程志平　李忠文

[摘 要]在分析檢測與轉換教學現(xiàn)狀的基礎上，指出目前檢測與轉換技術課程教學過程中存在的問題。結合教學實際情況并根據(jù)課程特點，將課程內(nèi)容模塊化分層設計，各模塊內(nèi)容呈遞階關系，既相互獨立，又相互聯(lián)系，以解決在教學過程中教學內(nèi)容一刀切的現(xiàn)象，同時對學生進行組團。根據(jù)教學模塊和學生組團情況實施教學，實現(xiàn)檢測與轉換技術課程的分層教學。進而從課程內(nèi)容，教學手段，教學方式，考核方式等方面建立檢測與轉換技術課程新型施教體系。教學實踐表明，該教學體系能較好地實現(xiàn)課程教學目的，提高教學質量，同時也為相關課程的教改提供一定的借鑒意義，具有較高的推廣應用價值。

[關鍵詞]檢測與轉換技術;教學改革;多維分層;理論教學;實踐教學;過程考核;過程學習

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）07-0059-03

檢測與轉換技術是自動檢測技術和自動轉換技術的總稱，是研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉換、信息處理以及以傳輸?shù)睦碚摵图夹g為主要內(nèi)容的一門應用技術[1]，是一門綜合性很強，在物理學、電工學、電子學、計算機、自動控制等先修課程的基礎上開設的重要的專業(yè)技術基礎課。

現(xiàn)代檢測與轉換技術的應用已深入信息社會的各個領域中，從日常生活、生產(chǎn)活動到科學實驗，都離不開檢測[2]。檢測技術已變?yōu)榭萍碱I域的重要組成部分，科技發(fā)展的每一步都離不開檢測技術的配合，尤其是極端條件下的檢測技術，其已成為深化認識自然的重要手段[3-4]。

俄國化學家門捷列夫指出“科學是從測量開始的”，許多基礎科學研究的障礙，首先在于信息的獲取存在困難?？梢赃@么說，沒有檢測與轉換技術的發(fā)展，就沒有現(xiàn)代科學技術的發(fā)展。

鄭州大學電氣工程學院（以下簡稱“我院”）是最早開設檢測與轉換技術課程的院系之一，在多年的教學過程中，本課程也由原來的專業(yè)課變?yōu)楝F(xiàn)在的專業(yè)基礎課，由最初的碩士研究生教學過渡到本科生、碩士生教學，檢測技術與自動化裝置現(xiàn)已為二級碩士授權點?，F(xiàn)在，我們對檢測與轉換技術課程的性質、教學目的、教學方法等有了較為明確的認識，課程教學已有較為完善的教學體系。但是，由于檢測技術是一門涉及電學、磁學、光學、生物等的交叉學科，其涉及的知識點多，涉及面廣，同時，隨著科技的進步，新技術與材料的出現(xiàn)，新檢測手段的運用使檢測與轉換技術知識更新較快。特別是近幾年，科技的快速發(fā)展，導致檢測與轉換技術無論是理論還是應用，其發(fā)展明顯提速。在這種條件下，如何建立適應該課程特點的教學體系以完全適應現(xiàn)代教學的要求，提高檢測與轉換技術的教學質量，還有諸多問題要進行研究。本文正是在多年實踐教學的基礎上，結合課程特點和現(xiàn)代科技發(fā)展，對檢測與轉換技術教學體系進行研究。

一、現(xiàn)狀

目前，電氣工程學院檢測與轉換技術有專任教師3人，其中專任主講教師2人，主要承擔課程的大綱修訂、內(nèi)容講解、答疑、考核等正常教學工作。兩位專任主講教師中1人主要面向自動化專業(yè)本科生，教材采用常健生主編的《檢測與轉換技術》（第三版）;1人主要面向軌道交通信號與控制本科生，教材采用梁森等教授編著的《自動檢測與轉換技術》高等職業(yè)技術教育機電類專業(yè)規(guī)劃教材。1名專任教師擔任實踐教學工作，主要負責實驗教學課程安排、綜合設計、創(chuàng)新設計、實踐課程安排等工作;另外由院長、教學副院長、系主任組成的院教學領導小組負責教學內(nèi)容、教學大綱、教學計劃、考核制度等內(nèi)容的審定工作。學時安排上也由原來的60學時壓縮到現(xiàn)在的48學時，其中還包含6學時的基礎實驗。

