杜一君 劉娣 喬貴方 周磊

南京工程學(xué)院 南京 211167

0 引言

2022年政府工作報(bào)告提出“推進(jìn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展，優(yōu)化高等教育布局”。高等教育內(nèi)涵式發(fā)展是我國(guó)向高等教育強(qiáng)國(guó)發(fā)展的必然選擇，也是人才強(qiáng)國(guó)的重要途徑[1]。高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的提出表明了我國(guó)高等教育發(fā)展已經(jīng)由以數(shù)量規(guī)模為考量進(jìn)入以質(zhì)量為特征的內(nèi)涵發(fā)展新階段，為我國(guó)高等教育今后發(fā)展道路和發(fā)展模式指明了方向[2]。

南京工程學(xué)院為深入貫徹黨中央關(guān)于教育的重要論述，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，鼓勵(lì)教師積極參與教學(xué)研究與改革，推動(dòng)教學(xué)研究和改革成果的交流與推廣[3-6]。在這樣的大背景下，檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程開(kāi)展了教育內(nèi)涵式發(fā)展策略的實(shí)踐探究，以實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展為目標(biāo)，圍繞推動(dòng)“教學(xué)創(chuàng)新和培養(yǎng)一流人才”的教學(xué)理念，推動(dòng)課堂教學(xué)改革，提升創(chuàng)新型與應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。下面將具體介紹檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程的教學(xué)改革措施。

1 實(shí)踐對(duì)象

南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院機(jī)器人工程專業(yè)本科生，機(jī)器人2019 級(jí)3 個(gè)班，實(shí)踐時(shí)間為2021 至2022 第1 學(xué)年，教學(xué)學(xué)時(shí)為32 學(xué)時(shí)，其中理論學(xué)時(shí)占32 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為0，學(xué)分為2 學(xué)分。

2 教學(xué)改革

檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程是機(jī)器人工程專業(yè)的核心專業(yè)課，面向三年級(jí)本科生。課程教學(xué)采用線上、線下混合式教學(xué)模式，以線下課堂教學(xué)為主導(dǎo)，小組討論、線上學(xué)習(xí)和課后作業(yè)相結(jié)合的混合式教學(xué)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，引導(dǎo)學(xué)生利用課程線上資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、練習(xí)，把傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。本學(xué)期該課程主要在大綱的修訂、網(wǎng)絡(luò)資源的完善、學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、學(xué)習(xí)情況的檢查、課程思政五個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)改革。

2.1 修訂檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程大綱

本學(xué)期完成檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程大綱修訂工作，使大綱不僅符合OBE理念，同時(shí)融入思政教育、勞動(dòng)教育確保課程育人目標(biāo)達(dá)成，具體可參見(jiàn)南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程大綱，表1 為課程大綱部分內(nèi)容展示。

表1 修訂檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程大綱部分內(nèi)容

2.2 打破忽視網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的傳統(tǒng)教學(xué)模式問(wèn)題

以往的教學(xué)模式采用PPT+板書(shū)，缺少對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的利用，導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)與自我管理能力。

1）本學(xué)期完善線上自建課程資源：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分配課程組教師錄制教學(xué)視頻任務(wù)，上傳教學(xué)大綱、電子教材、PPT 講義、自主學(xué)習(xí)材料、練習(xí)題、活動(dòng)話題等資料。圖1 為自建教學(xué)視頻截圖。

圖1 檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)部分自建教學(xué)視頻

2）鼓勵(lì)學(xué)生課下充分利用網(wǎng)上教學(xué)資源，如《傳感器與測(cè)試技術(shù)》（國(guó)防科技大學(xué)，主講葉湘濱），進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

2.3 打破教學(xué)中注重知識(shí)講授，忽略學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力的培養(yǎng)問(wèn)題

以往教學(xué)注重理論知識(shí)的傳授，輕視動(dòng)手實(shí)踐能力，忽略學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激發(fā)。

1）本學(xué)期通過(guò)生活中常見(jiàn)的檢測(cè)系統(tǒng)，傳感器的應(yīng)用引入理論知識(shí)，通過(guò)對(duì)實(shí)際檢測(cè)系統(tǒng)中傳感器工作原理分析，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心。例如，在講解電阻應(yīng)變式傳感器時(shí)，先帶領(lǐng)學(xué)生觀看一段由日本AIST 公司生產(chǎn)的高級(jí)人形機(jī)器人正在搬運(yùn)的視頻，指出機(jī)器人握力傳感器用的就是電阻應(yīng)變式傳感器，簡(jiǎn)要介紹一下它的工作原理，引起學(xué)生對(duì)本堂教學(xué)內(nèi)容的興趣和求知欲。

