以科技创业为导向的《传感器与检测技术》教学 - 科技创业月刊杂志社投稿

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以科技创业为导向的《传感器与检测技术》教学

作者:

关键词:

摘要：

0 引言随着高等教育从“精英培养”进入大众化阶段后，大学毕业生供过于求的问题日益严重。在今后很长一段时间内，大学生将面临十分严峻的就业压力。所谓大学生自主创业，就是大学生独立开展创业活动，属于一种特殊的就业形式。在此过程中，大学生不再是被动等待，而是主动为自己和他人创造就业机会。因此，鼓励大学生自主创业对缓解当前严峻的就业形势而言有现实意义[1]。然而，我国大学生创业成功率较低，仅为10%左右[2,3]，其中一个重要原因就是大学生在创业过程中缺乏科技含量较高的项目。科技创业是大学生创业的重要模式，不仅能为社会发展带来良好的经济效益和社会效益[4,5]，还对高校和科研机构的发展起到重要作用，因此鼓励大学生科技创业具有十分重要的意义。实现大学生科技创业，需要将创业教育融入人才培养全过程[6]。首先，建设创业教育课程体系，提高学生的创业意识，使学生懂得如何创业。此外，还应以科技创业为导向，对自动化专业课进行改革，提高学生的科技创新能力和实践能力[7]，增强学生的专业水平，加强市场竞争力，提高创业成功率。随着信息化时代的到来，以信息的获取、转换和处理为主要任务的检测技术已形成完整的理论体系，发展成为一门对现代科技进步起到重要作用的完整学科。《传感器与检测技术》是自动化专业的一门重要专业课，在实际工程中具有重要作用。在东华理工大学自动化专业，本门课在大三上学期开课。在此之前，学生已经完成了《数字电子技术》、《模拟电子技术》及《单片机原理及应用》等专业基础课程的学习，在整个专业课学习阶段处于中间过渡位置。学好这门课程不仅可以加强对原有专业知识的理解，还有助于学生建立自动控制系统的概念，加深对自动化的理解，从而提高实际的专业水平，对今后学生的职业发展将产生一定的有利影响。因而选取本课程为切入点，以科技创业为导向进行改革，具有一定的实际意义。 1 传感器与检测技术课程特点目前，东华理工大学开设的《传感器与检测技术》课程共有46个学时，其中理论教学36个学时，实验教学10个学时；实验室配备有CSY-9XX型传感器实验平台，以满足学生实验使用。整体的教学任务在9周内完成。传感器技术是材料学、力学、电学、磁学、微电子学、光学、化学、生物学、自动化技术等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术。课程教学主要以参数检测为主线，介绍温湿度、压力等物理量的检测原理、常用器件及其测量电路、应用实例和检测仪表等知识。课程内容分散，涉及知识面广，各章节之间联系不大，但与实际生产生活联系紧密，属于多学科渗透的一门课程。对自动化专业的学生来讲，本门课程侧重传感器的实际应用，即掌握如何使用传感器以达到检测目的。因此，学生只有在熟悉传感器工作原理的基础上加强实践操作，亲自经历传感器的选型、购买及电路设计过程，才能真正加深对本课程的理解。 2 课程教学中存在的问题课堂教学以讲述传感器检测的原理为主，学生看不见真实的传感器元件，无法真正了解传感器的具体参数、性能及其应用电路。课程结束后，对传感器的了解完全停留在教材上，在今后的工作中无法直接上手。实验教学以验证性实验为主，实验平台对传感器进行了较好地封装，核心元件传感器并非透明化。很多学生在实验过程中只是按照实验指导书进行简单的线路连接操作，对检测系统的工作原理知之甚少。此外，该装置不能满足学生自主开发的要求，无法提高学生的创新能力和实际动手能力。成绩评定方法以闭卷考试为主，一张试卷定终身，加大了考试成绩的不确定性，无法真实体现学生实际能力的高低。从多年的教学情况来看，高分低能的学生并不在少数。 3 教学体系改革 3.1 提高认知高度的理论教学在原有PPT教学中，增加传感器的具体应用实例，使学生进一步了解课程的重要性；此外，在课堂上进行实物演示，使学生近距离接触传感器，增加对传感器的了解和认识。应从工程实践的角度出发，讲解传感器的具体使用方法，例如如何使用硬件和软件方法对传感器信号进行滤波，如何实现检测系统的抗干扰能力等。经过理论学习后，学生对传感器的认识和理解会达到一个新的高度，对他们的创新能力和实践能力的提高具有一定帮助。 3.2 提升动手能力的实践环节为进一步加强学生的创新能力和动手能力，在课程结束后，增加创新性实验环节，即传感器实际系统开发。学生依据所选题目，在已有专业知识的基础上，经历实际系统的开发过程，最终完成实物开发，为今后的创业奠定基础。 