摘 要 針對(duì)傳感器課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，闡述該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式等方面的改革措施。教學(xué)實(shí)踐表明，通過(guò)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、“項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法以及多元化綜合實(shí)驗(yàn)考核方式，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性、培養(yǎng)工程意識(shí)、加強(qiáng)綜合應(yīng)用能力，為實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的無(wú)縫對(duì)接打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 校企合作；傳感器與測(cè)試技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）20-0130-03

現(xiàn)代高等工程教育注重學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，根據(jù)社會(huì)需求，南陽(yáng)理工學(xué)院將培養(yǎng)目標(biāo)確定為：培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。在該目標(biāo)的指導(dǎo)下，南陽(yáng)理工學(xué)院積極探索應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式，與企業(yè)開(kāi)展深度交流合作，先后開(kāi)辦“三榮班”“恒發(fā)班”“匯森班”以及現(xiàn)在的“宇通班”等。

通過(guò)幾年的校企合作實(shí)踐以及追蹤畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)存在一些問(wèn)題，諸如畢業(yè)生崗位適應(yīng)慢、工程實(shí)踐能力較弱、缺乏創(chuàng)新精神及團(tuán)隊(duì)合作能力等。如何將現(xiàn)代高等工程教育的實(shí)踐性、技術(shù)性及應(yīng)用性在課程教學(xué)中體現(xiàn)出來(lái)？工科大學(xué)生的工程素質(zhì)如何培養(yǎng)？大學(xué)畢業(yè)生如何盡快適應(yīng)企業(yè)崗位？這是課程教改所面臨的課題[1-2]。

1 傳感器課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

傳感器與測(cè)試技術(shù)作為南陽(yáng)理工學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的主干核心課程，主要介紹常用傳感器如電阻式、電容式、電感式、光電式、電磁式等典型傳感器的測(cè)量原理、基本結(jié)構(gòu)、使用特點(diǎn)及在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。課程內(nèi)容涉及機(jī)械學(xué)、物理學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，理論性較強(qiáng)；同時(shí)要求學(xué)生具有綜合利用本課程基本知識(shí)和技能分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)踐性也較強(qiáng)。

為了獲得較好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)校企合作人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生不僅對(duì)所學(xué)傳感器的理論知識(shí)加以鞏固，更應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)掌握生產(chǎn)過(guò)程中各種典型機(jī)械量的測(cè)量方法，并能最終將理論應(yīng)用于工程實(shí)踐中，以實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的“無(wú)縫對(duì)接”。

該課程原來(lái)的教學(xué)大綱中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有8個(gè)學(xué)時(shí)，主要是關(guān)于電阻式、電感式、光電式以及熱電偶等傳感器的特性試驗(yàn)，均為驗(yàn)證性的。學(xué)生每次到實(shí)驗(yàn)室僅是根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)連接導(dǎo)線、操作開(kāi)關(guān)、記錄數(shù)據(jù)，而多數(shù)學(xué)生則擔(dān)當(dāng)?shù)氖恰坝涗泦T”或“觀察員”的角色[2]。他們只是為了做實(shí)驗(yàn)而“做實(shí)驗(yàn)”，積極性和主動(dòng)性難以得到發(fā)揮，更別提實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，這和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)是相矛盾的。并且由于學(xué)時(shí)限制，沒(méi)有安排設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，這樣就難以將知識(shí)體系工程化，難以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，使得教學(xué)與工程中的實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)。在第四年的企業(yè)實(shí)踐以及真題真做的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生面對(duì)具體的檢測(cè)任務(wù)，仍是不知如何選擇合適類型、精度的傳感器，對(duì)傳感器與測(cè)控系統(tǒng)的線路連接無(wú)從下手等問(wèn)題。

據(jù)了解，在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家高校中，測(cè)試技術(shù)也是他們工科專業(yè)學(xué)生的一門必修課，但它被直接定位為實(shí)驗(yàn)課程。他們普遍采用的是學(xué)生為主體、教師為輔助的教學(xué)模式，利用綜合型、研究型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)構(gòu)思、設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步操作和實(shí)施。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握課程知識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立思考和實(shí)踐動(dòng)手能力[3]。以此為借鑒，緊抓培養(yǎng)應(yīng)用型人才這個(gè)終極目標(biāo)，對(duì)傳感器與測(cè)試技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革。經(jīng)過(guò)兩年的教學(xué)實(shí)踐，收到很好的效果，極大地提高了教學(xué)質(zhì)量。

