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摘要：在应用型本科院校中，传统的传感器课程教学方法已经不能满足对学生培养的要求。针对传感器课程的特点，将项目教学法应用于传感器的课程教学中，学生的学习积极性以及分析、解决实际问题的能力得到了很大的提高，取得了较好的教学效果。详细介绍了项目教学法的具体实施步骤，指出了项目教学法应用时需要注意的若干问题。
关键词：应用型；项目教学法；传感器；课程改革
作者简介：张鹏（1980-），男，黑龙江哈尔滨人，黑龙江工程学院电气与信息工程学院，讲师；吴东艳（1975-），女，黑龙江哈尔滨人，黑龙江工程学院电气与信息工程学院，讲师。（黑龙江 哈尔滨 150050）
基金项目：本文系2012年黑龙江工程学院教学改革项目（项目编号：JG2012046）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0078-02
应用型本科作为一种新型高等教育类型，其主要特点为：培养对象的地方性、培养目标的应用性、培养体系的社会性以及课程体系的实践性。应用型本科教育培养的是现代社会发展迫切需要的“应用型”人才，其“应用性”不只是对现有工艺、技术、方法的传承，更是对新技术、新工艺、新方法的应用、拓展和创新。黑龙江工程学院作为黑龙江省首批应用型本科试点院校，提出了培养“立足地方，基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、具有创新精神的应用型高级专门人才，努力把黑龙江工程学院建设成为一所以工为主，多学科发展，特色鲜明的高水平应用型工程技术大学”的办学指导思想。在该指导思想的引领下，学院课程应能充分体现“应用性”。传感器及检测技术课程是电类专业的一门重要的课程，具有很强的实践性。该课程主要介绍常用传感器的基本原理、结构、特性和应用技术，是一门内容繁杂的交叉学科，涉及物理学、电学、磁学、力学、光学、声学、化学、计算机技术等多门学科，知识密集性强，内容离散性大，应用性较强。[1]长期以来，传感器及检测技术课程在教学内容上侧重于传感器定义的讲解、公式的推导、原理的分析等内容，在教学方法上主要以课堂讲解为主，学生对传感器相关理论知识掌握较好，但对于实际工程中传感器的应用方法所知甚少，甚至是在学习完传感器课程时，无法正确理解传感器的实际应用价值。为了改变这种教学状况，在传感器课程授课过程中引入项目教学法，使学生既能在学习传感器相关理论知识的同时掌握传感器的应用技术，从而提高学生的工程实践能力，进而满足“应用型”本科对人才培养的要求。
一、项目教学法
项目教学法是指学生在教师的指导下，将一个相对独立、完整的“项目”交由学生自己处理，由学生在一定的时间范围内，独立组织和实施项目工作的教学方法。项目教学法所用项目应具有一定难度，项目当中所涉及的信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价等工作，均由学生自己负责。学生通过项目的实施，了解并把握整个过程中每一个环节的基本要求，在运用已有知识、技能的同时，学习新的知识和技能，解决过去从未遇到过的实际问题，同时学习掌握教学大纲中规定的教学内容。
项目教学法是萌芽于欧洲的劳动教育思想，最早的雏形是18世纪欧洲的工读教育和19世纪美国的合作教育，到20世纪中后期逐渐趋于完善，并成为一种重要的理论思潮。项目教育模式是建立在工业社会、信息社会基础上的现代教育的一种形式，它以大生产和社会性的统一为内容，以将受教育者社会化，以使受教育者适应现代生产力和生产关系相统一的社会现实为导向，为社会培养实用型人才为直接目的的一种人才培养模式。项目教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，在参与实际工程应用项目的同时，培养了学生的实践动手能力、团队协作能力和综合创新能力。
二、传感器课程的项目教学实施
在传感器及检测技术课程教学中，从实际工程应用项目中选取部分内容并将其融入到授课内容中，设计出符合教学要求的虚拟工程项目供学生实际操作。下面以“锅炉水温温度测量项目”为例说明项目教学法在传感器课程教学中的应用。
1.项目准备
