基于四真三化的传感器与检测技术教学方法改革研究

基于四真三化的传感器与检测技术教学方法改革研究

孟庆见

河南城建学院 河南 平顶山 467000

摘要：在物联网工程专业中，传感器与检测技术这门课程具有很强的实践性，在物联网系统中发挥着很重要的作用，也是电子信息技术，智能建筑等专业的基础课。在物联网和控制系统中，传感器是获取信息的主要途径和手段，是组成物联网感知系统的核心。基于此，基于四真三化理念的传感器与检测技术的课程改革，本文进行简单的论述。

关键字：传感器，物联网，四真三化。

1 《传感器与检测技术》课程介绍：

《传感器与检测技术》为物联网工程专业的一门专业核心课程。本课程主要任务是使学生了解检测系统与传感器的静、动态特性和主要性能指标，掌握常用传感器的工作原理和常见非电量参数的检测方法、检测系统中常用的信号放大电路、信号处理电路与信号转换电路等。通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。

2 四真三化的背景

2019年，我国适龄青年高等教育毛入学率达51.6%，标志着我国高等教育已进入了普及化阶段。面对国际高等教育的竞争、社会各行各业对不同类型人才需要的加大，迫切需要高校通过课程的改革来促进人才培养的质量提高，以满足社会发展的多样化人才需求，针对这种情况，曹勇安教授提出了“四真三化”的教育理念，“四真”指在真实职业环境中,真学、真做、掌握真本领；“三化”指工作任务课程化、教学任务工作化、工作过程系统化。从课程定位、课程设计、课程实施和课程评价四个方面开发和评价课程体系和门课。

3 课程开发

3.1课程定位

根据工程教育认证要求和物联网工程专业人才培养方案要求，设计了该课程体系的的矩阵。

3.2课程设计

该课程将生活现象和案例与教学相融合，理论和实践结合提高实践能力，体现应用性、先进性、综合性，可以使学生对生活中的实际问题有一个初步认识，检验学生对该课程理论基础知识的理解和掌握程度，培养学生通过综合运用该课程和相关课程的基本理论知识来分析和解决实际问题的能力。根据物联网工程专业课程体系的毕业要求以及本门课的特点,开发出3个教学目标,分别对应两个毕业要求指标点。根据课程大纲和对课程知识体系的研究，开发出了1个章节和5个项目共40个课点。

3.3课程实施

课程实施主要将课点进行进一步细化，找出每个课点中包含的知识点、技能点和态度点，其中态度点主要依托课程思政元素进行开发，提升学生掌握“新技术、新材料、新方法”的应用的能力，为物联网智能数据采集和物联网工程设计奠定基础，培养具有责任心和职业道德的工程师。根据课程设计的课点，公开发出72个知识点，24个技能点和9个态度点，受篇幅所限，本文主要介绍第一章中的相关内容，具体如表1所示：

表1 《传感器与检测技术》门课矩阵（二级矩阵）

注：其中★强支撑，☆弱支撑 K-knowledge知识点；S-skill技能点；A-attitude态度点

K1：了解传感器的定义和作用。 K2：理解传感器的结构和组件的作用。 K3：了解传感器的材料、分类和发展趋势。 K4：传感器的应用场景和范围。 K5：了解测量和测量系统。 K6：了解传感器的误差分析。 K7：了解传感器的静态特性和动态特性。 K8：理解传感器标定的方法和周期。K9：理解传感器检测的信号与物理量的对应关系。 K10：了解不同场景下物理量的变化情况。 S1：能够从不同场景中分析出不同的物理量变化。S2：能够根据不同场景分析出该选用哪中类型的传感器。A1:传感器的发展历史。

3.4课程评价

课程评价主要分为中期评价和期终评价，其中中期评价占比为45%，期终评价占比为55%。

3.4.1中期评价主要检测学生的学习产出及测量标准，考核内容包含：

知识过关：（1）题库中随机抽取50题，正确率需80%。（2）准确说出2种以上传感器的物理效应和检测信号。准确率90%以上为合格。

案例分析：给出具体的应用场景，分析出该场景下的信号变化，准确率

75%以上为合格。

分析与设计报告：教师给出若干个应用场景，学生2-3人为一小组，选取一个应用场景，完成：根据场景信号变化，给出对应的物理效应和检测原理，选取合适的传感器，并设计传感器的检测流程，数据采集、传输和处理流程等。综合评价70分为合格。

3.4.2期终评价主要以试卷考试为主，出题内容按照课程目标1主要考核：传感器定义、原理、结构和组成、物理效应、工作原理等，分值为40分；课程目标2主要考核: 智能家居、智慧农业、物流、水库水质检测、公园环境检测、食堂环境检测等应用场景中检测信号分析、检测原理和传感器选择及安装等， 分值为30分;课程目标3,主要考核：机器人、无人驾驶、智慧农业、智能家居、森林防火等系统的分析、设计、传感器测量原理和安装等，分值为30分。

4 结束语

综上所述，四真三化教育理念是从传统老师主导转变为以生为本的教育，教育过程与结果备受关注。实际教学中，从细化传感器与检测技术课程知识结构教学目标，到丰富教学方法，改善课程达成度评价，改革传感器课程教学，从根本上提高课程教学效率与学生学习成果质量，提高学生对课堂的参与度，将课程学习的理论知识和实际项目结合起来更能帮助学生深入、全面的了解物联网的行业情况和工作岗位职责和能力要求，让学生了解自己的不足，指明了学生的方向。在小组讨论和设计过程中，提高了学生的团队配合、沟通、分析和解决问题的能力，帮助学生更好、更快的适应毕业后的工作岗位。

参考文献

[1] 曹勇安,应用型课程建设的原则、方法与评价[J].职教论坛,2020(12):73

[2] 王雪晴,OBE理念下的传感器与检测技术教学改革[J].教育现代化2019(85):101