2 傳感器課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

教育部《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》（教高〔2001〕4號(hào)）曾指出：實(shí)踐教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有特殊作用，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是傳感器課程的一個(gè)重要組成部分。針對(duì)南陽(yáng)理工學(xué)院傳感器課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，從以下幾方面對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革與實(shí)踐。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容 與傳感器課程配套的實(shí)驗(yàn)，不僅要與理論教學(xué)之間協(xié)調(diào)配合，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)。

在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，緊扣教學(xué)大綱，將實(shí)驗(yàn)分為兩大類：一類是驗(yàn)證基礎(chǔ)理論等內(nèi)容的基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，一類是對(duì)實(shí)際測(cè)試技術(shù)訓(xùn)練的綜合型實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)主要為驗(yàn)證性的，結(jié)合課堂理論教學(xué)，開(kāi)設(shè)4個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，主要涉及金屬應(yīng)變式傳感器、差動(dòng)變壓器、光電式傳感器以及熱電偶。這些實(shí)驗(yàn)在學(xué)校傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)上均可完成，目的是使學(xué)生掌握這些基本傳感器的工作原理和轉(zhuǎn)換電路，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中了解各種儀器、儀表以及電路模塊的使用方法，具備基本的實(shí)驗(yàn)技能以及學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的常用方法。

綜合性實(shí)驗(yàn)主要以課程設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行，以傳感器技術(shù)為主，同時(shí)需要結(jié)合單片機(jī)、電子技術(shù)、PLC等相關(guān)課程，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用以及分析、處理實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)。為了使這項(xiàng)教改順利實(shí)施，購(gòu)置INV1612多功能柔性轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)、INV1601振動(dòng)與控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)以及INV306智能信號(hào)采集處理分析系統(tǒng)，一些典型的傳感器（如壓電式加速度傳感器、電阻應(yīng)變片、壓電式力傳感器、磁電式速度傳感器、熱電偶、鉑電阻、電渦流傳感器、聲發(fā)射傳感器、光柵尺等）以及一些通用儀器（如信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波器、電荷放大器、懸臂梁、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、振動(dòng)臺(tái)、激振器、功率放大器、測(cè)控電路模塊等），這些設(shè)備結(jié)合原有的單片機(jī)、PLC、組態(tài)軟件等，都為綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的順利進(jìn)行提供了保證。

在理論課結(jié)束后，教師可給出若干個(gè)具有實(shí)際工程背景相對(duì)完整的測(cè)試題目，如電子稱的設(shè)計(jì)及制作、車床切削力的動(dòng)態(tài)測(cè)試、車床振動(dòng)噪聲測(cè)試、切削溫度的監(jiān)測(cè)、汽車行車速度的測(cè)量、汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)等，同時(shí)提出相應(yīng)的測(cè)試任務(wù)要求，學(xué)生自主選題，組隊(duì)完成。根據(jù)各題目特點(diǎn)，學(xué)生既可利用相關(guān)軟件進(jìn)行虛擬仿真，也可利用實(shí)驗(yàn)室資源做出實(shí)際的電子硬件成品。在這個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，從測(cè)試方案的總體制訂到元器件的選取，從測(cè)量電路的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，均由學(xué)生自己動(dòng)手完成。既發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，又培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力及實(shí)踐、創(chuàng)新能力，同時(shí)加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和相互之間的溝通。