温度是工业控制中主要的控制参数之一，其检测和控制在冶金、化工、食品、民用及工业生产领域中得到和广泛的应用。在各类本科院校传感器及检测技术课程的教学大纲中，作为温度检测用的各种温度传感器的特点、原理及使用方法被规定为重点讲述的内容且分配了较多的学时。在大纲规定的各类温度传感器中，铂电阻因其具有稳定性好、温度测量范围宽、抗震动、抗冲击等优点成为了温度检测领域中一种常用的温度传感器。因此，项目以铂电阻的应用为主线，结合实际工程应用案例，利用所学传感器制作温度测量传感器，当传感器测量温场的温度数值发生变化时，传感器输出当前温度所对应的物理量。在项目实施前，通过将现实工业生产中使用的工业用铂电阻温度传感器实例展示给学生，给学生以感性认识，从而激发学生的学习兴趣。
项目涉及到的知识点包括：铂电阻的测温原理、铂电阻的分度表；铂电阻的驱动电路设计、铂电阻的非线性补偿；铂电阻传感器的结构及安装方式。
2.项目设计
项目来源于实际工程项目——某厂供热锅炉水温控制系统。准确的温度测量是实现精确温度控制的前提，项目以某厂供热锅炉水温控制系统中锅炉水温温度测量子项目为虚拟工程项目展开。指导教师作为甲方发布水温测量项目需求，学生制作小组以乙方身份，根据甲方提出的测量任务，进行工程技术方案设计，并以甲方工程承包商的身份进入现场实施工程项目，以综合考察学生的项目分析能力、项目设计能力以及项目实施能力。
温度传感器的输出通常为模拟电压信号和模拟电流信号，考虑到在大多数情况下，温度传感器工作环境相对恶劣且测量仪器远离传感器，需要较长的传输信号线。若以电压信号传输较长距离，容易受到电磁噪声干扰；若以电流信号传输，则不易受传输线长度的影响，因此，项目选取4～20mA电流信号作为传感器的输出，提高被测信号的远距离传输抗干扰能力。 项目主要技术指标如下：使用铂电阻测量锅炉水温，测量精度为0.2℃，测量范围为1～200℃；铂电阻温度传感器输出信号为4～20mA；传感器使用直径为Φ10的带密封螺纹不锈钢管作为铂电阻保护套管。
3.项目实施
项目设计完成后，学生依据项目的技术要求，在指导教师的指导下，开始全面的工程设计与实施工作，主要包括项目的需求分析、项目的方案制订、传感器驱动及测量电路的设计与制作、电路的调试、铂电阻与保护套管的安装方式、现场实测调试、撰写项目总结报告等工作。在项目的实施过程中，教师应为学生提供项目实施所需的场所、技术设备等必要条件。教师应要求学生在项目实施的各个阶段进行技术讨论，养成学生的团队意识和协作精神。项目制作过程中的所有环节需由学生独立完成，教师可以在需要的情况下向学生提供建议。当学生遇到困难时，教师应帮助学生分析、寻找失败的原因。
4.项目评价
项目评价阶段主要包括项目成果展示和考核两个部分。在成果展示过程中，首先由学生项目小组中的一个或多个代表就项目的构思、设计、实施、运行、调试等各阶段进行讲解，然后现场演示传感器的测量结果。参与成果展示的观众范围可以按情况进行选择，比如：全班学生、一个专业的学生或者学生家长、企业代表等。
教师对项目的完成情况进行点评，对小组中的每位同学的表现给予评价，对项目中的亮点进行说明和表扬，对不足之处提出改进意见，并依据项目实施全过程给出学生成绩。项目的考核应充分体现公正性和灵活性，对学生的综合能力进行全面考核。考核的主要内容有：综合素养的考核，主要包括项目执行过程中学生的表现、出勤情况、工作态度、团队协作能力、沟通能力、创新能力等；实践能力的考核，主要包括项目方案的设计能力、技术资料的查询能力、电路的设计和调试能力、器件的选型能力、查找和解决问题的能力等；项目总结报告的考核，主要包括报告撰写的认真情况、报告的完整性和准确性等；项目成果的考核，主要包括项目技术指标的完成情况、传感器的实用性、项目演示情况等。
5.项目总结
项目完成后，教师对整个项目的实施过程进行总结，确定项目实施过程中的得失，对项目本身及项目相关过程文件进行修订。同时，思考将项目结果运用到新的或类似的任务或项目中的方法，确保学习过程的延续性。
三、项目教学法应用中的注意事项
项目教学法作为让学生在教师指导下通过完成一个完整的“工程项目”而进行学习的教学方法，它将传统教学体系中的知识内容转化为若干个“教学项目”，围绕着项目组织和开展教学，使学生直接全程参与，从而提高学生的实践能力与综合素质。在项目教学法执行的过程中，应注意以下几点：
1.工程项目选择的合理性
