論“檢測技術”課程研討實踐教學方法范文

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摘要:本文從“檢測技術”課程的特點和現狀出發，著重探討了教學方式、教學內容和實驗手段等相關問題。提出轉變授課為主向研討實踐為主的教學方式，增加自主綜合口袋實驗，鼓勵多學科交叉創新等改革方案。目的是探索建設適應新形勢下的測控技術與儀器專業課程教學模式，培養學生自主創新意識和能力。

關鍵詞:研討實踐;口袋實驗;多學科交叉

引言

“檢測技術”是儀器儀表類專業的核心課程，是學生在本科階段前期所學的“傳感器”、“信號處理”、“微機原理”、“自動控制”等課程的基礎上，進一步學習的一門綜合性課程［1～3］。該課程強調學生應掌握相關檢測技術原理和檢測系統的設計方法，并且通過實驗環節對相關檢測方法進行實踐。傳統的“檢測技術”教學采用全部授課或是授課為主、研討為輔的方式，要求教師能夠準確地把相關檢測技術原理傳授給學生，并且結合少量實驗，讓學生對相關技術積累感性認知。然而，隨著時代的發展、新技術的涌現和新時代學生對新知識的訴求，這種傳統方式已經逐漸滿足不了新需求，迫切需要對該課的內容和授課方式進行調整［4］。對于授課方式的改革，我們認為需要在以學生為主的授課方式基礎上，根據教師的特點，即科研背景和個性特征，采用多元化的教學模式為要。本文的目的在于探索以學生為主的教學，通過調整授課方式、實驗方法、并融合科研能力的培養，從而摸索出一種新時代背景下的“檢測技術”課程教學模式。

1存在問題

目前“檢測技術”一課在諸多院校的相關專業中都有講授，特別作為儀器儀表專業的主干課程，占有很重要的地位。但諸多院校由于條件限制基本是以課程講授的方式進行，缺少教師和學生的互動以及學生動手實踐能力的培養。根據筆者授課經驗來看，“檢測技術”一課主要存在以下三點問題:(1)課程授課方式不夠靈活有效，若單以考試作為最后檢驗學生所學知識的手段，往往效果有限，存在考完就忘的問題，學生對課程認知不足;(2)實驗方式相對保守，缺少創新之處，無法有效調動學生的積極性，也存在實驗強度不足的問題;(3)課程內容相對老舊，即使比較新的教材課本也是以2003年前后的內容為基本框架進行修改，缺乏學生更加關心的新內容新技術。隨著時展和新技術的普及應用，諸如微課、翻轉課堂這樣的新技術不斷涌現，“口袋實驗室”等實驗方式不斷推陳出新，人工智能技術等新思潮的涌動，都為該課程教學改革創新提供了很好的依托，這已在部分院校的課程教學中有所體現［5～7］。利用相關新技術，我們可以更加靈活地將“檢測技術”課程內容呈現給學生，同時更加有效地傳遞知識，調動學生的學習積極性。

2教學改革具體思路

目前“檢測技術”課程的教學內容由課堂教學、課堂研討和實驗環節三部分構成，主要采用以課堂教學為主、研討和實驗為輔的方式。其原因在于首先課程大綱安排的授課內容占比重較大，需要在課上有限時間安排中講授較多的基礎知識，導致弱化研討和實驗環節;其次，傳統的教師教、學生聽的方式，依舊沒有發生根本改變;最后，現代化的翻轉課堂、微課等教學手段實施起來還需要一定時間進行普及和驗證。因此，根據目前的授課條件，我們提出以下四點具體改革意見，并且部分內容已經在教學實踐中加以驗證:(1)轉變課堂教學模式，從授課為主、研討為輔的方式轉變為課下在線學習、課堂檢驗，從而實現為研討為主、授課為輔的教學模式;(2)改革課程研討內容的設計，由教師命題學生自選和學生自主命題兩類方式相結合，從實際工業生產、生活等不同角度展開;(3)轉變實驗方式，從定點定時定內容的實驗方式到“口袋實驗室”的移動實驗方式;(4)讓學生不僅做參與者，也做評委，通過以小組為單位進行PK，增進研討的質量。考慮到目前“檢測技術”課程教學內容跟不上最新科學技術的迅猛進展，解決的辦法是融合多學科交叉和前沿技術，重點體現在學生研討內容匯報中。通過上述教學改革方法，從而實現以下三點目標:①培養學生課下學習、課上研討的學習習慣，重點進行基于課下學習的內容結合實例的研討，構建通過學生自主選題和命題相結合的方式展開立足于解決實際問題的案例化教學。②將傳統的相對較過時的實驗方式，轉變為以課程設計為主輔以“口袋實驗室”的方式進行實驗改革，使學生能夠將研討內容和動手實踐相結合，從而不僅在理論層面掌握相關檢測技術，并且在實踐過程中理解并加以應用。③面對研討環節提出的設計目標，使學生能夠主動查閱中英文文獻，特別引導介紹近年來較為前沿技術的英文資料，提高學生專業英語能力，并且了解一定前沿技術。

