自動化儀表課程思政探索

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]一篇自動化儀表課程思政探索范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

根據(jù)洛陽理工學(xué)院“行業(yè)性、地方性、應(yīng)用型”辦學(xué)定位，自動化專業(yè)以培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義事業(yè)合格建設(shè)者和可靠接班人為總目標，不僅要具備解決自動化領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力，亦須具備社會主義核心價值觀和良好的思想道德修養(yǎng)。“自動化儀表”是自動化專業(yè)的一門專業(yè)特色課程，該課程立足應(yīng)用型人才培養(yǎng)，突出應(yīng)用性和針對性，堅持實踐能力培養(yǎng)的原則。在傳統(tǒng)教學(xué)活動中，“自動化儀表”課堂著重于各類檢測儀表結(jié)構(gòu)和工作原理的講授，缺乏對學(xué)生思想道德素養(yǎng)和價值觀的必要引導(dǎo)。為滿足國家“三全育人”的要求，明確“培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人”這一根本問題[3]，“自動化儀表”課程的思政建設(shè)十分必要。

一、課程存在的問題及改革的理念

“自動化儀表”課程具有較強的理論性與實踐性，存在內(nèi)容多、知識面廣、教學(xué)內(nèi)容更新不及時、教學(xué)手段和考核形式單一、實驗流于形式等問題。課程改革要解決的重點問題有以下幾點。1.解決以教為中心，專業(yè)知識滿堂灌，學(xué)生被動學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式。單向性的知識傳遞方式無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。2.重視知識傳授，輕視能力培養(yǎng)，忽略價值塑造，沒有深入挖掘蘊含于課程的思政元素，思政元素與課程內(nèi)容沒有實現(xiàn)有機融合，對培養(yǎng)學(xué)生思想道德素養(yǎng)發(fā)揮的作用不明顯。3.理論與實踐難以深度融合。理論課與實驗課的結(jié)合表層化、異步化，導(dǎo)致學(xué)生不能將所學(xué)理論應(yīng)用于工程實踐，不能很好地根據(jù)實際要求設(shè)計測控系統(tǒng)，難以實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標。針對課程改革要解決的重點問題，秉承“立德樹人、學(xué)生中心、應(yīng)用為本、持續(xù)改進”的理念，通過優(yōu)化教學(xué)設(shè)計、混合教學(xué)形態(tài)、有機融入思政元素、構(gòu)建多層次遞階式實踐平臺，實現(xiàn)德育引領(lǐng)、能力培養(yǎng)與教學(xué)過程的充分融合。課程改革的思路有以下幾點。1.革新教學(xué)理念，樹立以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育理念，采用基于BOPPPS模型的線上線下混合式教學(xué)，通過導(dǎo)言、前測、目標、參與式學(xué)習(xí)、后測、總結(jié)六個環(huán)節(jié)，形成學(xué)生參與和反饋的完整閉環(huán)。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，BOPPPS模型強調(diào)學(xué)生全過程參與式學(xué)習(xí)，這與“以學(xué)生為中心”的OBE理念是一脈相承的[4]。通過設(shè)計多種互動性質(zhì)的參與式教學(xué)方法與學(xué)習(xí)策略，如案例教學(xué)、分組討論、項目教學(xué)、實物演示等，構(gòu)建師生學(xué)習(xí)共同體，營造自主、合作和探究式學(xué)習(xí)環(huán)境。促進慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、智慧教室、互動軟件等現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，開展線上線下、課內(nèi)課外一體化的混合式教學(xué)，從而改變傳統(tǒng)“滿堂灌”的教學(xué)方式。2.為落實立德樹人的根本任務(wù)，在課程教學(xué)大綱中將思政元素融入具體章節(jié)，設(shè)計思政案例集。通過課堂滲透、線上資源、項目教學(xué)、案例討論、師德師風(fēng)示范引領(lǐng)等多種形式，潤物無聲地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和家國情懷。3.構(gòu)建基于虛實結(jié)合的實踐教學(xué)體系，形成“虛擬仿真+實驗+項目+科技競賽”的多層次遞階式實踐創(chuàng)新平臺，引導(dǎo)學(xué)生開展小組合作探究式學(xué)習(xí)，主動思考、討論、質(zhì)疑、探究、實踐，從而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、工程應(yīng)用能力和實踐創(chuàng)新能力。

