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基于多层次实验教学的课程综合评价《自动检测技术》教改
董爱华 左 锋 韩 芳
(东华大学信息科学与技术学院 上海 201620)
摘 要：为了深化教学改革,培养学生创新意识,在《自动检测技术》课程实验中,设计开发基于虚拟仪器技术的多层次实验项目.采用开放式实验教学方式,在验证型实验基础上,引入设计型实验,学生组队完成设计型实验,培养学生的实践创新能力以及团队协作的能力.同时,建立课程综合评价体系,丰富课程考核的手段,锻炼学生沟通和表达能力.教学实践表明,基于多层次实践教学的课程综合评价体系能激发学生的学习兴趣,提高学习成绩.
关键词：自动检测技术；虚拟仪器技术；多层次实验教学；课程综合评价
中图分类号:TP216 、文献标识码 A
1 前言
《自动检测技术》是自动化专业的专业核心课程,既是电路和电子技术等课程的延续,也是过程控制系统和传动控制系统的基础课程.原有《自动检测技术》课程的教学手段主要是基于多媒体的课堂理论教学,课内实验环节也多局限于对传感器原理的认证实验.对课程考核改革探索,构建科学的课程考核体系,有助于提高教育教学质量,培养与社会发展需要的应用型复合型人才[1] . 研究表明,设计提高型实验可以改变以教师为中心的传统的灌输式教学模式,代以“学生为主体,教师为主导”的教学模式 [2-3].
因此,我们在课程教学实践中我们着力于构建基本技能层, 提高综合应用能力与初步设计能力,为工程实践与创新能力的培养奠定基础. 在教学方法和手段的改进上着眼于锻炼学生的动手实践能力和自学能力,设计了多层次实践教学方案；并通过建立一套课程综合考核方式,在培养创新性人才的同时,锻炼学生沟通和表达能力,培养团队合作精神.
2 教学改革的实践
（1）开发基于虚拟仪器的自动检测分层实验系统,培养学生的综合设计能力和工程实践能力
虚拟仪器技术是电子技术、计算机技术和信号处理技术发展的一个综合性产物,成为未来电子测量仪器发展的主要方向之一.为在《自动检测技术》课程学习中紧紧跟上检测技术的新发展,我们将虚拟仪器技术内容编入《自动检测与虚拟仪器技术》教材,目前教材正由科学出版社出版.在课堂学习和教材中增强虚拟仪器技术的原理及应用,可以使学生接触到检测技术的最新技术,为学生专业素养的提高奠定基础.
为配合课程教学内容,我们在《自动检测技术》实验教学中对现有实验器材和软硬件资源做整合,开发创新设计型实验项目.在实验设计中,增加基于虚拟仪器的综合实验内容,通过多层次分类实验培养学生的自我学习能力,综合设计能力和小组协作能力.在实验环节引入虚拟仪器及数据采集的软硬件编程,将计算机技术和测量传感相融合,有利于培养学生的综合应用能力,并提高学生的学习兴趣.
根据《自动检测技术》课程的特点,实验项目被设计成三种模式：即A+B+C的模式.模式A为验证型的基础实验项目,也就是传统的传感器特性验证实验,在课内时间在实验室的检测装置平台上完成.模式B为虚拟仿真实验项目,基本的实验步骤结合实验指导书及网站视频,学生分小组在课余时间在LabVIEW 软件平台上编程设计.同时,我们也提出一些开放性思考题,鼓励学有余力的学生改进实验方案.在B类实验的讨论课上,我们安排了课堂演示部分,学生将模式B的实验内容整合成PPT 后,在课堂上介绍编程思路,演示实验结果.模式C为设计提高型实验项目,主要是“数字信号采集处理”,“传感器数据处理和特性分析”,“虚拟仪器系统设计”等类型的实验,学生小组自行拟定实验方案和步骤.设计提高型实验完成后,小组对实验结果和步骤进行演示,对测量结果进行分析,而教师对每组学生的实验汇报进行当场提问,讲评.ABC三种模式的实验均需提交实验报告.