3教學改革的實施過程

根據上述研究內容和目標，擬從四個方面進行課程的改革:1)改進和完善在線課程內容筆者調研了中國大學MOOC(慕課)上涉及檢測技術的課程，目前主要有武漢理工大學的“傳感與檢測技術”和寧波城市職業技術學院的“傳感器與檢測技術”。這兩門課都將檢測技術與傳感器結合在一起進行講授，特別是前者側重于傳感器原理和一些信號處理內容，但涉及具體檢測技術原理并不多。此外，我校自動化專業也有相關的在線課程，重點講授檢測技術內容，可以作為我院儀器專業設計在線課程的重要參考資料。根據我校的儀器專業課程安排，“檢測技術”是“傳感器原理”、“信號處理”、“誤差原理”等課程的后續，有其自身的特點和定位，不應該在課程內容上和相關課程有太多重復。因此，“檢測技術”在線課程應根據我校的課程特點，參考前期精選的在線課程素材，在線課程視頻等內容，從重要知識點啟動，再遵循網絡課程的一些講授方式進行設計，重點突出檢測技術的系統設計和有針對性的案例解決。2)開展雙模式研討教學在“檢測技術”授課過程中，筆者所在團隊先采用全部教師命題、學生選題的方式進行課程研討內容安排，再結合學生自主選題放入課程研討環節中。我們發現無論是教師命題還是學生自選題，很多小組都可以呈現出調研豐富、內容詳實、論證充分的研討報告;特別是自主選題的小組更能夠在有限的條件下用制作的實例來進行課堂呈現，展現出高質量的研討內容。此外，我們在研討環節中還采用互評的方式，讓選擇相同題目的小組進行相互PK，找出彼此報告中的不足，從而對同一命題進行不同角度的探討。這些方法已經逐步應用在課堂中，取得不錯反響。3)“口袋實驗室”貫穿課程模式在新一學期的課程中，實驗負責部門采購了一批小型實驗開發材料，包括多種傳感器和控制芯片，提供給各小組隨時隨地進行使用，并由相關負責人統一管理。我們發現采用實驗“口袋化”方式并且利用少量教學資金能夠最大程度地調動學生的積極性，提高實驗教學效率和質量。在今后的課程教學中，我們將不斷完善這一理念，能夠讓每一個學生都可以從動手中真正學到很多實際的內容。4)多學科交叉及前沿技術的探索檢測技術應用于多個領域，涉及多種具體檢測方法，從壓力、速度、物位、溫濕度等，種類繁多，在課程中我們只能選擇少量和典型檢測對象進行闡述。學生往往對新技術充滿好奇，比如連續血壓監測采用的光電方法或是脈搏波法都是較新的檢測方法，又如視覺測量于光學字符檢測、缺陷檢測中都是目前工業中應用較多的新技術。我們將這些內容融合進“檢測技術”課程中，并在此基礎上，以相對通俗的方法介紹機器視覺、模式識別等新技術來拓寬學生視野，調動學習熱情。此外，鼓勵學生在研討準備環節中多以最新的中英文期刊文章入手，一方面培養學生獨立科研能力，另一方面訓練學生英文閱讀和文獻檢索能力。“檢測技術”研討與實驗教學貫穿于整個課程教學過程:歷時16周，共48個學時。目前，采用講授16課時、研討16課時、實驗16課時的方式進行。將來的改革實踐中，擬采用講授約4～6課時，其余為研討和實驗混合進行。其中，以研討為例，學生被分為3人一個小組(以一個班30人為例)，需根據前三周的課題自選(自擬)、研討優先順序選定等進行前期準備工作，包括資料文獻閱讀、調研、設計方案規劃，并在有限的時間內進行方案驗證。在一堂研討課中，由預定順序的某一小組進行答辯和演示，需準備30分鐘左右的PPT演講，并且在演講結束后根據教師和同學提問進行作答。教師根據PPT內容質量和演講問答情況進行打分，并計入最終成績。研討內容需明確具體目標和內容，比如以研討課題“乘用車內空氣質量檢測”為例，要求如下:(1)乘用車內空氣質量評價檢測標準;(2)調研市面上主要的檢測設備;(3)確定相關物質的采樣測定方法;(4)有檢測系統各模塊的選型分析;(5)有主要的電路設計結構圖。小組需在報告中完整呈現上述內容。相同選題的小組需呈現不同的內容體現其工作，并且進行問答引導式的較量。另外，實驗以小組為單位，可結合研討課題，主要在課后自主開展，并由教師組分階段審核各小組實驗進度。

4結語

本文介紹的“檢測技術”課程的研討實踐教學改革轉變課堂教學模式，倡導以研討為主、授課為輔的教學方式;通過在線課堂的構建，使學生能夠利用課外時間進行課程內容學習。同時，改革課程實驗方式，以“口袋實驗室”代替傳統實驗，提倡自主選題進行實驗設計。并且，將多學科交叉和前沿科技內容融合進入課程體系中，在研討時進行新知識的梳理，旨在幫助學生拓展知識面、提升學科視野。該項改革是針對我院測控技術與儀器專業這個江蘇省優勢學科的創新發展而具體實施的，希望借此機會能夠優化相關課程體系，并結合自身學科特色，努力把該課程打造成精品課程，更好地促進本科教學，為培養本科生服務。

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作者：李煊鵬 王東 單位：東南大學