课程教学体系是指课程教学相互间的分工和配合。课程教学体系是否合理,直接关系到专业人才培养质量。我们在课程建设和改革的过程中,以测控技术与仪器专业为平台,进行了传感器系列课程的整体优化,构建了传感器技术、测控电路、计算机与接口技术和仪器仪表电路课程设计为主线的内容贯通、结构优化的理论教学体系;建立了以理论方法为基础,以综合性、设计性、研究创新性实验为主体的实验教学体系;实践了传感器系列课程科研促教学,加强学生工程应用及相应动手实践能力和创新能力培养的新模式。
一、测控技术与仪器专业教学的现状
测控技术与仪器专业是由教育部在1998年把计量仪器、光学仪器、计时仪器、分析仪器、热工仪表、航空仪表、电子测量仪器等11个仪器仪表类的专业合并而成的。测控技术与仪器已成为适用于各类不同专业的一门实用性非常强的学科,目前全国已有220余所高等院校开设了“测控技术与仪器”本科专业,其中已有100所高等院校和13家科研院所设立了“仪器科学与技术”或其二级学科的硕士点,有34所高等院校设立了本学科的博士点。测控技术与仪器专业口径很宽,整合了多个专业方向的专业知识,主要包含了电子、机械、计算机等方面。传感器等课程隶属于电子技术系列,是测控技术与仪器专业的构建基础,也是本专业的特色课程。
目前,面对科学技术发展态势,特别是在课程教学指导委员会提出的“大专业、宽口径、厚基础”的要求下,测控系列课程在课程的设置、内容的选择、课程实施与评价等环节也不断地暴露出一些不足之处:
1.课程的设置主要从本专业的需要考虑,系列课程的关联性不强,造成有的课程重复设置,有的课程却被忽略。
2.课程内容的选择还比较片面,较少考虑课程之间的自然衔接和相互配合,更没有从学科的发展来考虑学生的知识结构、能力培养和学科素质培养。
3.课程的实践性教学环节还比较薄弱,没有认识到学科发展建设的重点在实验,学生工程能力、创新能力的培养主要靠实验,同时存在着实践层次低,系统性差等问题。
4.原有的教学方法、手段虽然已作了许多改革,但还没有从系统优化的角度统一研究,还不足以激励学生学习的主动性和创造性思维的发挥。
5.课程评价方式还比较单一,评价的内容往往过多地局限书本知识的掌握,还没有从注重学生创新能力等多维角度采取灵活多样的考核机制。
二、传感器系列课程研究与实践
按照国家课程委员会关于课程教学内容与课程体系改革的原则和学院学科系建设培养复合型人才对课程的要求,针对目前传感器系列在课程建设与实施环节中所暴露的问题,我们对此进行了重点课程的改革。对课程内容、课程设计、课程实施与评价等不断进行改进与完善,并调整相应的教学方法和手段,以此加大对学生实践能力和创新能力的培养力度,提高了专业课程教学的整体水平。
1.加强理论基础建设,优化系列课程教学体系
任何专业培养目标的实现,都要靠全部开设课程的协调和相互配合来加以保证。为此,在课程教学中,我们以传感器技术、测控电路、仪器仪表电路课程设计等课程为主线,对课程内容加以贯通、精简、优化和重组,引入近代科技成果,构建了适应于测控技术与仪器专业的传感器系列课程教学新体系。
在新的课程理论教学体系中,对于传感器技术课程,采用了以灵敏度、线性度、不确定度为主线、以几何量为主要类比对象的教学,强化测量的原理和功能,课程内容注意强调测量系统的概念,明确敏感元件感知、传感元件转换、配套电路获取的测量步骤,突出测控技术与仪器专业的特色和功能,表明了本课程和后续课程在专业课程中的位置的关系。在测控电路课程中,采用举例的方法,以传感器课程的内容为前期引导,提炼出各种传感器所需电路的共性,进一步引导出功能模块的概念;以面向实际应用为目标,强调电路系统的匹配,负载等概念,说明电路设计的关键和难点,为本专业的知识融合及后续课程的综合应用做好铺垫工作。
在仪器仪表电路课程设计这个综合性环节,以学生能力培养和专业要求出发,分别以几何量、热工参量为对象,提供多个系统让学生进行选择设计,满足多样化的要求。该课程是对前期课程的一个综合应用,在融合前期知识的同时,设计中引入了虚拟仪器等本专业内较为前沿的知识和概念,开阔了学生专业学习的视野,提升了学生专业知识素养。
