以项目设计为导向的传感器技术课程实验教学改革研究
摘要：在当前的高等教育中，传感器课程将理论知识与实际应用紧密结合，在推动学科交叉融合和培养学生的综合能力方面至关重要。针对现有的传感器实验课程过于注重理论知识的验证，没有充分发挥实验课程在培养学生实践能力方面的问题，采用以项目设计为导向的教学模式，设计教、学、做为一体的项目，完善实验教学课堂机制，开展传感器技术实验课程的改革探索。
关键词：传感器技术实验教学项目导向教学改革
在现代化信息技术中，传感器是其重要的组成部分，其应用领域较为广阔，包括智能家电、智能制造、医疗设备、航空航天，对技术的进步与产业升级都起着巨大的作用。尤其是在物联网、人工智能等新兴技术崛起的大形势下，传感器方面的熟练掌握者在就业中更占优势。在测控技术与仪器、自动化、智能电网、智能仪器专业的人才培养过程中，传感器知识不能忽视，可以构建专业知识体系，夯实后面自动控制原理、信号与系统、测控电路等学科专业知识。
在传感器课程的教学实践中还存在诸多需要改善的问题和挑战，如课程中热电效应、霍尔效应等一些相关知识的概念理论性强、抽象度高，单向灌输式传统教学手段很难使学生对这些概念有比较深刻和全面的理解与掌握，而实验教学是帮助学生深刻认识传感器的工作机理、全面掌握传感器的性能参数等重要内容的桥梁和纽带，目前实验教学现状存在明显的短板，实验教学内容以演示传感器现象的简单重复实验为主、创新性的验证性实验不足、实验内容不系统、实验内容无突出特点，使得学生的课程学习积极性低下，评价体系方面比较看重实验结果，而没有对实验过程的考核。不利于学生实践应用及创新意识能力的培养，人才培养质量与产业结构的契合度有所欠缺。
为进一步适应这一形势，本研究主要聚焦传感器技术类课程实验教学从以项目设计为指针的实验教学改革，采用项目式学习（Project-BasedLearning，PBL）的思想重新设计实验内容，精雕细琢实验教学模式，改变以往验证性实验的实验内容和实验教学方法局限，打造一节具有层次感、递进性的实验教学内容。同时，将实验教学内容与项目式设计挂钩，强化培养学生工程实践能力与创新意识，同时，制定科学的考核评价方法，全面、客观地反映学生对知识掌握程度与创新意识，从而达到培养理论素养高、实践动手能力强、富有创新意识的传感器技术专业高素质应用型人才的目的。
该研究一是丰富了传感器技术课程实验教学的理论体系，具有课程教学理论意义；二是探索和实践了一种值得推广的实验教学模式，具有一定的现实意义，对于人才培养的质量提高具有重要作用。
2传感器技术实验教学现状
在传感器技术课程的实验环节，由于现有的实验项目主要是为验证传感器本身的基本特性而设置的验证型实验，因此学生的大部分精力都花在了对传感器基本特性和参数值的验证工作上，在这种传统的实验教学过程中，学生培养的过程脱离了实际工程背景，而实验也只是按照实验教学指导书的实验指导内容进行操作，根据指导书给出的实验数据，验证所得出的结论，对于传感器如何将自身应用到复杂的工程背景中缺乏充分的理解，属于单纯的“按图索骥”式的实验，在很大程度上不利于学生兴趣的激发，更不利于解决复杂工程中的现实问题，造成理论与应用之间巨大的割裂状态。
该培养模式存在着严重的问题。首先，学生实践能力得不到有效的加强，学生在面临实际的工程时会显得束手无策；其次，学生创新意识得不到有效的增强，把知识转变为实际的能力相当弱。在这种培养模式下培养出来的学生难以实现社会发展的人才需求，很难满足当代工业社会对复合型的工程人才的需求。从相关调查统计中可以看到超过70%的工科学生在第一次就业的时候就存在“学非所用”的问题，尤其在传感器技术方面的实践能力更是严重不足。
由此观之，需要将旧的实验教学模式进行革新。基于项目设计的实验教学模式是对此问题进行革新，将实验课讲授的物理量传感器应用的理论知识与物理量传感器应用的实际工程进行结合，创设出更加接近工程环境的学习情境，引入物理量监测项目等场景，设计综合性实验项目。在此背景下，学生可针对项目展开设计，认知物理量传感器的工作原理及应用方式，在此背景下可以优化学生的综合性实践能力，并培养学生的创新能力，促使学生可解决更加复杂的工程问题，更好满足社会需求。
项目中的课程实训内容从模拟电子技术初步了解传感器器件，再到单片机程序设计，完成信号处理电路设计和系统设计，通过典型的项目实践，学生不仅深入理解传感器的基本原理知识，而且学会传感器应用中的信号处理、数据通信、嵌入式程序设计等跨学科知识的学习，培养了学生分析、解决现实中的问题，为继续开展本专业的学习及今后走向工程实践打下了坚实的基础。
3以项目设计为导向的传感器技术实验教学改革方案
3.1实验项目改革
在实验项目设计方面，本研究基于工程教育认证标准和O