課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)則是利用網(wǎng)上的虛擬實(shí)驗(yàn)室來(lái)完成，利用購(gòu)買的教學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬儀器軟件平臺(tái)，充分利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真測(cè)試訓(xùn)練，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)范圍。除課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，借助于虛擬儀器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，學(xué)生還可在課下完成諸如電阻應(yīng)變片測(cè)量橋梁固有頻率、差動(dòng)變壓器測(cè)量鋼板厚度、實(shí)驗(yàn)渦流傳感器產(chǎn)品記數(shù)實(shí)驗(yàn)、輸送線實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、鋼管缺陷無(wú)損檢測(cè)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等多項(xiàng)教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)室不僅節(jié)約了教學(xué)資源，還使深?yuàn)W的理論變得生動(dòng)、易懂，豐富了課程內(nèi)容及表現(xiàn)形式；同時(shí)也大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生在“玩”中學(xué)到了知識(shí)，培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)技能和自主學(xué)習(xí)能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式 校企合作班是面向生產(chǎn)一線，培養(yǎng)出兼具理論知識(shí)及較強(qiáng)專業(yè)實(shí)踐技能的應(yīng)用型人才。以此為指導(dǎo)方針，傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不管是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)還是綜合實(shí)驗(yàn)，不管是課內(nèi)實(shí)驗(yàn)還是課外實(shí)驗(yàn)，都以學(xué)生為主體，教師則起著主導(dǎo)作用，充分發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，采用“以問(wèn)題為導(dǎo)向”的啟發(fā)式教學(xué)方法，在學(xué)生完成預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上，先向?qū)W生提出本次實(shí)驗(yàn)要解決的問(wèn)題，然后引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的各種模塊，自主完成實(shí)驗(yàn)。

如在轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，教師要求學(xué)生測(cè)量出實(shí)驗(yàn)臺(tái)上開(kāi)口轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速大小，選用哪種傳感器？轉(zhuǎn)換電路如何選擇？選用哪種結(jié)果顯示方式？這些問(wèn)題需要學(xué)生先思考，再借助于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的各種模塊才能解決。實(shí)驗(yàn)完后，教師繼續(xù)提出問(wèn)題：光電和霍爾傳感器在測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)有哪些不同？可引導(dǎo)學(xué)生從工作原理、轉(zhuǎn)換電路、測(cè)量精度等方面進(jìn)行分析，要求他們將答案寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。

在綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，則采用“項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法，將要求學(xué)生掌握的傳感技術(shù)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)隱含在具有工程背景的“任務(wù)”中，以完成每個(gè)項(xiàng)目任務(wù)為主線來(lái)實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程。如完成“車床切削力的動(dòng)態(tài)測(cè)試”這個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生小組首先根據(jù)任務(wù)書(shū)中下達(dá)的任務(wù)要求查閱資料，在教師的指導(dǎo)下，確定完成任務(wù)的測(cè)量系統(tǒng)方案。然后利用實(shí)驗(yàn)室及金工車間所提供的各種硬件和軟件資源，最終制作出一個(gè)八角環(huán)切削測(cè)力儀。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，工作態(tài)度與團(tuán)隊(duì)精神也同時(shí)得到鍛煉和提升。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核 考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)，它是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果以及教師教學(xué)效果的有效檢驗(yàn)。以往傳感器課程實(shí)驗(yàn)考核方式單一，只是簡(jiǎn)單地以學(xué)生每次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)報(bào)告而一錘定音，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方式改革之后，摒棄以前片面的考核方式，重新制訂較為全面的實(shí)驗(yàn)考核綜合評(píng)價(jià)方案。此方案包含對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、團(tuán)隊(duì)合作精神、答辯等多方面的考核要求，更注重把實(shí)驗(yàn)過(guò)程納入考核內(nèi)容中。這樣的考核能更準(zhǔn)確、合理地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)情況，評(píng)估學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手、知識(shí)綜合應(yīng)用以及自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新等能力，極大地提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性和主動(dòng)性，教學(xué)效果得到明顯改善。

3 結(jié)束語(yǔ)

為了培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，使他們更好地適應(yīng)企業(yè)崗位，對(duì)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，增加了綜合型實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)，形成課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、現(xiàn)實(shí)與虛擬互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)體系；采用“以問(wèn)題為導(dǎo)向”以及“項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法；實(shí)施注重過(guò)程的多元化綜合實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)。兩年的教學(xué)實(shí)踐表明：這些改革措施有助于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)工程意識(shí)，提高綜合應(yīng)用能力，同時(shí)加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和相互之間的溝通，為實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的“無(wú)縫對(duì)接”打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

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