项目教学法的执行对教师的要求较高，教师应对该课程相关的工程实际项目有一定程度的理解，所选项目最好能从教师做过的实际工程项目中选择且尽可能全面包含大纲要求的教学内容。同时，项目的难易度应根据学生的实际水平来决定，项目要被大多数学生喜欢并接受，并可用某一标准公平的给予评价。
2.以学生为中心，充分发挥教师的协助作用
项目教学法是在教师的指导下学生自主地进行学习的教学方法，学生的学习过程实际上是基于项目的主动知识构建过程，是学生主动地解决问题的过程，让学生充分展示自己的才华，从而激发学生自我发展的学习积极性。教师则负责为学生项目的完成创造情境，让学生充分意识到项目相关知识的重要性，从而主动去完成资料的收集、分析。教师要起到组织和监督的职责，以和学生平等合作的身份与学生一起进行设计，让学生感到教师对自己的尊重，真正做到教学相长。
3.学生学习兴趣的激发
学习兴趣是学生主动学习的前提。传统的传感器教学中，偏重于对传感器理论的讲解，学生在学习过程中觉得教学内容枯燥，与传感器的实际应用结合较少，因而难以产生学习兴趣。在项目教学法实施过程中，尽量选取学生熟悉且在市场上常见的传感器作为工程项目实施对象，并以项目的工程应用背景案例来激发学生的学习兴趣。同时，引入小组间竞争，通过阶段性分组评比，进一步调动学生的学习积极性，提高学习效果。
四、结束语
本文针对应用型本科对学生培养的新要求，对实践性很强的传感器及检测技术课程的授课过程进行了改革，探索出项目教学法在传感器课程中的应用方法。学生在项目实践过程中理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。实践表明，通过项目教学法的应用，学生的学习热情和学习兴趣得到增强，学习能力、工程实践能力和创新能力显著提高，获得了较好的教学效果。
参考文献：
[1]张鹏， 吴东艳，张凌志.“卓越计划”背景下的传感器课程改革与探索[J].中国电力教育，2013，7（19）：68-69.
[2]张愉.CDIO项目教学法在自动检测技术课程中的应用[J].常州信息职业技术学院学报，2011，（1）：54-56.
[3]冷芳.项目教学法在传感器技术课程中的应用研究[J].辽宁教育行政学院学报，2010，（4）：58-59.
[4]訾琨， 彭鹏峰，龙志军，等.地方本科院校应用型人才培养的基本特点及实现路径初探[J].中国电力教育，2012，（2）：11-12.
[5]周明虎，汪木兰，封世新.项目教学法的实施与典型案例分析[J].中国现代教育装备，2010，（13）：6-7.
（责任编辑：王意琴）
关键词：应用型；项目教学法；传感器；课程改革
作者简介：张鹏（1980-），男，黑龙江哈尔滨人，黑龙江工程学院电气与信息工程学院，讲师；吴东艳（1975-），女，黑龙江哈尔滨人，黑龙江工程学院电气与信息工程学院，讲师。（黑龙江 哈尔滨 150050）
基金项目：本文系2012年黑龙江工程学院教学改革项目（项目编号：JG2012046）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0078-02
应用型本科作为一种新型高等教育类型，其主要特点为：培养对象的地方性、培养目标的应用性、培养体系的社会性以及课程体系的实践性。应用型本科教育培养的是现代社会发展迫切需要的“应用型”人才，其“应用性”不只是对现有工艺、技术、方法的传承，更是对新技术、新工艺、新方法的应用、拓展和创新。黑龙江工程学院作为黑龙江省首批应用型本科试点院校，提出了培养“立足地方，基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、具有创新精神的应用型高级专门人才，努力把黑龙江工程学院建设成为一所以工为主，多学科发展，特色鲜明的高水平应用型工程技术大学”的办学指导思想。在该指导思想的引领下，学院课程应能充分体现“应用性”。传感器及检测技术课程是电类专业的一门重要的课程，具有很强的实践性。该课程主要介绍常用传感器的基本原理、结构、特性和应用技术，是一门内容繁杂的交叉学科，涉及物理学、电学、磁学、力学、光学、声学、化学、计算机技术等多门学科，知识密集性强，内容离散性大，应用性较强。[1]长期以来，传感器及检测技术课程在教学内容上侧重于传感器定义的讲解、公式的推导、原理的分析等内容，在教学方法上主要以课堂讲解为主，学生对传感器相关理论知识掌握较好，但对于实际工程中传感器的应用方法所知甚少，甚至是在学习完传感器课程时，无法正确理解传感器的实际应用价值。为了改变这种教学状况，在传感器课程授课过程中引入项目教学法，使学生既能在学习传感器相关理论知识的同时掌握传感器的应用技术，从而提高学生的工程实践能力，进而满足“应用型”本科对人才培养的要求。