3.3 参加比赛以提高创新能力鼓励学生参加大学生创新大赛。选取具有创新内容的项目为参赛课题，组织实际动手能力较强，态度认真的学生参加创新大赛，进行创新开发。可帮助获取创新成果的学生进行专利申请及软件著作权的申报。 4 考核方法改革期末成绩由课堂成绩，实践成绩和实验成绩三部分构成，各部分所占比例分别为40%，30%，30%。 4.1 课堂成绩课堂成绩由平时成绩和期末试卷成绩构成，两者所占比例分别为30%和70%。平时成绩主要体现学生在课堂的表现情况，由出席成绩和平时表现两部分构成。（1）学生缺席一次扣10分，迟到一次扣5分，缺席3次以上者，取消考试资格。（2）在课堂上积极回答问题的同学，回答正确者，每次加5分；回答错误不扣分。期末试卷采用闭卷笔试的形式，以考查学生对基础知识的掌握情况，并适当增加对实际应用题目的考查力度。 4.2 实验成绩实验成绩包括实验平时成绩和实验报告成绩。两者所占比例分别为70%和30%。平时成绩主要体现学生在实验过程中的表现情况，由出席成绩和平时表现两部分构成。（1）学生缺席一次扣10分，迟到一次扣5分。依据实验结果，能够正确回答问题者，每次加5分；回答错误者不扣分。（2）实验结束后，学生需按时提交格式规范的实验报告，并依据实验报告内容，实验结果、分析和结论的准确程度给出实验报告成绩。 4.3 实践成绩采用两个同学一组的形式，共同完成实际系统的开发。实际开发的系统侧重于对传感器的开发，传感器信号处理及传感器应用等方面，可借助模拟电路，数字电路或单片机来完成。实践成绩包括学生的实物成绩、答辩成绩及研发报告成绩，三者所占比例分别为50%、30%及20%。实物验收由自动化教研室的相关老师进行，并组织答辩，以考查学生对开发实物的了解程度。（1）学生对完成的实物进行介绍和演示。按照实物完成的实际效果来给定实物成绩。（2）答辩过程包括PPT自述和老师提问，最终给出答辩成绩。（3）研发报告成绩依照毕业论文评审标准给定。 5 结语《传感器与检测技术》是一门极具实用价值的专业课，在自动化专业的学习中起到承上启下的作用。为满足创业型人才培养的目标，对该课程的教学内容及考核标准进行改革，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新能力和实际动手能力。在今后的教学中，我们将继续努力，对其它实践性较强的相关专业课程进行类似改革，进一步提高学生的科技创业能力。 0 引言随着高等教育从“精英培养”进入大众化阶段后，大学毕业生供过于求的问题日益严重。在今后很长一段时间内，大学生将面临十分严峻的就业压力。所谓大学生自主创业，就是大学生独立开展创业活动，属于一种特殊的就业形式。在此过程中，大学生不再是被动等待，而是主动为自己和他人创造就业机会。因此，鼓励大学生自主创业对缓解当前严峻的就业形势而言有现实意义[1]。然而，我国大学生创业成功率较低，仅为10%左右[2,3]，其中一个重要原因就是大学生在创业过程中缺乏科技含量较高的项目。科技创业是大学生创业的重要模式，不仅能为社会发展带来良好的经济效益和社会效益[4,5]，还对高校和科研机构的发展起到重要作用，因此鼓励大学生科技创业具有十分重要的意义。实现大学生科技创业，需要将创业教育融入人才培养全过程[6]。首先，建设创业教育课程体系，提高学生的创业意识，使学生懂得如何创业。此外，还应以科技创业为导向，对自动化专业课进行改革，提高学生的科技创新能力和实践能力[7]，增强学生的专业水平，加强市场竞争力，提高创业成功率。随着信息化时代的到来，以信息的获取、转换和处理为主要任务的检测技术已形成完整的理论体系，发展成为一门对现代科技进步起到重要作用的完整学科。《传感器与检测技术》是自动化专业的一门重要专业课，在实际工程中具有重要作用。在东华理工大学自动化专业，本门课在大三上学期开课。在此之前，学生已经完成了《数字电子技术》、《模拟电子技术》及《单片机原理及应用》等专业基础课程的学习，在整个专业课学习阶段处于中间过渡位置。学好这门课程不仅可以加强对原有专业知识的理解，还有助于学生建立自动控制系统的概念，加深对自动化的理解，从而提高实际的专业水平，对今后学生的职业发展将产生一定的有利影响。因而选取本课程为切入点，以科技创业为导向进行改革，具有一定的实际意义。 1 传感器与检测技术课程特点目前，东华理工大学开设的《传感器与检测技术》课程共有46个学时，其中理论教学36个学时，实验教学10个学时；实验室配备有CSY-9XX型传感器实验平台，以满足学生实验使用。整体的教学任务在9周内完成。