由于檢測與轉換技術課程的內(nèi)容龐雜且相對獨立，內(nèi)容之間沒有必然的聯(lián)系，涉及現(xiàn)在人們生活中所使用或遇到的諸多器件。這些器件原理千差萬別，在理論基礎部分，涉及測量及誤差、數(shù)據(jù)處理、隨機分布最小二乘法、曲線擬合等相關數(shù)學知識;在電測量指示儀表中，既有電磁系儀表，又有測電系、電動系儀表等;對于傳感器而言，既有電能量傳感器，電參數(shù)傳感器，也有半導體傳感器等;從傳感器系統(tǒng)設計的角度看，還有抗干擾技術，可靠性問題等。這些儀表和傳感器集成了物理學、熱學、力學、化學、光學、生物學、電子學等知識，綜合性很強，屬于典型的多學科滲透的一門課程。

目前，隨著科學技術的發(fā)展，檢測要求日益提高，檢測內(nèi)容日益豐富，檢測手段層出不窮，檢測方法也日益細化，檢測需求的廣度和深度都明顯與現(xiàn)有教學內(nèi)容和教學模式不相適應，總結起來，主要有如下幾個方面。

1.教材內(nèi)容陳舊，部分內(nèi)容過時，不能反映現(xiàn)階段檢測科技發(fā)展的情況。由于教材內(nèi)容一般都是經(jīng)典知識，內(nèi)容相對落后，對于檢測與轉換技術課程來說，日新月異的科技變化，儀表和傳感器的內(nèi)容僅僅從課本上已不能滿足學生今后工作的需要。教師在備課過程中如果不能緊跟檢測與轉換科技前沿的話，那么學生得到的相關知識與實際工作將嚴重脫節(jié)。而且，各個學校由于學科特點不同，即使課程安排都有檢查與轉換技術，但可能內(nèi)容大相徑庭，如煤礦行業(yè)、糧食行業(yè)、一般工業(yè)等，在教學過程中，內(nèi)容各有所偏重，選擇合適的教材在實際的教學中顯得迫切而重要。

2.課堂教學內(nèi)容方面，由于本課程的特點是既要注重理論分析又要注重實踐應用，是理論與實踐并重的學科。理論分析是實踐應用的基礎，實踐應用能深化理論理解，只有兩者結合，才能達到應有的教學效果，但在實際的教學過程中，受學校特點、經(jīng)費不足、授課教師自身教育工作經(jīng)歷、所選教材等因素的影響，普遍存在重視原理的剖析與理論推導而忽視或輕視課程實踐應用教學的現(xiàn)象[6]，教師不能根據(jù)課程特點和學生需求進行施教，從而影響教學效果。

3.在課堂教學方式上，大多數(shù)教師依然采用通過課堂講授，輔之以PPT和板書的模式，把自己認為需要教學的內(nèi)容灌輸給學生。這種一概而論的教學方式，忽視了學生的個體差異，必然造成部分學生吃不飽、部分學生吃不消的現(xiàn)象。而且，由于本課程內(nèi)容之間的邏輯性較差，內(nèi)容之間的關聯(lián)性不大，這種填鴨式的教學方式必然使教學內(nèi)容抽象空洞，降低了學生的學習興趣和求知欲望。

4.在實踐教學方面，大都是在講過某個儀表和傳感器后，對該傳感器的特性進行演示驗證。現(xiàn)在實驗室設備的封閉性使實驗易于操作，但由于學生看到的僅僅是外部接線，他們在做實驗驗證的時候僅僅是按照實驗指導書的步驟來進行連線，很多學生實驗做完了還不知道做這個實驗的傳感器是什么樣。這造成實驗效果大打折扣，學生在應用時仍然不能正確選型，對使用過程中的應注意事項沒有重視。同時，由于經(jīng)費場地等原因，綜合創(chuàng)新實驗有而不做，有的甚至沒有或占比甚少。

5.考核內(nèi)容單一且不能真正反映學生的實際情況。目前的考核大都是期末一張試卷決定學生本課程的成績，即使是有增加實驗部分的考核，考核過程也比較粗糙，實驗部分隨意性較強，沒有規(guī)范的實驗考核標準，實驗部分成績水分較大，最終成績不能真實反映學生的真實水平，造成一些真正有水平的學生成績反而不如會背書的學生成績好。