2.突出专业内容,展示课程设计风格
高等教育的最终目标不仅是传授学生学科的基础知识,更重要的是在课程内容的传递及教学过程的实施中,不断地开发学生的创新精神和创新能力。教育的最终成果不是批量的产品展示,而是学生个性化的综合素质的提升。因而,测控技术与仪器专业的课程设计紧扣当前高等教育的培养目标,从课程内容的选择、课程的实施、课程的评价方式都更多地考虑实践应用的特点。针对专业特色,在课程设计中充分考虑多种教学模式的应用条件和基础,使得课程内容的搭建及课程评价体系更好地与教学环节相适应。
课程设计注重内容的逻辑性和严密性,课程内容的衔接承上启下。在具体的课程实施中,运用启发式教学手段、问题教学法,引导学生发现、解释乃至探索身边的测量和仪器方面的问题,积极开展课堂讨论、通过学生自讲的方式,打破常规教学模式,提升学生的学习兴趣和自我学习的能力。
3.开放实验教学场所,创建良好的课程实施环境在进行理论课程优化的同时,我们也进行了配套的实验体系的构建。在改造基本实验,加强验证性实验的思考性,增加学生动手动脑的机会的同时,进行新实验装置开发,开设研究性、设计性和综合性实验,提高学生实验研究能力。在课程实验的连续性上,从传感器技术的测量实验,到测控电路的电路实验,并且开设了后续的专业基础课实验和专业实验课程,完善系列课程实验的连续性和综合性,对专业知识体系的完整性进行了实验系统的有效补充。实验教学内容分设为以培养学生形成正确实验理念、养成良好实验习惯、熟练掌握实验基本操作的基础阶段;以提高实验技能和动手能力的提高阶段;以培养学生实验的主动性和科研能力的自主实验阶段。基础阶段在传感器技术课程中完成,提高阶段通过测控电路实验来实现,而学生实验的自主性和科研能力的提高则是通过仪器仪表电路课程设计及后续专业实验来完成。
此外,为了激发学生的兴趣,我们进行了开放实验室的尝试,为学生提供了开放实验自选项目,采用开放式教学形式,使学生可以在课余时间去做自己感兴趣的实验,为学生的主动学习提供场所和各种机会,为学生的主动学习,开展与本学科相关的、富有挑战性的科技开发制作项目提供平台和基础。实践表明学生通过这些阶段的锻炼,独立实验能力大大提高。
4.实施多元考核模式,完善课程评价体系
合理、科学的课程评价体系有助于评定、修正课程建设与实施中所产生的问题和取得的成效。以往传统的“一卷定乾坤”的考核方式,暴露出太多的随机性和偶然性,不能较客观地评价一门课程在内容组建和教学中的成败,也不能较为公正评价学生的学习情况。因此,在课程评价体系的搭建则显得尤为重要。
近年以来,我们在传感器系列课程中逐步实施了多元化考核模式。多元化的考核模式一方面在考核内容上做文章,考核的内容不仅仅局限于书本的知识,更多地注重评价学生创新能力的发展,注重学生发散性思维的提升,注重学生课外作业的完成情况,鼓励学生更多地参与课外各项实践活动,目的是为了减轻学生死背繁杂公式的负担,加强了知识的灵活运用与基础训练,强化了对学生综合能力的测评;另一方面改进原有的单一考核的方式,扩充卷面考核为卷面考核与授课过程中的提问、作业、小测验、讨论发言、课程论文等多样化考核方式相结合,对于在平时表现中创新能力比较突出的学生采用附加分的办法进行激励,使学生主动融入师生的互动教学过程中。
实践表明多元化考核模式的应用把学生从过去过份注重书面考试的樊篱中解放出来。以激励为导向的多元化考试模式能发挥积极的引导作用,充分发挥学生自主学习的积极性,促进学生知识、能力、素质的协调发展,显著提高了教学效果。
参考文献:
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江苏大学学报(高教研究版),2002,24(3):80—82.
[2]吴莉莉,林爱英,刘存祥.《传感器原理与应用》课程教学
方法探索[J].高教论坛,2008,(4):114—116.
摘要:针对目前测控技术与仪器专业教学中发现的课程设置、内容选择和课程实施评价方面的一些不足,从理论教学、专业内容、实验设置和教学考核等方面对系列课程的建设进行了改进和提高。