二、課程內(nèi)容的思政元素設(shè)計

根據(jù)洛陽理工學(xué)院辦學(xué)定位及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合學(xué)科前沿動態(tài)與社會發(fā)展需求，“自動化儀表”課程以四大過程參數(shù)（溫度、壓力、流量、液位）、氣體及機械量等參數(shù)檢測為知識線組織教學(xué)，同時貫穿思政線和創(chuàng)新線兩條輔助線。將思政元素融入課程教學(xué)，厚植學(xué)生的愛國主義情懷，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神和創(chuàng)新意識。從尋找新原理、采用新工藝或探索新功能等開展基礎(chǔ)理論創(chuàng)新。將來自學(xué)科競賽、企業(yè)實景的實際工程應(yīng)用案例引入教學(xué)，強調(diào)理論與實踐高度融合的高階性。通過開展自動化儀表相關(guān)前沿技術(shù)交流，拓展課程的廣度和深度。思政元素融入教學(xué)的具體措施如下。

（一）重置教學(xué)大綱，樹立德育目標在課程教學(xué)大綱中體現(xiàn)思政育人的觀念，按照“反向設(shè)計，正向?qū)嵤钡墓こ探逃Ｊ剑_定知識目標、技能目標和德育目標三個層次的教學(xué)目標[5]，使其能有效支撐培養(yǎng)目標達成及畢業(yè)要求。知識目標：通過文獻檢索與自主學(xué)習(xí)，熟悉各種儀表的相關(guān)技術(shù)規(guī)范與選型標準，掌握各類檢測儀表的工作原理，能合理選擇并正確使用各類檢測儀表（支撐畢業(yè)要求2.3）。技能目標：根據(jù)現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的要求，能利用Pro-teus、AltiumDesigner、虛擬仿真等軟件設(shè)計現(xiàn)代測量系統(tǒng)，能夠分析系統(tǒng)調(diào)試數(shù)據(jù)并得出結(jié)論；在設(shè)計過程中體現(xiàn)出創(chuàng)新性和嚴謹性，具備工程師責(zé)任感（支撐畢業(yè)要求5.2）。德育目標：通過檢測儀表的典型應(yīng)用及實際工程案例分析討論其在環(huán)境保護及可持續(xù)發(fā)展方面的重要意義；培養(yǎng)學(xué)生工程倫理意識、創(chuàng)新精神及綠色環(huán)保意識（支撐畢業(yè)要求7.1）。以德育目標為導(dǎo)向，在教學(xué)過程中充分梳理課程各章節(jié)內(nèi)容，結(jié)合課程專業(yè)知識點，深入挖掘德育要素，凝練典型思政案例，形成思政案例資源庫，潤物無聲地融入課程教學(xué)過程。本課程教學(xué)內(nèi)容、思政結(jié)合點及德育目標的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

（二）采用線上線下混合式教學(xué)模式利用現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建全方位的線上線下教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)混合式教學(xué)，使課程思政與專業(yè)知識同向同行。本課程線上教學(xué)資源為課程團隊在洛陽理工學(xué)院慕課平臺建設(shè)的“自動化儀表”課程。在傳統(tǒng)知識點視頻基礎(chǔ)上，上線了一系列以建材、電力行業(yè)應(yīng)用為背景的特色案例資源庫，如水泥廠回轉(zhuǎn)窯無線測溫系統(tǒng)、渦街流量計在蒸汽貿(mào)易結(jié)算中的應(yīng)用等，提升學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識服務(wù)行業(yè)與地方經(jīng)濟的能力。將建立的思政案例庫上線至學(xué)習(xí)通平臺。同時，錄制并上線多個思政專題視頻，如結(jié)合氣體檢測和水泥廠行業(yè)背景，凝練出思政專題“雙碳行動、共護家園”，培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識。此外，還上線了課前導(dǎo)學(xué)自測、隨堂練習(xí)、章節(jié)測驗及思維導(dǎo)圖等測試資源，所有資源均在持續(xù)更新。學(xué)生通過豐富的教學(xué)資源進行學(xué)習(xí)，實現(xiàn)專業(yè)知識及課程思政在課堂教學(xué)外的延續(xù)。