二、改革內(nèi)容

經(jīng)過多年的探索實踐，依據(jù)教學過程中存在的問題，我們在原教學基礎上，將教學內(nèi)容根據(jù)要求分成不同模塊，每個模塊呈遞階關系，以解決教學過程中一刀切的教學方式;同時根據(jù)學生的情況，對學生進行組團，根據(jù)教學模塊和學生組團情況實施教學，建立檢測與轉換技術課程新型施教體系，該體系包括教學理念、內(nèi)容遴選、授課形式、實踐教學、考核方式、教學手段等幾個方面。

1.在教學理念上，借鑒國外先進教學經(jīng)驗，改變傳統(tǒng)的教學理念[5]。通過檢測與轉換技術多維多層次教學研究與實踐項目，改變傳統(tǒng)教師獨唱主角戲的教學模式，教師不再是單純地輸灌具體的知識點，而是成為學生學習知識的領路人，學生是課堂的積極參與者、知識的吸納者及實踐者，讓學生知道自己是課堂主體，形成課堂師生雙向和諧交流的教學模式。

2.在教學內(nèi)容上，我們在廣泛調研國內(nèi)外兄弟院校相關教學內(nèi)容的基礎上，吸收國內(nèi)外最新成果，將教學內(nèi)容分為理論基礎模塊、核心模塊、延伸模塊。同時，根據(jù)學生實際情況進行組團分組，不同組團的學生對教學模塊施以不同的要求，同時采用中文授課，英文教材延伸閱讀，實行漢英并重，這樣既能保證學生掌握必要的知識，又能跟蹤本課程的最新技術動向和技術成果。

3.根據(jù)授課內(nèi)容，改革授課形式，始終貫徹以學生為主題，教師為主導，教材為主線的教學理念。采用啟發(fā)式教學[7-8]，對每個相對獨立的知識點，引導學生運用所學知識，對核心知識點采取讓學生登臺講授、分組討論、學生評價等方式，增加學生對知識點的理解;通過分組微課堂，內(nèi)容微討論，習作微論文，課后微研究，以加深學生課后知識點的深化理解和掌握，提高學生學習的主動性和獨立性。通過增加綜合設計，創(chuàng)新設計內(nèi)容，激發(fā)學生的探索和研究熱情，讓學生學會提出問題并尋求解決問題的方法，把能力培養(yǎng)、素質教育落到實處，培養(yǎng)學生獨立思考、理論知識應用和獨立創(chuàng)新的能力。

4.改革完善實踐教學環(huán)節(jié)。利用中西部支撐計劃，改善了檢測與轉換技術實驗室，建立了檢測與轉換技術基礎實驗室;根據(jù)技術發(fā)展更新完善了實驗內(nèi)容，并與專業(yè)課程如PLC綜合實驗室相結合，建立了開放實驗室，學生可進行類工程設計訓練。

5.改變傳統(tǒng)的教學手段，除采用形象生動的多媒體教學課件外，還采用錄像視頻、實物展示、典型案例分解、現(xiàn)場演示與模擬、導入實際項目等方法，以激發(fā)學生的學習熱情。同時根據(jù)不同教學內(nèi)容，組織學生集中觀看相關錄像或到相關企業(yè)參觀傳感器生產(chǎn)，系統(tǒng)集成應用，讓學生從生產(chǎn)、檢驗、設計、應用等方面全面了解，深化理解有關知識。

6.改革完善考核方式。根據(jù)課程性質，借鑒國內(nèi)外兄弟院校的考核方法，確定本課程成績的評估方法。開展了形式多樣的考核方式和過程考核，將過程考核作為最終考核的一部分，弱化一卷定成績的考核方式，強調過程學習并將過程學習作為考核的重要部分。將考核成績分為筆試（占總成績的60%）以反映學生基礎理論及知識點的理解和掌握情況，實驗考核（占總成績的20%）以反映學生基礎知識的應用能力，綜合創(chuàng)新設計（占總成績的20%）以反映學生利用相關知識的綜合創(chuàng)新能力。綜合創(chuàng)新設計分為限定內(nèi)容和自由發(fā)揮兩部分，并以各種形式鼓勵學生參加各類相關設計大賽，如全球華人微納米系統(tǒng)分子學會舉辦的美新杯MEMS傳感器應用大賽，鄭州大學創(chuàng)新實驗項目，機器人大賽等，有效利用考核的導向性，促進學生學習的自覺性及利用相關知識的主動性，從而提高教學的效果。

三、教改效果

檢測與轉換技術從2013年探索教學改革以來，已歷經(jīng)多年實踐，改革內(nèi)容不斷深化，教學手段也不斷創(chuàng)新，從實踐內(nèi)容來看，其效果顯著，主要表現(xiàn)如下。