一、项目教学法
项目教学法是指学生在教师的指导下，将一个相对独立、完整的“项目”交由学生自己处理，由学生在一定的时间范围内，独立组织和实施项目工作的教学方法。项目教学法所用项目应具有一定难度，项目当中所涉及的信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价等工作，均由学生自己负责。学生通过项目的实施，了解并把握整个过程中每一个环节的基本要求，在运用已有知识、技能的同时，学习新的知识和技能，解决过去从未遇到过的实际问题，同时学习掌握教学大纲中规定的教学内容。
项目教学法是萌芽于欧洲的劳动教育思想，最早的雏形是18世纪欧洲的工读教育和19世纪美国的合作教育，到20世纪中后期逐渐趋于完善，并成为一种重要的理论思潮。项目教育模式是建立在工业社会、信息社会基础上的现代教育的一种形式，它以大生产和社会性的统一为内容，以将受教育者社会化，以使受教育者适应现代生产力和生产关系相统一的社会现实为导向，为社会培养实用型人才为直接目的的一种人才培养模式。项目教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，在参与实际工程应用项目的同时，培养了学生的实践动手能力、团队协作能力和综合创新能力。
二、传感器课程的项目教学实施
在传感器及检测技术课程教学中，从实际工程应用项目中选取部分内容并将其融入到授课内容中，设计出符合教学要求的虚拟工程项目供学生实际操作。下面以“锅炉水温温度测量项目”为例说明项目教学法在传感器课程教学中的应用。
1.项目准备
温度是工业控制中主要的控制参数之一，其检测和控制在冶金、化工、食品、民用及工业生产领域中得到和广泛的应用。在各类本科院校传感器及检测技术课程的教学大纲中，作为温度检测用的各种温度传感器的特点、原理及使用方法被规定为重点讲述的内容且分配了较多的学时。在大纲规定的各类温度传感器中，铂电阻因其具有稳定性好、温度测量范围宽、抗震动、抗冲击等优点成为了温度检测领域中一种常用的温度传感器。因此，项目以铂电阻的应用为主线，结合实际工程应用案例，利用所学传感器制作温度测量传感器，当传感器测量温场的温度数值发生变化时，传感器输出当前温度所对应的物理量。在项目实施前，通过将现实工业生产中使用的工业用铂电阻温度传感器实例展示给学生，给学生以感性认识，从而激发学生的学习兴趣。
项目涉及到的知识点包括：铂电阻的测温原理、铂电阻的分度表；铂电阻的驱动电路设计、铂电阻的非线性补偿；铂电阻传感器的结构及安装方式。
2.项目设计
项目来源于实际工程项目——某厂供热锅炉水温控制系统。准确的温度测量是实现精确温度控制的前提，项目以某厂供热锅炉水温控制系统中锅炉水温温度测量子项目为虚拟工程项目展开。指导教师作为甲方发布水温测量项目需求，学生制作小组以乙方身份，根据甲方提出的测量任务，进行工程技术方案设计，并以甲方工程承包商的身份进入现场实施工程项目，以综合考察学生的项目分析能力、项目设计能力以及项目实施能力。
温度传感器的输出通常为模拟电压信号和模拟电流信号，考虑到在大多数情况下，温度传感器工作环境相对恶劣且测量仪器远离传感器，需要较长的传输信号线。若以电压信号传输较长距离，容易受到电磁噪声干扰；若以电流信号传输，则不易受传输线长度的影响，因此，项目选取4～20mA电流信号作为传感器的输出，提高被测信号的远距离传输抗干扰能力。 项目主要技术指标如下：使用铂电阻测量锅炉水温，测量精度为0.2℃，测量范围为1～200℃；铂电阻温度传感器输出信号为4～20mA；传感器使用直径为Φ10的带密封螺纹不锈钢管作为铂电阻保护套管。
3.项目实施
项目设计完成后，学生依据项目的技术要求，在指导教师的指导下，开始全面的工程设计与实施工作，主要包括项目的需求分析、项目的方案制订、传感器驱动及测量电路的设计与制作、电路的调试、铂电阻与保护套管的安装方式、现场实测调试、撰写项目总结报告等工作。在项目的实施过程中，教师应为学生提供项目实施所需的场所、技术设备等必要条件。教师应要求学生在项目实施的各个阶段进行技术讨论，养成学生的团队意识和协作精神。项目制作过程中的所有环节需由学生独立完成，教师可以在需要的情况下向学生提供建议。当学生遇到困难时，教师应帮助学生分析、寻找失败的原因。
