汪 蕾

（浙江广播电视大学萧山学院，浙江 杭州 311200）

当今世界已经进入信息时代，传感器技术、通信技术、计算机技术是构成现代信息技术的三大支柱，它们在信息系统中分别起到“感官”“神经”和“大脑”的作用[1]。 其中传感器这个感官又被称之为“电五官”，即视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉，它是获得信息的主要途径和手段。已经成为构建现代信息系统的重要组成部分，在各行各业中发挥着举足轻重的作用。

鉴于传感器技术在现代科学技术中所发挥的重要作用，目前在各类高等院校中，电气类、机电类、制造类、电子信息类以及计算机类等专业都把传感器应用技术作为主要的专业基础课程。

传感器技术是一门蓬勃发展、富有生命力的综合性技术学科。该课程涉及自动控制技术、微电子技术、通信技术、计算机科学、物理学等学科，知识繁杂且内容分散，同时实践性非常强。

目前本课程的教学，无论是从教学内容、教学方法上，还是教学评价上，沿用的还是传统的教学模式。课堂上以教师讲授为主，注重理论知识的学习和积累，考核评价方式单一，这会使学生虽然掌握各类传感器的基础理论知识，但却解决不了实际工程问题。针对目前传感器课程教学现状，为了进一步提高课程教学质量，培养学生理论+实践能力，传感器课程教学模式改革势在必行。

1.基于CDIO模式课程教学改革

CDIO工程教学模式是近年来国际工程教育改革最新成果，是由麻省理工学院等4所工程大学经过长达4年的时间研究和探索创立的。从构思、设计、实现和运行，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的方式学习工程。CDIO工程教育模式是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现[2-4]。在传感器课程教学中，引入CDIO工程教学模式理念，从整合教学内容、创新教学方法、设计教学评价等方面研究课程教学新模式。

1.1 整合教学内容

基于CDIO工程教育模式理论，将传感器技术课程教学内容分为理论知识和实践项目开发两大部分。

1.1.1 理论知识教学

在传统教学中，学生是被动地接受知识，而CDIO工程教育模式的目标是使学生更加深入地掌握基础理论知识，并最终能够在不同的实际情境中灵活运用，培养学生自主构建自己知识结构的能力，从而为后续工程实践奠定牢固的理论知识基础。

根据CDIO工程教学模式大纲，理论知识教学内容以“必需、够用”为原则，根据我校实际教学情况，将传感器技术课程理论教学内容整合为三大部分。第一部分重点为传感器的基础概念；第二部分为各类常见的传感器基础知识；第三部分为传感器在机电系统内的综合运用。详见表1。

表1 《传感器技术》理论教学内容设计

1.1.2 实践项目开发

根据CDIO工程教学理念的大纲和标准，将实践项目开发纳入课程教学，目的在于锻炼学生实际运用基础理论知识的能力、团队协作能力等。结合我校现有的电子电工实验室，以及学生的实际情况，设计了传感器课程实践项目，详见表2。学生分工合作，通过动手实践、交流探讨，将理论知识灵活运用到实际项目开发中，提升工程专业素养。

表2 实践教学项目设计

1.2 改革教学方法

根据CDIO的教育理念，在课程教学中，要注重引导学生从“知之”向“乐之”阶段转变。由传统的“注入式知识教育”向“探究性教学模式”转变。

1.2.1 以多媒体技术为载体

实际教学中，可以以多媒体技术为载体，将各类传感器转换机理、信号处理电路、应用案例等做成动画，形象直观。与此同时，积极调动学生学习的主动性，让学生参与到课件制作中来，并在课堂展示，师生共同讨论交流。

1.2.2 充分利用网络资源

充分利用现有传感器课程网络资源，例如MOOC、智慧职教等，引导学生有效利用课外时间自主学习、移动学习，拓宽学习视野。同时，根据学生的实际学习情况，有针对性地将课程学习的重点和难点做成微课视频，上传班级群组，供学生自主学习。

1.2.3 采用案例式教学方法

在传感器课程教学中，案例教学法可缩短理论与实践的差距，同时还能够提高学生将理论知识与实践相结合的能力。例如，介绍电阻式传感器时从生活中常见的电子秤入手，引申到目前快速发展的机器人；从人手一部的手机指纹解锁原理介绍电容式传感器等；带领学生参观地铁进站口的检测仪介绍热电式传感器等。从生活、科技发展的实际案例出发，让学生感受理论知识和实践的紧密联系。

1.2.4 发挥仿真软件的作用

传感器应用离不开各种测量电路，由于实验场地和设备的限制，可在实际传感器教学中引入仿真软件。学生仿真并设计传感器基本测量电路，实现传感器的基本功能，从而更形象地了解电路的结构和传感器的工作原理。

1.3 设计考核体系

科学、合理的课程考核评价有利于评定课程教学实施过程中取得的成果，并及时反映和修正所产生的问题。目前，传统的课程评价依旧以理论考试为主。为了使课程评价更加客观、多元化，课程考核采用过程与结果双重评价，其中偏重于学生在课程学习过程中的表现、实践应用能力等，从而改进原有的考试这种单一考核方式。

根据CDIO工程教育模式的评价体系，课程总成绩由平时成绩、实践项目、理论知识三个方面组成。

平时成绩子项包括出勤、课堂表现、平时作业三部分。此子项占总成绩的20%。

实践项目为考核的重点部分，考核分别就实践动手、成果展示与汇报、实验报告等部分分别评分考核并汇总。此子项占总成绩的60%。

理论知识考核主要体现在传统的卷面考试，主要考核学生对各类传感器基本工作原理和应用等基础理论知识的掌握程度。此子项占总成绩的20%。

2.教学效果分析

以萧山学院为例，我院结合自身的实际情况，根据CDIO工程教育模式理念和标准，逐步探索理论和实际结合、专业学习和素质教育结合、学习能力和思维能力结合的培养模式。在实际教学中，逐步摒弃传统课堂单一教授模式，践行理论知识教学和实践项目相结合的模式，兼顾课程的基础知识和工程的实践能力培养。

CDIO教学模式的培养大纲要求通过综合、全面的培养方式使学生在专业知识、个人能力、团队协作等层面上达到预期目标[6]。将CDIO工程教学模式引入到传感器课程教学中，以“必需、够用”为原则整合课程理论教学内容；以项目为导向将实践项目教学纳入课程教学中，注重培养学生的工程实践能力、团队协作能力等。最后，设计出与整个CDIO教学模式相适应的课程评价方式。实践证明，学生的独立学习、自主探究、动手实践、团队协作等能力都得到了很大提高。