智能制造背景下傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考

高素鴿 王俊英

摘要：本文以智能制造為背景，針對(duì)職業(yè)院校的特色和企業(yè)需要人才的特點(diǎn)，總結(jié)傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，充分考慮課程特點(diǎn)從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、課程實(shí)驗(yàn)設(shè)置到課外拓展等方面提出改進(jìn)建議，并給出了針對(duì)改進(jìn)的方法措施。

關(guān)鍵詞：智能制造;傳感器與檢測(cè)技術(shù);課程改革

隨著《國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的推進(jìn)，智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等新概念、新技術(shù)已促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)，智能裝備和產(chǎn)品快速發(fā)展，制造過程智能化。同時(shí)我國在2015年先后提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃和中國制造2025計(jì)劃，進(jìn)一步提升制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平。

在中國制造2025計(jì)劃中更加突出的指出：制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)的情況下，要形成經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)力，塑造國際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)在制造業(yè)，難點(diǎn)在制造業(yè)，出路也在制造業(yè)。而智能制造則是工業(yè)化和信息化深度融合的主攻方向，加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為工業(yè)化和信息化深度融合的主攻方向;著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，推進(jìn)生產(chǎn)過程智能化，培育新型生產(chǎn)方式，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平。

智能化的進(jìn)程中，傳感器是基石。對(duì)于高職院校的機(jī)電、機(jī)修、機(jī)制、電子等專業(yè)的學(xué)生未來必將直面智能系統(tǒng)，傳感器是整個(gè)智能制造系統(tǒng)中的五官，起著舉足輕重的作用，因此傳感器與檢測(cè)技術(shù)作為這些專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)教學(xué)提出來了更高的要求，同時(shí)，傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程又是一門多學(xué)科融合的綜合性課程，設(shè)計(jì)面寬，涵蓋知識(shí)點(diǎn)多，很多傳感器的基本理論又有一定的深度，因此，在有限的時(shí)間內(nèi)，我們教什么、怎么教才能滿足培養(yǎng)目標(biāo)是本文探究的主要問題。

一、當(dāng)前存在的問題

《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》是一門多學(xué)科融合的綜合性課程，其內(nèi)容不僅囊括了電工基礎(chǔ)、模電、數(shù)電、高等數(shù)學(xué)等課程知識(shí)，同時(shí)還包含了機(jī)械、材料、力學(xué)、電磁學(xué)等方面的知識(shí)。目前各高校中傳感器與檢測(cè)技術(shù)的授課方法大多基于課本，教學(xué)過程中存在大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)物理公式以及晦澀難懂專業(yè)術(shù)語，十分枯燥。由于傳感器的特殊性，圖片也不能完全展現(xiàn)傳感器的工作原理和工作過程。目前的教材也都還是偏重傳感器的理論基礎(chǔ)，主要講解各種傳感器的原理和典型的接口測(cè)量電路，對(duì)傳感器的實(shí)際應(yīng)用展現(xiàn)不夠，對(duì)新式傳感器的介紹也比較少，不能緊跟科技發(fā)展的腳步。授課過程中與其他學(xué)科聯(lián)系不夠緊密，很難形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，學(xué)生課后以作業(yè)的形式對(duì)課上所需知識(shí)進(jìn)行鞏固，沒有進(jìn)一步的課外拓展，遇到不懂的問題不能及時(shí)向老師請(qǐng)教，導(dǎo)致專業(yè)水平和學(xué)習(xí)能力難以進(jìn)一步提高。期末考試仍以筆試為主，總成績(jī)中實(shí)驗(yàn)成績(jī)占的份額較小，多數(shù)學(xué)生只是死記硬背書本中的原理及公式，不能真正掌握傳感器技術(shù)的內(nèi)涵。