4.项目评价
项目评价阶段主要包括项目成果展示和考核两个部分。在成果展示过程中，首先由学生项目小组中的一个或多个代表就项目的构思、设计、实施、运行、调试等各阶段进行讲解，然后现场演示传感器的测量结果。参与成果展示的观众范围可以按情况进行选择，比如：全班学生、一个专业的学生或者学生家长、企业代表等。
教师对项目的完成情况进行点评，对小组中的每位同学的表现给予评价，对项目中的亮点进行说明和表扬，对不足之处提出改进意见，并依据项目实施全过程给出学生成绩。项目的考核应充分体现公正性和灵活性，对学生的综合能力进行全面考核。考核的主要内容有：综合素养的考核，主要包括项目执行过程中学生的表现、出勤情况、工作态度、团队协作能力、沟通能力、创新能力等；实践能力的考核，主要包括项目方案的设计能力、技术资料的查询能力、电路的设计和调试能力、器件的选型能力、查找和解决问题的能力等；项目总结报告的考核，主要包括报告撰写的认真情况、报告的完整性和准确性等；项目成果的考核，主要包括项目技术指标的完成情况、传感器的实用性、项目演示情况等。
5.项目总结
项目完成后，教师对整个项目的实施过程进行总结，确定项目实施过程中的得失，对项目本身及项目相关过程文件进行修订。同时，思考将项目结果运用到新的或类似的任务或项目中的方法，确保学习过程的延续性。
三、项目教学法应用中的注意事项
项目教学法作为让学生在教师指导下通过完成一个完整的“工程项目”而进行学习的教学方法，它将传统教学体系中的知识内容转化为若干个“教学项目”，围绕着项目组织和开展教学，使学生直接全程参与，从而提高学生的实践能力与综合素质。在项目教学法执行的过程中，应注意以下几点：
1.工程项目选择的合理性
项目教学法的执行对教师的要求较高，教师应对该课程相关的工程实际项目有一定程度的理解，所选项目最好能从教师做过的实际工程项目中选择且尽可能全面包含大纲要求的教学内容。同时，项目的难易度应根据学生的实际水平来决定，项目要被大多数学生喜欢并接受，并可用某一标准公平的给予评价。
2.以学生为中心，充分发挥教师的协助作用
项目教学法是在教师的指导下学生自主地进行学习的教学方法，学生的学习过程实际上是基于项目的主动知识构建过程，是学生主动地解决问题的过程，让学生充分展示自己的才华，从而激发学生自我发展的学习积极性。教师则负责为学生项目的完成创造情境，让学生充分意识到项目相关知识的重要性，从而主动去完成资料的收集、分析。教师要起到组织和监督的职责，以和学生平等合作的身份与学生一起进行设计，让学生感到教师对自己的尊重，真正做到教学相长。
3.学生学习兴趣的激发
学习兴趣是学生主动学习的前提。传统的传感器教学中，偏重于对传感器理论的讲解，学生在学习过程中觉得教学内容枯燥，与传感器的实际应用结合较少，因而难以产生学习兴趣。在项目教学法实施过程中，尽量选取学生熟悉且在市场上常见的传感器作为工程项目实施对象，并以项目的工程应用背景案例来激发学生的学习兴趣。同时，引入小组间竞争，通过阶段性分组评比，进一步调动学生的学习积极性，提高学习效果。
四、结束语
本文针对应用型本科对学生培养的新要求，对实践性很强的传感器及检测技术课程的授课过程进行了改革，探索出项目教学法在传感器课程中的应用方法。学生在项目实践过程中理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。实践表明，通过项目教学法的应用，学生的学习热情和学习兴趣得到增强，学习能力、工程实践能力和创新能力显著提高，获得了较好的教学效果。
参考文献：
[1]张鹏， 吴东艳，张凌志.“卓越计划”背景下的传感器课程改革与探索[J].中国电力教育，2013，7（19）：68-69.
[2]张愉.CDIO项目教学法在自动检测技术课程中的应用[J].常州信息职业技术学院学报，2011，（1）：54-56.
[3]冷芳.项目教学法在传感器技术课程中的应用研究[J].辽宁教育行政学院学报，2010，（4）：58-59.
[4]訾琨， 彭鹏峰，龙志军，等.地方本科院校应用型人才培养的基本特点及实现路径初探[J].中国电力教育，2012，（2）：11-12.
[5]周明虎，汪木兰，封世新.项目教学法的实施与典型案例分析[J].中国现代教育装备，2010，（13）：6-7.
（责任编辑：王意琴）