以C 模式中的一个实验为例,我们设计了基于LabVIEW的转速测量实验,要求学生设计VI,通过DAQ设备采集光纤传感器的周期型电压信号,通过信号处理分析,显示被测的转速,用图形和数据记录和显示周期信号的波峰值与转速变化的关系,为测量系统性能分析提供依据.该类设计提高型实验是根据生产实践中遇到的问题或理论课中提出的课题确定实验任务的要求及各项性能指标.学生需自行设计实验方案,确定实验任务的要求,在检测装置平台上连接检测对象,并在LabVIEW 软件平台上编程设计,分析实验数据,完成系统测量误差分析和数据的线性拟合等环节,得出实验结论.通过该类提高性实验,培养和锻炼学生的工程实践能力,引导学生自主设计实验内容和过程,解决一些类似于工程实际的测量和检测问题,提供理论与实践相结合的机会.
（2）改进课程考核方式,建立综合能力评价体系
课程考核是全面了解和评价学生掌握所学知识和培养专业能力的程度的有效方法,专业课考核采用过程化、多样化的改革方式对增强学生学习的主动性和自我约束能力,提高学生的综合素质和社会适应能力具有一定的成效[4].我们尝试结合实验进行理论课教学的模式,建立一套《自动检测技术》课程综合能力评价体系,为培养具有高素质的专业技术人才制定科学的评价标准,以适应新的应用型和创新型教学的要求,锻炼学生的自学能力,沟通表达能力和团队合作精神.
课程改革之前,学生的课程总评成绩中期末成绩占70%；平时成绩依据是课程作业/ 实验报告,占30%,缺乏过程监督.改革后,笔试成绩降低比例为60%,增加实验成绩比重至40%.每位同学的实验成绩既包括设计方案的合理,实验结果及数据分析的的正确,也包含演示汇报的清晰明了和小组合作的默契程度,展示作品的基本理论内容,完成的技术难度和创新点等.答辩的过程中,学生的表达能力、总结能力,以及现场的反应能力等都得到提升,从而促进学生综合素质的提高.
课程综合能力评价考核办法如表1所示.
3 教学改革的成效
基于多层次实验教学的课程综合评价的教学法在《自动检测技术》课程中的应用,有效地解决了理论教学与实践教学脱节的问题.相比于课堂上找本宣读的理论推导,学生对于编程类的设计问题比较感兴趣.为此,我们在此次课程教改中,设计多种途径,发挥学生的学习主动性.首先,部分实验内容是在课程网站经过视频学习,课外完成,并在讨论课中完成汇报讲演,学生的学习就由被动转为主动；其次,虚拟仪器综合设计型的实验,学生设计目标和任务自主完成设计,在对测量系统的软硬件都有了深入理解后,通过系统组态和软件编程,才能顺利完成.因此,锻炼综合设计能力和编程能力,进而为解决复杂工程问题奠定课程基础.
学生的成绩评定注重过程考核,不再是一张卷决定一门课的局面.课程引入了设计提高型实验,课程在学生眼中不再是抽象的理论知识,而与解决实际问题联系起来,提高了学习的兴趣和动力,促进理论知识的理解与掌握.其结果反映在期终考试成绩中,该试验班级的优秀和良好率占班级总人数的60%以上,及格率超过历年年级平均及格率近10个百分点.在设计和答辩过程中,学生动手能力、创新能力有了长足的进步.
4 结语
在教学过程中,引入设计提高型实验,通过精心设计实验课题,学生的全身心投入,以及教师的适度引导,最终效果通过实验班学生的表现得到一定的验证.
参考文献：
[1]徐进华 , 张毅驰 , 胡荣 ,高校课程考核及评价体系改革思考与研究,教育科学 ,2016 (2) :240
[2]吴丽丽,余佩琼, 电路实验课程引入设计型实验的实践探索,科技创新导报,2017（10）,218-220
[2]谢启,陈飞,徐伟,虚拟仪器技术课程教学改革探索与实践,高教学刊 ,2016 (9) :161-163
[3]张稳稳 , 刘琳 浅析高校专业课考核改革的必要性 ,大学教育 ,2016 （7) :50-52
检测技术论文范文结:
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3、农村新技术杂志
4、现造技术论文