1.學生對本課程的學習興趣大大提高，一改往年的厭學、被動學習的情況，主動性大大提高。跟蹤統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，學生成績不合格率從最初的近20%，下降到2015年的不足8%，2016年的6.5%;優(yōu)秀率由最初的不足3%，上升至2015年的11%左右，2016年的16.7%。

2.學生的實踐意識增強，動手能力大大提高。跟蹤統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，應用本課程相關知識參加各類相關大賽的學生逐年增多，各類創(chuàng)新項目或自設題目的活動團體由最初的7組增加到2016年的18組，獲得國家級、省級各類相關獎勵21項。

3.學生解決問題的能力得到提高。學生在遇到相關問題時，有解決問題的思路并能根據(jù)問題采取解決措施，等、靠現(xiàn)成答案的現(xiàn)象銳減。

4.分配到相關用人單位的學生信息反饋表明，學生相關知識基礎較好，很快能成為單位的技術骨干。

四、總結

通過實踐，檢測與轉換技術課程取得了較好的效果，但在實施過程中，還有如下方面需進一步完善。

1.模塊化的教學內(nèi)容及教學方式與目前的教學學時、教學要求局部有沖突，表現(xiàn)之一就是學時不足。解決途徑是：（1）進一步篩選課程內(nèi)容，對現(xiàn)有教學模塊進一步優(yōu)化，對現(xiàn)有必修模塊進一步凝練，原有內(nèi)容部分可移至下一模塊，或對相關模塊要求重新界定;（2）與有關管理部門溝通，嘗試適當調整學時的可能性。

2.由于創(chuàng)新性實驗的耗材經(jīng)費不足，學生的實驗場地亟待解決。由于學生較多，耗材應用量較大，學生現(xiàn)有試驗場地明顯不足。在教學實踐過程中，學校曾建議學生錯時進行實驗，或找相關專業(yè)實驗室進行，但這不利于實現(xiàn)預期效果。

3.技術的快速發(fā)展對教材內(nèi)容的更新提出了更高的要求。同時，也亟待撰寫與本教學體系配套的新教材。

4.模擬仿真系統(tǒng)亟待建立。根據(jù)本課程的技術特點，要求所有所學內(nèi)容都具備實物目前還不太現(xiàn)實。要讓學生對不能進行實物訓練的內(nèi)容有較好的理解，開發(fā)開放模擬系統(tǒng)進行相關內(nèi)容的訓練是目前較為有效的途徑。對涉及教改體系方面的因素，隨著本課程教改的進一步完善，這方面的改善較易推進;對涉及因素較多的方面，需要協(xié)調有關部門進一步解決。

5.教師工作量陡增。由于教學內(nèi)容模塊化和對學生分組施教，教師的工作量大大增加，這個問題可通過增加專業(yè)教師等措施來解決。

總之，檢測與轉換技術課程由最初的專業(yè)課調整為現(xiàn)在的專業(yè)基礎課，在工科院系課程中的重要性凸顯。從實際教學情況來看，教改中無論是模塊化的分層教學體系及學生組團實踐，還是雙語并重的授課形式，以及過程考核嘗試，都為該課程進一步完善教學質量提供了一個有益的探索，同時也為相關課程的改革提供了一定的借鑒，具有較高的推廣應用價值。

[ 參 考 文 獻 ]

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[2] 敖邦乾，熊飛嶠.探索高校傳感器與檢測技術教學改革[J].大學教育，2016（8）：177-178.

[3] 王化祥，張淑英著.傳感器原理及應用（第4版）[M].天津：天津大學出版社，2014.

[4] 梁森，王侃夫，黃杭美編著.自動檢測與轉換技術（第三版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[5] 張君維.高職院校《自動檢測與轉換技術》課程教學改革的探討[J].西南師范大學學報（自然科學版），2010（2）：254-258.

[6] 溫宏愿，竇如鳳.應用型本科光電檢測技術課程教學改革的探討[J].大學教育，2018（7）：36-38.

[7] 李少年，魏列江，梁金梅.啟發(fā)式教學在《光電檢測技術》課堂教學中的應用[J].大學教育，2013（3）：115-116.

[8] 張志偉，趙冬娥，趙輝.光電檢測技術課程內(nèi)容及教學方法優(yōu)化與實踐[J].大學教育，2018（1）：86-88.

[責任編輯：陳 明]