(shí)和跟蹤前沿技術(shù)的能力，支撐了專業(yè)畢業(yè)要求中相應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成，為學(xué)生從事相應(yīng)工作打下技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]康瑞清，吳華怡，郝彥爽.傳感器技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[2]戴華，明志新，龐璐.現(xiàn)代化教學(xué)手段在“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2019（08）.

[3]劉珊.傳感器應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國新通信，2019， 21（16）.