2）通過(guò)前沿新技術(shù)的介紹，激發(fā)學(xué)生對(duì)本領(lǐng)域科學(xué)研究的熱情，培養(yǎng)學(xué)生以“技”報(bào)“國(guó)”的社會(huì)責(zé)任感。向?qū)W生介紹機(jī)器人大講堂、Cver、新智元等技術(shù)類公眾號(hào)刊登的科技報(bào)道，使學(xué)生了解當(dāng)今技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)更新知識(shí)儲(chǔ)備。

3）鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)某類機(jī)器人進(jìn)行系統(tǒng)研究，鍛煉學(xué)生查閱資料、篩選信息、分析和表述能力。表2 展示的是一次作業(yè)布置的內(nèi)容。

表2 過(guò)程考核中作業(yè)布置的研究?jī)?nèi)容

2.4 改變學(xué)生學(xué)習(xí)情況檢查、課堂問(wèn)題反饋不及時(shí)問(wèn)題

以往作業(yè)、習(xí)題布置在作業(yè)本上，學(xué)完一章后統(tǒng)一收齊批改。課下學(xué)生學(xué)習(xí)遇到問(wèn)題一般都是留到下次上課才能問(wèn)教師得到解答。這些都造成了問(wèn)題的堆積，不能及時(shí)反饋。

本學(xué)期通過(guò)學(xué)習(xí)通相關(guān)功能查看每位學(xué)生隨堂練習(xí)測(cè)試情況，討論話題參與情況等，及時(shí)督促學(xué)生完成相應(yīng)任務(wù)，督促方式采用QQ 群課堂點(diǎn)名形式和每周發(fā)布通知形式，提醒大家學(xué)習(xí)進(jìn)度。

1）根據(jù)學(xué)習(xí)通作業(yè)題正確率統(tǒng)計(jì)，及時(shí)了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況，上課時(shí)有重點(diǎn)和針對(duì)性地進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。

2）學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到不懂問(wèn)題，可隨時(shí)在QQ 群或者學(xué)習(xí)通留言提問(wèn)，教師通過(guò)語(yǔ)音或文字進(jìn)行解答，使學(xué)生問(wèn)題能夠得到及時(shí)反饋。

2.5 改變把政治教育寄托在政治課上，忽略專業(yè)課程職業(yè)道德和價(jià)值觀的培養(yǎng)問(wèn)題

以往的教學(xué)設(shè)計(jì)，教師僅考慮知識(shí)和技能的傳授，并未深入挖掘課程背后的思政元素，使學(xué)生對(duì)職業(yè)崗位無(wú)認(rèn)同感，對(duì)未來(lái)職業(yè)規(guī)劃迷茫，產(chǎn)生碰到困難就想放棄的逃避心態(tài)。

本學(xué)期課程教學(xué)過(guò)程中加入思政元素，拓展課外資源加入科學(xué)家故事，機(jī)器人傳感器技術(shù)發(fā)展歷程，搜集詮釋傳感器制造重要性，突出課程學(xué)習(xí)必要性和彰顯工匠精神的視頻，如《大國(guó)工匠》《大國(guó)重器》等，提供網(wǎng)絡(luò)觀看平臺(tái)供學(xué)生自主觀看，全方位進(jìn)行課程思政教育。

3 改革效果與反思

3.1 課程總體成績(jī)分析

經(jīng)過(guò)這學(xué)期的教學(xué)改革，機(jī)器人19 級(jí)檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程平均分為74.27 分，最高分為95 分，最低分為51 分，優(yōu)、良、中、及格、不及格各分?jǐn)?shù)段成績(jī)分布如圖2所示。從考核結(jié)果可以看出，成績(jī)分布較合理，各檔次學(xué)生均有分布，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的區(qū)分度明顯，66.96%的學(xué)生處在中等及以上，課程目標(biāo)總體達(dá)成度為0.743。相比較于機(jī)器人18 級(jí)課程目標(biāo)總體達(dá)成度0.686，教學(xué)改革后機(jī)器人19 級(jí)達(dá)成度提高較大。此次授課的一些教學(xué)改革措施促進(jìn)了學(xué)生成績(jī)的提高，歸結(jié)有：1）完善了線上教學(xué)資料，按照知識(shí)點(diǎn)隨堂布置練習(xí)題，督促學(xué)生及時(shí)掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)查漏補(bǔ)缺；2）加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)講解，課堂帶領(lǐng)大家一起做練習(xí)，并及時(shí)講解；3）考核制度進(jìn)行了改革，增大了過(guò)程考核力度，注重學(xué)生實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)力。

