谢 建 宏

(南昌大学 信息工程学院， 南昌 330031)

0 引 言

随着电子信息、自动化、机器人等技术的迅速发展，对传感器的需求不断增加。传感器技术成为现代科学领域中一门极其重要的学科，“传感器原理”也成为电子信息、测控、自动化等专业的主干课[1]。但是，传感器这门课程内容分散,缺乏系统性和连续性，具有实践性和应用性强等特点。传统的教学模式采用的是以课堂讲授为主，根据教学内容开设少量验证性实验，这样学生学起来枯燥乏味，教师教起来也很艰难，教与学都遇到了很大的困难[2-4]。如何结合课程特点，探讨一套行之有效的教学模式，实现对学生创新意识、实践能力的培养，是一件很紧迫的事[5-6]。基于传感器课程具有的实践性和应用性强等特点，项目驱动式教学模式应用于该课程教学是一个很好的尝试。

1 项目驱动式教学模式

项目驱动式教学模式源于建构主义学习理论,最早产生于一些西方发达国家，是教育领域中一种不同于传统教学模式的崭新的教育教学方法[7-9]。该教学方法改变了传统教学模式中以“教师为主体”的现状，实现了“以教师为主导、学生为主体”的转变，真正做到让学生从“被动学”到“主动学”的转变，强调发挥学生的主观能动性。该教学模式以教学项目为主线来组织教材内容，较好地解决了理论与实践相结合的问题，在项目完成过程中更加重视师生之间及学生之间的协作与对话。该教学模式融知识、能力、素质教育为一体，适合在应用性、实践性强的课程教学中采用，是培养应用性、综合性人才的一条很好的途径[10-12]。

近年来有一些教育工作者开始关注并实施项目驱动式教学，但相关的研究还较少，理论体系还不完善，教师的能力素质也不同，从而导致教学效果参差不齐[13]。故对项目驱动式教学模式进行研究，并探讨如何结合具体课程特点应用于教学实践中，是非常必要的。

2 传感器原理项目驱动式教学的实施

基于项目驱动式的教学模式，对本校测控技术及仪器专业的传感器原理课程，从理论教学与实践教学两方面开展教学改革研究。在理论教学方面，课程教学以项目开发为案例，随着课程教学内容的深入，对“项目”的要求不断进行扩充，最终达到完成项目、掌握知识、技能的目标。在实践教学中，开发以综合性、设计性为主的实验项目，要求学生以小组合作的方式完成实验项目，以实现创新实践动手能力的培养。为有效实施该教学模式，在教学项目、教学过程实施、教学评价方式等方面进行合理设计。

2.1 教学项目设计

设计好教学项目是项目驱动式教学成功实施的先决条件。教学项目的设计应以教学内容为依据，应体现课程核心知识点，因此要合理选择项目内容，把握好项目内容的难易程度，以使学生能系统地掌握知识。教学项目的设计要围绕一个总体目标，根据教学计划分层次、分课时、分阶段地进行。在进行项目设计时，要结合工程实际，应贴近学生生活，能引起学生的兴趣，并遵循科学性、层次性、实用性、教育性、广延性等原则[14]。

在传感器原理课程教学项目设计中，以教学内容为依据，围绕一些常用非电量的测量来设计教学项目，主要包括：温度、压力、位移和厚度、速度与加速度的测量等。例如，对于温度的测量教学项目设计方面，涉及的核心知识单元有：热电阻、热敏电阻、热电偶、红外传感器测量温度等。为此，在理论教学方面，围绕温度的测量设计关联核心测量方法的项目任务，对相关的测温原理进行分析与探讨；在实践教学方面，根据温度测量的理论与技术基础，开发相应的综合性实验项目和设计性实验项目，如：热电偶测温及冷端温度补偿等综合性实验项目，以及电冰箱温度超标指示器设计等设计性实验项目。根据该设计思想，设计的传感器原理课程教学项目如表1所示。

表1 传感器原理课程教学项目设计

2.2 教学过程实施

教学过程的实施主要是指用项目来驱动教学，即以项目为载体，以问题为线索，由教师引导学生思考，并通过课堂上师生之间的互动、学生之间的讨论、课外小组成员之间的协作等手段来推动项目的实施。建立“以教师为主导、学生为主体”的协作式学习教学模式，充分发挥学生的积极性及主观能动性，培养学生分析问题、解决问题的能力以及团结协作精神。项目驱动式教学，要注重时间与空间协调的教学过程有效实施问题。由于课堂教学时间有限，项目驱动式教学需学生付出更多的课外时间。为此，需为学生提供课外研学的场所，如为学生开放传感器实验室的部分场地和设备，建设大学生创新实验室等。传感器课程是三年级上学期开设的专业主干课,大部分大赛项目与传感器密切相关，这也形成了对实践环境的较大需求。

