智能儀器設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革與研究-最新教育資料

1、智能儀器設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革與研究1. 引言 智能儀器設(shè)計(jì)是為高等教育自動(dòng)化專業(yè)本科生開(kāi)設(shè)的一門(mén) 專業(yè)必修課， 課程的主要教學(xué)內(nèi)容是智能儀器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方面的專 業(yè)知識(shí)，該課程集理論性、工程性和實(shí)踐性于一體，是一門(mén)涉及 傳感器、單片機(jī)、測(cè)控電路、自動(dòng)控制、信號(hào)分析與處理、數(shù)據(jù) 通信、可靠性與抗干擾等多種現(xiàn)代技術(shù)的綜合學(xué)科 1 。該課程 的教學(xué)環(huán)節(jié)分為課堂理論教學(xué)及實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)兩部分。 課堂教學(xué) 與實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合， 并與其他先修專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)內(nèi)容相互 銜接，對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深化、延伸、補(bǔ)充，使學(xué)生加深對(duì) 所學(xué)理論知識(shí)的理解， 達(dá)到對(duì)教學(xué)內(nèi)容的熟練掌握。 通過(guò)本課程 的學(xué)習(xí)和實(shí)踐， 可有效地提高學(xué)

2、生的動(dòng)手能力， 培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn) 題、解決問(wèn)題的能力。本文從課程教學(xué)的需要出發(fā)，結(jié)合我校實(shí) 際辦學(xué)特點(diǎn)， 開(kāi)展該課程教學(xué)的改革與探索， 旨在培養(yǎng)學(xué)生分析 和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力， 掌握工程設(shè)計(jì)的主要方法， 樹(shù)立正 確的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新意識(shí)。2. 智能儀器設(shè)計(jì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析2.1 智能儀器設(shè)計(jì)課程體系結(jié)構(gòu) 智能儀器設(shè)計(jì)課程系統(tǒng)地闡述了智能儀器的體系結(jié)構(gòu)、 工作原理、 典型模塊的技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)方法， 課程體系包括智能 儀器的概述、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、人機(jī)對(duì)話與數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處 理技術(shù)、智能儀器的可靠性和抗干擾技術(shù)等 2 。課程內(nèi)容以模 擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、微機(jī)原理、單片機(jī)及嵌入式系統(tǒng)，

3、 傳感器及檢測(cè)技術(shù)等為基礎(chǔ)， 從整機(jī)的角度闡述智能儀器的設(shè)計(jì) 原理和設(shè)計(jì)方法。因此該課程涉及知識(shí)面廣，綜合實(shí)踐性較強(qiáng)， 教學(xué)難度較大。2.2 課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題首先，在課堂理論教學(xué)方面， 筆者發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)于之前所 學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程掌握不到位，在教學(xué)過(guò)程中慢慢會(huì)跟不上進(jìn) 度，因沒(méi)有學(xué)習(xí)的成就感而喪失學(xué)習(xí)興趣， 最終為了應(yīng)付考試而 被動(dòng)學(xué)習(xí)，影響到對(duì)該課程的整體掌握；由于課時(shí)限制，課堂教 學(xué)內(nèi)容覆蓋面不廣， 影響了學(xué)生知識(shí)面的擴(kuò)展及對(duì)新技術(shù)新知識(shí) 的了解。其次，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上， 目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分主要是圍繞課 程理論內(nèi)容進(jìn)行的基礎(chǔ)性、 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)， 在一定程度上限制了學(xué) 生設(shè)計(jì)思路的擴(kuò)展與實(shí)

4、踐創(chuàng)造力的發(fā)揮， 而且由于學(xué)時(shí)限制， 課 內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)部分不能做到有效過(guò)渡， 使得教學(xué)效果大打折 扣。3. 智能儀器設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革思路與措施 針對(duì)上述問(wèn)題， 筆者分別針對(duì)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提出 了以下改革方案。3.1 理論教學(xué)改革思路及措施教學(xué)內(nèi)容的組織方式： 在教學(xué)內(nèi)容的組織方式上進(jìn)行改革和創(chuàng)新，可采取不定期組織課程組教師集體備課及定期修改教學(xué)大 綱等措施。由于智能儀器設(shè)計(jì)是在一系列先修專業(yè)課基礎(chǔ)上進(jìn)行 的綜合性課程，因此應(yīng)當(dāng)做到與這些專業(yè)課在授課重點(diǎn)上保持協(xié) 調(diào)，避免因上課內(nèi)容的重復(fù)而浪費(fèi)時(shí)間，同時(shí)使得學(xué)生在思路上銜接流暢而增強(qiáng)其成就感并最終提高學(xué)習(xí)興趣；課程組集體備課使得各門(mén)專