传感器技术是材料学、力学、电学、磁学、微电子学、光学、化学、生物学、自动化技术等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术。课程教学主要以参数检测为主线，介绍温湿度、压力等物理量的检测原理、常用器件及其测量电路、应用实例和检测仪表等知识。课程内容分散，涉及知识面广，各章节之间联系不大，但与实际生产生活联系紧密，属于多学科渗透的一门课程。对自动化专业的学生来讲，本门课程侧重传感器的实际应用，即掌握如何使用传感器以达到检测目的。因此，学生只有在熟悉传感器工作原理的基础上加强实践操作，亲自经历传感器的选型、购买及电路设计过程，才能真正加深对本课程的理解。 2 课程教学中存在的问题课堂教学以讲述传感器检测的原理为主，学生看不见真实的传感器元件，无法真正了解传感器的具体参数、性能及其应用电路。课程结束后，对传感器的了解完全停留在教材上，在今后的工作中无法直接上手。实验教学以验证性实验为主，实验平台对传感器进行了较好地封装，核心元件传感器并非透明化。很多学生在实验过程中只是按照实验指导书进行简单的线路连接操作，对检测系统的工作原理知之甚少。此外，该装置不能满足学生自主开发的要求，无法提高学生的创新能力和实际动手能力。成绩评定方法以闭卷考试为主，一张试卷定终身，加大了考试成绩的不确定性，无法真实体现学生实际能力的高低。从多年的教学情况来看，高分低能的学生并不在少数。 3 教学体系改革 3.1 提高认知高度的理论教学在原有PPT教学中，增加传感器的具体应用实例，使学生进一步了解课程的重要性；此外，在课堂上进行实物演示，使学生近距离接触传感器，增加对传感器的了解和认识。应从工程实践的角度出发，讲解传感器的具体使用方法，例如如何使用硬件和软件方法对传感器信号进行滤波，如何实现检测系统的抗干扰能力等。经过理论学习后，学生对传感器的认识和理解会达到一个新的高度，对他们的创新能力和实践能力的提高具有一定帮助。 3.2 提升动手能力的实践环节为进一步加强学生的创新能力和动手能力，在课程结束后，增加创新性实验环节，即传感器实际系统开发。学生依据所选题目，在已有专业知识的基础上，经历实际系统的开发过程，最终完成实物开发，为今后的创业奠定基础。 3.3 参加比赛以提高创新能力鼓励学生参加大学生创新大赛。选取具有创新内容的项目为参赛课题，组织实际动手能力较强，态度认真的学生参加创新大赛，进行创新开发。可帮助获取创新成果的学生进行专利申请及软件著作权的申报。 4 考核方法改革期末成绩由课堂成绩，实践成绩和实验成绩三部分构成，各部分所占比例分别为40%，30%，30%。 4.1 课堂成绩课堂成绩由平时成绩和期末试卷成绩构成，两者所占比例分别为30%和70%。平时成绩主要体现学生在课堂的表现情况，由出席成绩和平时表现两部分构成。（1）学生缺席一次扣10分，迟到一次扣5分，缺席3次以上者，取消考试资格。（2）在课堂上积极回答问题的同学，回答正确者，每次加5分；回答错误不扣分。期末试卷采用闭卷笔试的形式，以考查学生对基础知识的掌握情况，并适当增加对实际应用题目的考查力度。 4.2 实验成绩实验成绩包括实验平时成绩和实验报告成绩。两者所占比例分别为70%和30%。平时成绩主要体现学生在实验过程中的表现情况，由出席成绩和平时表现两部分构成。（1）学生缺席一次扣10分，迟到一次扣5分。依据实验结果，能够正确回答问题者，每次加5分；回答错误者不扣分。（2）实验结束后，学生需按时提交格式规范的实验报告，并依据实验报告内容，实验结果、分析和结论的准确程度给出实验报告成绩。 4.3 实践成绩采用两个同学一组的形式，共同完成实际系统的开发。实际开发的系统侧重于对传感器的开发，传感器信号处理及传感器应用等方面，可借助模拟电路，数字电路或单片机来完成。实践成绩包括学生的实物成绩、答辩成绩及研发报告成绩，三者所占比例分别为50%、30%及20%。实物验收由自动化教研室的相关老师进行，并组织答辩，以考查学生对开发实物的了解程度。（1）学生对完成的实物进行介绍和演示。按照实物完成的实际效果来给定实物成绩。（2）答辩过程包括PPT自述和老师提问，最终给出答辩成绩。（3）研发报告成绩依照毕业论文评审标准给定。 5 结语《传感器与检测技术》是一门极具实用价值的专业课，在自动化专业的学习中起到承上启下的作用。为满足创业型人才培养的目标，对该课程的教学内容及考核标准进行改革，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新能力和实际动手能力。在今后的教学中，我们将继续努力，对其它实践性较强的相关专业课程进行类似改革，进一步提高学生的科技创业能力。