二、解決當(dāng)前問題的幾點(diǎn)建議

1、根據(jù)教學(xué)專業(yè)，確定教學(xué)目標(biāo)。

傳感器技術(shù)作為智能制造的基石，目前幾乎是所有的工科類的專業(yè)都必須開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，不同的專業(yè)應(yīng)用的傳感器不同，對(duì)傳感器的基本要求也不盡相同，比如城市軌道交通應(yīng)用的傳感器、數(shù)控車床、智能機(jī)器人、自動(dòng)生產(chǎn)線等等專業(yè)設(shè)備上的傳感器肯定是不完全相同的，因此我們有專業(yè)針對(duì)性確定該門課的教學(xué)目標(biāo)，就可以以專業(yè)為載體，以傳感器在該專業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用為例子，確立該門課程的知識(shí)目標(biāo)，以專業(yè)崗位要求作為培養(yǎng)目標(biāo)，確定專業(yè)素質(zhì)目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)知識(shí)目標(biāo)和專業(yè)素質(zhì)目標(biāo)的同時(shí)，建立培養(yǎng)學(xué)生的能力目標(biāo)。這樣制定的教學(xué)目標(biāo)既可以保證培養(yǎng)對(duì)象在本專上對(duì)傳感器基本知識(shí)需求，同時(shí)又能夠滿足本專業(yè)基本素質(zhì)的要求，更重要的是對(duì)于有余力的培養(yǎng)對(duì)象又留有提升和創(chuàng)新的空間。只有充分調(diào)研各自專業(yè)領(lǐng)域的具體情況，才能制定出符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。例如在智能制造的自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)，主要應(yīng)用的接近開關(guān)、壓力、流量、溫度、濕度、成分、圖像等傳感器，每種傳感器的使用場(chǎng)所和要求不同，對(duì)傳感器的檢測(cè)距離、安裝方式、電氣接口特性都不相同，因此在制定培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)結(jié)合專業(yè)有針對(duì)性的培養(yǎng)，既能提升學(xué)習(xí)興趣，又能做到學(xué)以致用。

2、整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)手段

傳感器與檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容包括傳感器及其基本特性，各類傳感器的如電阻應(yīng)變式、電容式、磁電式、光電式等傳感器的基本理論，信號(hào)處理單元及應(yīng)用，這些理論性非常強(qiáng)的內(nèi)容對(duì)于高職的學(xué)生來講，理解起來有一定的難度，在講授的過程中很容易造成因?qū)W不懂而厭學(xué)或棄學(xué)現(xiàn)象，同時(shí)在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生并不能立即和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，對(duì)這些陌生的、空洞的、概念性的知識(shí)就是記住了，可能在實(shí)際工作中也不能靈活應(yīng)用。因此對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于理論講授和相關(guān)公式直接采用引用法，不進(jìn)行深?yuàn)W推導(dǎo)，化繁為簡(jiǎn)，在教學(xué)手段上，可以采用項(xiàng)目教學(xué)法，將課程的理論知識(shí)、核心內(nèi)容融入項(xiàng)目，在項(xiàng)目建設(shè)過程中既可以理解和掌握傳感器基礎(chǔ)理論知識(shí)，同時(shí)又培養(yǎng)了學(xué)生的工程分析能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。例如在學(xué)習(xí)力的檢測(cè)傳感器時(shí)，可以通過電子臺(tái)秤項(xiàng)目的實(shí)施過程中對(duì)傳感器的一般特性如靈敏度、分辨力、量程、遲滯、穩(wěn)定性等進(jìn)行分析講授，根據(jù)測(cè)量要求不同，對(duì)傳感器的性能要求也不同，比如黃金稱重、水果稱重、工業(yè)原料稱重的電子秤的傳感器，在特性上區(qū)別肯定很大，同學(xué)們通過對(duì)比選型，能夠更深刻的理解傳感器的特性。理論和實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)踐建立了理解理論的一個(gè)實(shí)體，能夠更好幫助學(xué)生理解理論知識(shí)和應(yīng)用理論知識(shí)，同時(shí)學(xué)生也會(huì)認(rèn)識(shí)到理論在實(shí)踐中的重要性，激發(fā)學(xué)生理論學(xué)習(xí)、研究的興趣。興趣是最好的老師，特別是學(xué)習(xí)資源如此多元的今天，只要激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生有了主動(dòng)獲取知識(shí)的內(nèi)動(dòng)力，知識(shí)的海洋任他們遨游。

3、合理安排實(shí)驗(yàn)課程

目前傳感器的實(shí)驗(yàn)大都是在老師和書本里的框架中，學(xué)生只需在實(shí)驗(yàn)時(shí)按部就班的照著框架來做，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是基本照著書本范例來寫。這點(diǎn)絲毫不符合實(shí)驗(yàn)的基本要求：培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維，進(jìn)而驗(yàn)證書本上的理論知識(shí)或應(yīng)用于實(shí)際生活生產(chǎn)中。因此在設(shè)置課程實(shí)驗(yàn)室，要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)性，提供多樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和類型，增強(qiáng)設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，留出開放性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以培養(yǎng)獨(dú)立思考、動(dòng)手和創(chuàng)新能力。例如可以設(shè)置一些聲光控的、自動(dòng)感應(yīng)門、自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警的一些小實(shí)驗(yàn)，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又鍛煉了他們動(dòng)手動(dòng)腦的能力。