圖2 機(jī)器人19 級(jí)課程成績(jī)分布圖

3.2 課程調(diào)查問(wèn)卷分析

檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程在教學(xué)任務(wù)完成后，為了總結(jié)和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，了解通過(guò)本課程學(xué)習(xí)后，學(xué)生的知識(shí)、能力是否得到提升，課程組設(shè)計(jì)了課程調(diào)查問(wèn)卷，全卷12 道問(wèn)題，包括學(xué)生對(duì)課程目標(biāo)的了解程度，課程目標(biāo)是否具有指導(dǎo)作用，考核的了解情況，怎樣的考核方式更能促進(jìn)課程目標(biāo)的達(dá)成，學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題和解決途徑，是否喜歡挑戰(zhàn)性的課題任務(wù)，本課程的重、難點(diǎn)的理解和掌握情況評(píng)估，提高工程素養(yǎng)的途徑，教學(xué)的建議等方面。該調(diào)查問(wèn)卷旨在了解和把握該課程的課堂教學(xué)實(shí)施現(xiàn)狀，為進(jìn)一步深化課程教育教學(xué)改革，全面提升課程質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支撐。該調(diào)查問(wèn)卷發(fā)放115 份，收回105 份，并對(duì)每個(gè)問(wèn)題的回答情況進(jìn)行了匯總分析。

圖3 為調(diào)查報(bào)告第7 題關(guān)于學(xué)生對(duì)課程目標(biāo)1達(dá)成情況的自我認(rèn)識(shí)調(diào)查，圖4 為學(xué)生的最終成績(jī)對(duì)課程目標(biāo)1 達(dá)程情況的真實(shí)反映。課程目標(biāo)1 要求學(xué)生掌握檢測(cè)技術(shù)的基本知識(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、功能和設(shè)計(jì)方法，誤差理論，培養(yǎng)學(xué)生能夠運(yùn)用相關(guān)專業(yè)原理，建立系統(tǒng)模型，分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

圖3 關(guān)于調(diào)查報(bào)告第7 題的調(diào)查情況截圖

圖4 機(jī)器人19 級(jí)學(xué)生課程目標(biāo)1 達(dá)成情況分布圖

問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果有81.9%的學(xué)生認(rèn)為對(duì)課程目標(biāo)1 能夠較好達(dá)到，有16.2%的學(xué)生認(rèn)為能夠基本達(dá)到課程目標(biāo)1，有1.9%的學(xué)生認(rèn)為勉強(qiáng)達(dá)到課程目標(biāo)1。從實(shí)際考核結(jié)果來(lái)看，19 級(jí)年級(jí)課程目標(biāo)1 的達(dá)成度為76.4%，學(xué)生對(duì)自己學(xué)習(xí)情況的認(rèn)知基本清楚，通過(guò)分布圖4 發(fā)現(xiàn)有少部分學(xué)生課程目標(biāo)1 的能力沒(méi)有達(dá)成，分析原因如下：這部分知識(shí)點(diǎn)比較多，概念抽象容易混淆，學(xué)生對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)能力還需要加強(qiáng)培養(yǎng)，多練習(xí)有助于理解。

3.3 采取的改進(jìn)措施

通過(guò)對(duì)考核結(jié)果和問(wèn)卷調(diào)查的分析，我們?cè)诮窈蟮慕虒W(xué)工作中可以采取以下改進(jìn)措施。

1）本課程將繼續(xù)采用線上、線下混合式教學(xué)，運(yùn)用討論式、探究式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式和案例式等多元化教學(xué)方法，提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2）為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人傳感器的直觀認(rèn)識(shí)，增加帶領(lǐng)學(xué)生參觀自動(dòng)化學(xué)院機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)院引進(jìn)的機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

3）加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生表述、搜索資料、提煉、總結(jié)、制作PPT 和撰寫(xiě)報(bào)告能力，按照機(jī)器人的不同應(yīng)用場(chǎng)景（如：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍用、服務(wù)、仿生機(jī)器人等）分小組就所選擇課題進(jìn)行討論、匯報(bào)。

4）鼓勵(lì)學(xué)生積極參加科創(chuàng)項(xiàng)目研究，讓學(xué)生真正達(dá)到“做中學(xué)”，以此培養(yǎng)學(xué)生以“技”報(bào)“國(guó)”的社會(huì)責(zé)任感和良好的職業(yè)道德。

4 結(jié)束語(yǔ)

教育是國(guó)之大計(jì)，黨之大計(jì)。本次檢測(cè)與機(jī)器人傳感器技術(shù)課程的教學(xué)改革以實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展為目標(biāo)。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠構(gòu)建完整的監(jiān)測(cè)技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人傳感器技術(shù)知識(shí)體系。本次教學(xué)改革注重知識(shí)的建構(gòu)性、學(xué)習(xí)者的主導(dǎo)性與學(xué)習(xí)的互動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)，自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感和愛(ài)國(guó)主義情懷，為畢業(yè)后從事相關(guān)工程技術(shù)工作和科學(xué)研究奠定必要的技術(shù)基礎(chǔ)和職業(yè)素養(yǎng)。