基于CDIO模式的高职传感器技术课程改革

摘要：笔者借鉴CDIO工程教育模式及各种灵活实用的教学方法，对传感器技术课程内容进行了有机整合。教师通过实践培养学生工程职业素质、团队协作精神和实际操作技能，收到了良好的效果。本文阐述了这一改革过程。

关键词：CDIO；课程整合；传感器

CDIOfConceive―Design―Implement―Operate以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的方式学习工程。本文根据高职教育的实际情况，创新性地在高职教学中引进国际先进的CDIO工程教育理念，在传感器技术课程教学实践中采用以企业典型工作任务为载体，以项目训练促进能力培养的人才培养模式，效果较好。

1　基于CDIO模式的课程改革

(1)“传感器应用”教学内容的整合。

传感器技术是应用电子技术专业的核心课程，但传统教学侧重各种传感器的工作原理、相关测量电路的分析，而具体应用的教学犹如“空中楼阁”，晦涩难懂，教学效果一直不理想。

整合后的教学实践转变教与学分离，理论与实践授课分离的教学模式，参照CDIO教学模式“系统的能力培养、全面的实施指导(包括培养计划、教学方法、师资、学生考核、学习环境)及实施过程和结果检验的12条标准”，构造虚拟的工程职业环境，对教学模式进行情境教学、教学做一体化和项目式教学的改革尝试。以能力培养为主线，以任务为驱动，项目考核实行过程监控，理论实践一体化。通过项目的构思、设计、实现、运作等(CDIO)完整的过程，实现课程的做中学、做中教。根据传感器技术的现状及发展趋势，本课程重点传授传感器的分类、主要性能指标、智能电子产品的设计等知识；按照测量非电量的难易程度，分别介绍环境量、力、液位、位移等非电量的检测技术与方法，使学生能够运用传感器及相应的测量电路完成非电量的检测及调试工作。

通过实践教学，教师教会学生怎样合理选择传感器和设计测量电路，怎样检测电路的功能并进行分析改进，培养学生的团队精神、协作精神、成本意识和认真仔细的工作态度，为提高职业能力打下基础。学生毕业后可从事电子产品的生产、装配、调试与质量检验；电子设备安装、调试、操作、维护、运行管理：自动化仪器仪表检测；智能电子产品的软硬件开发、销售与售后技术服务等工作。

教学内容分为自主实训项目、演示项目、训练项目和创新项目四类。自主实训项目由教师给出具体实验报告书，学生完成实训后认真填写；演示项目由教师在教学过程中演示讲解；训练项目和创新项目由教师给出项目要求，学生自行设计实施。其中，自主实训项目包括传感器认识实验、温度传感器实验、可燃气体传感器原理及应用、湿敏电阻传感器电路及其应用、压力传感器实验、超声波传感器实验、人体红外传感器实验、硅光电池实验、霍尔开关实验等；演示项目包括金属的热特性、检测气敏元件MQ、电容式传感器检测液位、霍尔计数、差动变压器测量钢板厚度；训练项目有制作半导体热敏电阻温度计、制作天然气报警器、制作简易育婴房报警器、制作简易电子秤、制作超声波测距测温控制器；创新项目包括数字温度计、自动循迹小车等。项目教学使学生主动参与到教学活动中，将学和做结合在一起。

教师在课堂上用具有实际工程应用背景的案例和项目激发学生的学习兴趣，课后则鼓励学生通过实践验证和领会所学知识，将培养学生独立思考能力、动手能力和创新能力融合到课堂教学中，而不仅仅是教给学生书本上的知识。

(2)课程教学的具体实施。

本课程基于CDIO设计理念，邀请行业专家对应用电子专业所涵盖的岗位群进行工作任务和职业能力分析，并以此为依据确定课程的工作任务、课程内容和教学实施。

根据应用电子专业涉及的传感器应用知识和检测非电量的难易程度，我们设计了四个学习情境，详见表1。情境化教学使学生掌握各类传感器选用、测量电路调试等相关专业知识和技能，同时提高学生职业素质和能力。

教学活动从以“教”为中心转向以“学”为中心，学生成为教学活动的主体。采用的教学方法有助于学生主动、积极地参与，有助于调动学生的学习潜能，培养学生的学习能力、社会能力，有助于发挥学习团队的作用，形成学习型组织。

(3)校内实训基地“生产性”与校外实训基地“教学化”建设。

生产性实训是指实训过程实现生产化，即通过产品生产、社会服务、技术研发等生产性过程实现经济效益，补充实训基地正常运转所需，真正实现学生顶岗实习，培养学生实践技能。“做学一体、训赛相通”的实训模式是学校开展生产性实训的典型案例，其内涵如下：

一是课证融通。该专业课程体系以整体提升学生职业技术能力为目标，推进以传感器技术应用、家电维修工国家职业标准为依据的双证、多证教育，实现课证融合。学生理论知识水平参照国家职业技师标准，技能水平参照国家职业高级工标准。毕业生中级达标率100％，高级达标率超过50％，多证率达80％以上。二是训赛一体。该专业教学组织与技能大赛结合起来，以赛促学，以选促练。竞赛培训采用“四训三选”(培训初选培训复选培训三选培训参赛)的方式，强化技能训练，培养技术高手。本课程以每年高职机器人大赛为契机，将技能大赛培训纳入核心课程教学，借助大赛考评活动扩展训练内容，按步骤组织训练活动。

教学化校外实训主要体现在学生的顶岗实习上，要求学生能顶岗，企业实行准员工管理，学生在技能训练中得到一定的报酬，校企共同评价学生顶岗实习的效果等。我们主动了解企业技术及培训需求，拓宽实习岗位渠道，把顶岗实习与学生的专业学习密切结合，校企双方共同参与顶岗实习的考核评价。

我们同时创办了传感器测控应用技术中心，对内开展教学、培训，对外提供传感器应用开发技术和传感器标定软硬件支持，培训企业技术人员，研发非电量检测专用电子仪器设备，促进天津地区电子产品制造业的腾飞，形成自己的独特优势，承揽产品开发及对外技术服务，让学生承担力所能及的任务。

2　课程改革的实践效果

通过实施基于CDIO模式的传感器应用课程改革，我们取得以下成果：

(1)在教学模式上有大的创新，使教学手段、方法都更加规范化、现代化、多元化。进一步提高了教学质量，加速实现教学培养目标，使教学模式更适合创新性人才的培养。我们在传授知识、培养技能的基础上有意识培养学生的专业能力及社会能力，使教学更适合当代高等职业教育的发展。

(2)形成以学生为主体、理论联系实际的教学模式。教学中多次组织学生去企业参观、学习、座谈，强调实践环节的操作训练，强调学生动手能力、创新能力的培养，已取得了较好成绩。高职院校学生求职时，很多用人单位直接将实际的单据给学生，要求讲解或操作，而我们的毕业生几乎都能顺利通过，获得称心的工作，并马上上手。

(3)形成富有特色的高职教材。教材编写打破常规教材的写法，强调学生技能水平的训练及解决实际问题的创新能力的培养，书中有大量工程案例、项目训练，真正体现了高职教材“以项目为导向、以任务为驱动、以案例为中心、以问题为中心、以技能训练为中心”的教学思路，获得师生好评。

3　结语

基于CDIO模式的课程体系优点明显，建立起以往职业教育中缺乏的工程价值观，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的团队协作意识，提高了学生的综合能力。该模式对工科学生的人才培养具有普适性，在高职传感器技术课程中的成功经验可以给其他课程的改革一点启示。