4、增加課外拓展，緊跟時(shí)代步伐

傳感器的發(fā)展從結(jié)構(gòu)型、固體型，到現(xiàn)在的智能型，經(jīng)歷了不到兩百年的歷史，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球目前大概有 35000 種以上的傳感器，智能產(chǎn)品、智能服務(wù)、智能裝備和智能生產(chǎn)線上采用的傳感器也是不斷更新?lián)Q代，特別是新型的智能化的傳感器，更小、更便宜、更準(zhǔn)確、更靈活、更節(jié)能、更環(huán)保，能夠收集更多類型的數(shù)據(jù)， 應(yīng)用也越來越廣泛。因此，要培養(yǎng)學(xué)生時(shí)刻關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)，及時(shí)了解行業(yè)的新發(fā)展、新技術(shù)、新產(chǎn)品，這樣畢業(yè)以后才能更好更快的適應(yīng)工作環(huán)境和技術(shù)發(fā)展變化的能力。拓展的途徑可以是學(xué)生網(wǎng)絡(luò)信息查詢，更好的是學(xué)校組織傳感器相關(guān)的技術(shù)講座，邀請(qǐng)從事傳感器領(lǐng)域工作的有實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的工程師、專家等和同學(xué)們共同交流，向同學(xué)們介紹實(shí)際工程中發(fā)展成熟的傳感器，傳感器的發(fā)展方向、傳感器的新技術(shù)等。

5、增加考核方式，全方位檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果

傳統(tǒng)的考核方式是以筆試答題的形式進(jìn)行，因?yàn)榭荚嚂r(shí)間限制，試題的量和型都受到很大的限制，對(duì)知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)面也不易做到全面考查，同時(shí)不能考察學(xué)生的“應(yīng)用”“實(shí)操”能力。建議考核方式多樣化，比如課程小論文、利用傳感器的小制作這樣開放性的作業(yè)可以作為成績(jī)?cè)u(píng)定的一部分，因?yàn)橥瑢W(xué)們的小論文、小制作能夠很好的展現(xiàn)同學(xué)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行的能力，同時(shí)也能夠提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)和創(chuàng)新的能力，這恰恰是解決實(shí)際工程問題的基本要求，這樣的考核方式更能夠促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)工程實(shí)施能力，適應(yīng)將來的工作環(huán)境和技術(shù)發(fā)展變化的能力。

6、對(duì)教師進(jìn)行實(shí)踐技能培訓(xùn)，提升教學(xué)能力。

“書上得來總歸淺，絕知此事要躬行”。教師在教學(xué)一線，通常情況下與企業(yè)生產(chǎn)一些接觸的實(shí)際應(yīng)用知識(shí)還是有一定的距離的，因此教師的實(shí)踐技能學(xué)校應(yīng)該提供合適的進(jìn)企業(yè)鍛煉機(jī)會(huì)才能得到提升，希望國家也能夠出臺(tái)一些相關(guān)政策，促進(jìn)職業(yè)院校教師的實(shí)踐鍛煉，解決理論和實(shí)際兩張皮的現(xiàn)象。

7、建立校企結(jié)合，工學(xué)結(jié)合，緊跟社會(huì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)

積極探尋校企合作到了，揚(yáng)長(zhǎng)避短，合作過程中，雙方在人才培養(yǎng)、雙師型建設(shè)、技術(shù)員培訓(xùn)、專業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展、科研創(chuàng)新上緊密合作，實(shí)現(xiàn)“雙贏”的目標(biāo)。再加上對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)更加接近企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要，一畢業(yè)就能上崗，對(duì)于學(xué)生來說，現(xiàn)在大學(xué)生就業(yè)難，企業(yè)能直接提供工作崗位，這種局面是三贏的。

三、小結(jié)

《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》是一門綜合性很強(qiáng)同時(shí)重視應(yīng)用的課程，在智能制造進(jìn)程中有肩負(fù)著舉足輕重的作用個(gè)，因此教師上好這門課，學(xué)生學(xué)號(hào)這門課尤為重要。在新冠疫情當(dāng)下，很多智能檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用，為疫情防控提供了可靠的屏障。特別是非接觸式的測(cè)溫系統(tǒng)，人臉識(shí)別閘機(jī)的應(yīng)用，減少了人與人之間的接觸，預(yù)防了新冠病毒的傳播。因此傳感器與檢測(cè)技術(shù)的教學(xué)效果關(guān)系這職能制造行業(yè)的后備人才的質(zhì)量，本文探索了傳感器應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)方面的一些改革，不僅能夠有效讓學(xué)生掌握傳感器的基礎(chǔ)理論知識(shí)，學(xué)生的工程分析實(shí)踐能力，學(xué)生的創(chuàng)新能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)會(huì)精神及專業(yè)素養(yǎng)都可以得以提高。本文對(duì)本課程的教學(xué)探究適合智能制造背景下培養(yǎng)行業(yè)技能型專業(yè)人才、優(yōu)秀的創(chuàng)新復(fù)合型人才具有一定的意義。

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作者簡(jiǎn)介：

高素鴿，四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，出生年月：1978年8月，學(xué)歷：本科

王俊英，四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院?四川?德陽?618000）