（三）融入偉人事跡，弘揚工匠精神專業(yè)課程是專業(yè)科學(xué)領(lǐng)域無數(shù)科學(xué)家經(jīng)過長年累月的科學(xué)探索得到的成果，因此，可在教學(xué)過程中融入偉人事跡，通過偉人的示范作用引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀。如教師在講授渦街流量計的工作原理時，可以引入科學(xué)大家馮卡門和錢學(xué)森，講述錢學(xué)森“五年歸國路，十年兩彈成”的故事：沖破重重阻撓，毅然回到祖國的懷抱，使我國導(dǎo)彈、原子彈的發(fā)射至少向前推進了20年，從而培養(yǎng)學(xué)生熱愛祖國、崇尚科學(xué)、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)目茖W(xué)精神和家國情懷。在講授液位傳感器時中引入大國工匠———中鐵裝備李剛的事跡，他能在幾萬根電線里蒙眼作業(yè)，生產(chǎn)出世界第一的液位傳感器,使我國盾構(gòu)行業(yè)打破國外長達百年技術(shù)封鎖的故事，引導(dǎo)學(xué)生認識到科技創(chuàng)新的不易，做到不怕困難、積極探索、勇于創(chuàng)新[6]。

（四）虛實結(jié)合的多層次遞階式實踐平臺構(gòu)建了基于虛實結(jié)合的多層次遞階式實踐創(chuàng)新平臺，通過虛擬仿真、實驗、項目教學(xué)及學(xué)科競賽等多種手段[7]，使課程目標達成兼具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性，驅(qū)動學(xué)生進行探索創(chuàng)新。學(xué)生可利用Labview、Proteus或圖形組態(tài)控制虛擬實驗系統(tǒng)進行驗證性、創(chuàng)新性或設(shè)計性實驗；虛擬仿真實驗不受傳統(tǒng)實驗室的時間空間限制，學(xué)生可以在任意合適的時間、地點進行實驗。在實驗教學(xué)中，將實驗細分為驗證型、綜合型和創(chuàng)新型三種，綜合型和創(chuàng)新型實驗可在驗證型實驗基礎(chǔ)上進行綜合創(chuàng)新或者跨學(xué)科重新設(shè)計，如結(jié)合自動控制原理知識設(shè)計熱電偶的PID溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科交叉融合的能力及創(chuàng)新思維。項目教學(xué)以任務(wù)為主線，學(xué)生為主體，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及工程實踐能力。選拔學(xué)生參加挑戰(zhàn)杯、智能汽車競賽等各類學(xué)科競賽，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作精神。

三、教學(xué)設(shè)計與方法

遵循工程教育認證“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”的理念，引入多元化的教學(xué)方法和手段，以啟迪互動的形式提升學(xué)生課堂參與感和認同感，打造高效BOPPPS課堂。主要的教學(xué)方法如下。

（一）案例引導(dǎo)法課程教學(xué)以實際應(yīng)用中的典型傳感器檢測系統(tǒng)為主線，引出教學(xué)知識點，進行理論知識講授，引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)技術(shù)問題進行分析、研究和討論。例如在介紹輻射式測溫儀表時，結(jié)合新冠感染疫情引入“紅外測溫儀是如何測量體溫的”問題。首先激發(fā)學(xué)生的興趣，然后實物演示紅外測溫儀的實際測溫操作，引出紅外測溫的工作原理、結(jié)構(gòu)和測量電路，并讓學(xué)生思考如何正確使用并設(shè)計紅外測溫儀。此外，進一步啟發(fā)學(xué)生拓展思維，討論輻射式測溫儀表和接觸式測溫儀表的區(qū)別與具體的應(yīng)用場合。