5、業(yè)課教師不僅在教學(xué)內(nèi)容上能夠加強(qiáng)交流，同時(shí)在教學(xué)手段及方式上也可以互相學(xué)習(xí)并促進(jìn)提高；隨著科技進(jìn)步，知識(shí)的更新越來(lái)越快，這就要求課堂的教學(xué)內(nèi)容也要緊跟現(xiàn)代技術(shù) 發(fā)展的步伐。定期修訂教學(xué)大綱的目的就是及時(shí)地把行業(yè)內(nèi)的新 方法、新技術(shù)引入到教學(xué)內(nèi)容中。隨著這些新技術(shù)的成熟，部分 相應(yīng)的內(nèi)容甚至可獨(dú)立出來(lái)成為一門(mén)新的課程，如“虛擬儀器技術(shù)”、“無(wú)線通信技術(shù)”等，最初都是在智能儀器設(shè)計(jì)這門(mén)課里 由專題講座擴(kuò)展到一章的內(nèi)容， 再到獨(dú)立的一門(mén)課程，由此反映 了智能儀器設(shè)計(jì)這一門(mén)課程可促進(jìn)并帶動(dòng)系列課程的建設(shè)與提 高。教學(xué)手段：教學(xué)手段的改革和創(chuàng)新，可采取多名教師輪流分 章節(jié)主講，并在條件允許的情況下，邀請(qǐng)

6、專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知名專家 做專題講座。這樣既可以有效發(fā)揮各教師的專業(yè)技術(shù)特長(zhǎng)， 又可 以極大豐富課堂教學(xué)的方式方法， 也可以在一定程度上提高學(xué)生 的學(xué)習(xí)新鮮感及學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)專題講座的加入也使得更多更新 的新技術(shù)和新方法展現(xiàn)在學(xué)生面前，實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)、激發(fā)學(xué)生探 索與求知的欲望、培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的教學(xué)目標(biāo)。3.2 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革思路與措施 實(shí)踐教學(xué)是高校教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能 力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)改革中，應(yīng)注重將 理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合， 建立課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相互交 叉融合的教學(xué)模式體系 3 。在實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng) 內(nèi)容與現(xiàn)代內(nèi)容相結(jié)合、 軟件

7、設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合、 模擬實(shí)驗(yàn) 與實(shí)際工程相結(jié)合、 教師命題與學(xué)生自主命題相結(jié)合， 并據(jù)此構(gòu) 建與課程體系相配套的實(shí)踐教學(xué)體系。教學(xué)內(nèi)容的改革在實(shí)踐教學(xué)改革中是核心環(huán)節(jié)， 教學(xué)內(nèi)容不 但要涵蓋相關(guān)的智能儀器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)知識(shí)， 還要有一定的可操作性 和實(shí)用價(jià)值；更要與技術(shù)發(fā)展同步、與工程應(yīng)用相結(jié)合，即實(shí)踐 教學(xué)應(yīng)當(dāng)能夠較好地體現(xiàn)基礎(chǔ)性、實(shí)用性、先進(jìn)性和前沿性；實(shí) 踐教學(xué)各教學(xué)內(nèi)容的難度還要適當(dāng)區(qū)分， 通過(guò)構(gòu)建分層次的實(shí)踐 教學(xué)體系，使教學(xué)目的層次分明，教學(xué)過(guò)程循序漸進(jìn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置方面： 應(yīng)改進(jìn)或整合原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容， 減少驗(yàn) 證性實(shí)驗(yàn)的課時(shí)， 保留部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和與本專業(yè)密切相關(guān)的重要 實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生

8、掌握基本的設(shè)計(jì)方法， 在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材中刪除詳細(xì) 實(shí)驗(yàn)步驟， 要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案， 這有利于培養(yǎng)學(xué) 生理論聯(lián)系實(shí)際、靈活運(yùn)用知識(shí)的能力；增加綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目， 有利于提高學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力、 綜合分析能力和全局觀； 通過(guò)設(shè) 置創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目， 模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工況， 實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新和 工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)實(shí)施手段方面： 在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)引入多媒體輔助教學(xué)等 現(xiàn)代化教學(xué)手段， 多媒體輔助教學(xué)在課堂理論教學(xué)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn) 了廣泛的應(yīng)用， 可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的高效率、 大容量和趣味性的要求， 能幫助教師更好地完成教學(xué)功能 4 。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)多 媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件， 在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中達(dá)到圖文并茂的感官刺激 效果，從而激發(fā)學(xué)生的科學(xué)靈感，強(qiáng)化知識(shí)的印象，加大知識(shí)信 息傳播的力度和深度， 彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足， 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 的效果； 可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)資源， 積極開(kāi)發(fā)網(wǎng)上智能儀 器設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)室， 使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前可以進(jìn)行相關(guān)的模擬實(shí) 驗(yàn)，從而增強(qiáng)預(yù)習(xí)效果，最終