项目驱动式教学过程中要对现有实验场所及实验器材进行挖掘利用，以充分发挥现有教学资源的效用。项目实施过程涉及到技术、经济、环境等领域，其教学场所不再局限于课堂，可扩展延伸至社会。针对不同项目和项目不同阶段，项目驱动式教学主张在学习方面灵活选择项目学习、实践性学习、开放式学习或研究性学习等方法；在教学组织方面灵活采用学生独立活动、小组活动或集体活动等形式；在教学活动方面灵活采用讨论、实验、模拟、案例等多种方式[15]。

为便于教学过程的实施，编写了传感器原理理论与实验教学计划，编写了相应的教学讲义、教学课件及实践教学指导书。

2.3 教学评价方式构建

在项目驱动式教学中，项目主要靠学生的自主学习来完成。为反映学生的真实学习情况，充分发挥评价在教学中的作用，构建科学合理的教学评价方案至关重要。合理的教学评价方案的构建，有利于及时解决学生的问题，有利于教师及时反馈信息并调节自己的教学工作。

本课程遵循过程与结果有机结合的科学合理的教学评价方式。理论教学方面，课程考核主要由平时成绩(20%)、期中考试成绩(20%)、期末考试成绩(60%)3部分来进行综合评价。平时成绩考核的内容包括：出勤、课堂交流与讨论、作业等环节。期中考试简化考核形式，要求学生通过查阅资料，结合前面所学传感器相关知识，写一篇关于新型传感器的小论文，内容可涉及传感器的原理、转换电路及其应用等；考核指标包括：论文的新颖性、系统性、规范性等。期末考试成绩通过试卷来评定，主要考核学生的基本理论知识的掌握情况及综合应用能力。

基于传感器原理课程具有实践性、应用性强等特点，为充分培养学生实践动手能力，本课程实验单独设课，实验课时为16学时，记0.5学分。实验项目包括8个综合性实验和4个设计性实验项目，8个综合性实验项目要求学生按教学计划在课内完成，另4个设计性实验项目要求学生在课外完成。综合性实验项目是以达到对学生的技能进行综合训练，培养学生的综合分析能力、动手能力、数据处理以及查阅资料的能力为目的。设计性实验项目是给定设计目的、设计任务及设计要求，由学生自行设计方案并加以实现，着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。所有实验项目要求学生分组协作，以团队形式进行，每小组2或3人。课程实验成绩由8个综合性实验项目成绩(60%)和4个设计性实验项目成绩(40%)构成，每个实验项目通过教师评价、小组评价和个人评价相结合的方式来进行，考核的内容包括：考勤、实验过程参与及表现情况、项目组作品展示、项目文档报告、项目总结等。项目组成员的个人评价参照项目小组整体评价并依其在项目完成过程中的贡献进行相应浮动，以培养学生的团队意识、合作精神。

3 实践效果与分析

项目驱动式教学模式，能强化学生对理论知识的内化能力，使理论与实践有机地结合，实现对学生独立动手、勇于探索的实践能力的培养，同时还能提高学生的学习热情，激发学生学习的主动性及创造性，真正做到从“被动学”到“主动学”的转变。对教师来说，项目驱动式教学模式实现了以传授知识为主的传统教学理念到以解决实际问题为主的现代协作式教学理念的转变，课堂教学富有人性化、个性化，体现了以教师为主导、以学生为主体、以能力为本位的教学宗旨。

传感器原理课程通过基于项目驱动的教学改革与实践，学生无论是在课程学习还是各级赛事中都取得了很好的成绩。近2年来该课程教学状态有了新的景象，学生学习的目的性明确、学习兴趣明显提高，课程理论成绩合格率均超过了95%，优良率达60%以上，实验成绩均为良好(含良好)以上；该课程2016～2017第1学期学生网上评教分数为91.5分；2017届毕业生认为该课程对所学专业的贡献度较大。学生所学该课程知识在开展科研训练项目、进行毕业设计以及在参与电子设计大赛、机器人设计大赛、挑战杯赛等系列化、多层次体现学生创新能力、团队意识的比赛中都得到了很好的实践应用，实现了创新人才的培养，取得了显著成效。近2年来，测控技术与仪器专业学生获国家级竞赛奖8项、省级竞赛奖16项。

4 结 语

针对当前传感器课程传统教学中普遍存在的问题，就本校测控技术及仪器专业的传感器原理课程，从理论教学与实践教学两方面开展基于项目驱动的传感器教学改革的研究。通过该教学改革与实践，提高了传感器课程的教学质量，加强了理论与实践的联系，增强了学生学习兴趣及认知能力，培养了学生综合应用知识的能力、分析与解决问题的能力、创新实践能力及协作精神，为学生参加有关大赛奠定了坚实基础。