（二）項目教學(xué)法項目教學(xué)貫穿課程教學(xué)的全過程，以學(xué)生自主探索實踐為導(dǎo)向。項目全部來源于生產(chǎn)實際，結(jié)合電廠、水泥廠等行業(yè)背景，提取電廠主蒸汽溫度檢測、水泥廠氣體監(jiān)測等項目，確保項目從實踐中來，到實踐中去。項目教學(xué)按照實際控制系統(tǒng)開發(fā)過程———控制方案、儀表選擇、軟硬件開發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試來組織教學(xué)，通過課堂互動、小組討論、課后協(xié)作來推動項目的實施[8]，從而培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力及團隊協(xié)作精神。根據(jù)學(xué)生自評、小組互評及教師點評的方式給出考核結(jié)果，考核內(nèi)容主要包括系統(tǒng)整體方案設(shè)計、仿真和調(diào)試結(jié)果、答辯情況及項目報告。

（三）實驗法安排簡單實驗進課堂，滿足學(xué)生動手操作的愿望。例如在講授熱敏電阻溫度傳感器時，通過實物演示法讓學(xué)生了解熱敏電阻外觀，討論熱敏電阻的工作原理和分類。然后隨機選取2種不同外形的熱敏電阻，讓學(xué)生通過實驗的方法區(qū)分NTC和PTC熱敏電阻，學(xué)生經(jīng)過思考和分組討論得出：可以通過加熱熱敏電阻，利用萬用表觀察電阻的變化情況進行區(qū)分NTC和PTC。實驗法能讓學(xué)生更好地參與到課堂教學(xué)中，實現(xiàn)理論與實踐的有機融合，改善教學(xué)效果。

四、結(jié)論

為落實立德樹人成效，滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標，筆者分析了“自動化儀表”課程存在的問題，秉承“立德樹人、學(xué)生中心、應(yīng)用為本、持續(xù)改進”的教學(xué)理念，通過多樣化的教學(xué)改革，積極引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究式學(xué)習(xí)，使學(xué)生能積極主動地參與到課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)和項目設(shè)計中。課程育人的達成度較高，教學(xué)效果較顯著，學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力也得到了較明顯提升，從而真正實現(xiàn)價值塑造、能力培養(yǎng)和知識傳授三位一體的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標。

參考文獻：

[1]張小艷,張春生,王海燕.應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標下融入“課程思政”的基礎(chǔ)會計教學(xué)改革[J].黑龍江教育(理論與實踐),2021(2).

[2]《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》發(fā)布[J].中國電力教育,2020(6).

[3]謝敏,胡艷宏,郭巍,等.淺談“無機非金屬材料工藝學(xué)”課程思政育人建設(shè)[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2021(40).

[4]王葉,張莉,陳超.基于OBE理念和BOPPPS模式基礎(chǔ)化學(xué)混合式教學(xué)改革[J].廣州化工,2022(3).

[5]張梁,徐云杰,管,等.高校理工科專業(yè)課程中的思政建設(shè)研究與探索———以《測試技術(shù)與傳感器》課程為例[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報,2019(12).

[6]葉挺聰,許艷萍,張樺,等.傳感器與傳感網(wǎng)課程教學(xué)中的課程思政建設(shè)[J].計算機教育,2021(5).

[7]王燕.基于專創(chuàng)融合的《自動化儀表》課程教學(xué)改革[J].中國電力教育,2021(3).

[8]謝建宏.基于項目驅(qū)動的傳感器原理課程教學(xué)改革研究[J].實驗室研究與探索,2018(10).

作者:王燕 武超 伊竟廣 單位:洛陽理工學(xué)院