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摘要：探索符合建筑電氣與智能化專業人才培養需要的建筑檢測與傳感技術課程教學內容、教學方法、教學手段和考核方式，培養學生的專業素養和工程實踐能力，為本校建筑電氣與智能化本科專業人才培養質量和畢業生就業提供助力，進一步推動專業的可持續發展。
關鍵詞：建筑；課程改革；傳感技術；工程實踐
1研究背景
建筑檢測與傳感技術課程是我校建筑電氣與智能化專業的核心課程之一。建筑電氣與智能化專業是以電能、電氣設備和電氣技術為手段創造、維持與改善限定空間和環境的一門科學，它是介于土建和電氣兩大類學科之間的一門綜合學科。學校于2007年成功開設建筑電氣與智能化本科專業，并于2008年秋季開始第一屆招生，截至2019年7月已有8屆畢業生，共計630多人。經過長期對本專業的行業背景、知識需求、技術需求、能力需求、社會需求等多方面的跟蹤調研，明確了建筑電氣與智能化專業需要知識面寬、工程實踐能力強、具有一定創新意識、綜合素質好的應用型高級技能人才。據此制訂了我校建筑電氣與智能化本科專業人才培養目標：適應經濟社會發展新需求，因材施教，培養具備電氣工程、土木工程、控制科學與工程等方面的基礎知識和技能，具備建筑電氣與智能化系統設計、施工、調試、管理和系統集成的基本能力，具備較強實踐能力，具有創新意識，在建筑電氣與智能化相關領域，從事工程項目的設計、施工組織與管理、設備安裝調試及運行維護、應用技術研究與開發等方面工作的高素質專門人才。這一人才培養目標要求該專業不斷深化教育教學改革，優化課程體系和課程設置，完善教學內容，強化工程實踐意識。
1.1檢測與傳感技術課程的特點
檢測與傳感技術是一門集光、機、電于一體，綜合物理、化學、生物、材料、電子、電氣、計算機、機械等多學科技術于一體的工科電氣信息類專業的重要專業基礎課程[1]。建筑電氣與智能化專業作為電氣類專業的一個特殊分支，設置該課程是非常必要的，而傳統意義上的檢測技術、傳感器技術類課程更多涉及工業中的檢測和傳感技術。建筑檢測與傳感技術課程是研究以建筑為主體的檢測和傳感技術，和傳統意義上的檢測與傳感技術課程既有相同之處，又需要凸顯自己的專業特色?；诖耍瑢W?！督ㄖ姎馀c智能化專業人才培養方案》(2015版)中將通用的檢測與傳感技術課程改為建筑檢測與傳感技術課程，本課程主要講授把幾何量、機械量、熱工量、化學量等非電量轉換成電量的各種傳感器的基本結構、基本原理、基本轉換電路和技術指標及其在智能建筑中的應用，不僅教授學生常規傳感器的檢測方法和檢測原理，還教授學生這些傳感器在智能建筑領域的主要應用場合、原理及使用方法。該課程是一門理論性與實踐性都很強的專業基礎課，涉及的基礎理論和實際知識面廣，在整個專業課程體系中起著承上啟下的作用，具有提高學生對相關專業理論的認知能力、增強學生工程實踐能力和開發創新能力的作用。
1.2建筑檢測與傳感技術課程的特點
建筑檢測與傳感技術課程目前沒有專門的教材可用，選用的教材仍是通用的檢測與傳感技術類教材，教師根據自己對通用傳感器類教材的理解和對智能建筑中所需傳感器的掌握程度進行授課，將智能建筑中所用的傳感器進行分類整理貫穿整個授課的過程中。此外，本課程所需的實驗裝置也需要根據現有的傳感器類課程實驗裝置結合智能建筑中所用的傳感器進行改造和創新。為了培養更符合本專業定位的學生，提高學生的專業素養和工程實踐能力，增強學生的學習興趣，亟須進行建筑檢測與傳感技術課程的教學改革。
2課程理論教學的改革探索
根據建筑電氣與智能化專業發展需要，及時修訂建筑檢測與傳感技術課程的理論教學和實驗教學大綱，縮短理論學時，增加實驗學時，及時更新課程的教學內容、課程教學方法及手段，充分體現工程實踐能力的培養重點。
2.1教學內容模塊化
建筑檢測與傳感技術課程內容較難理解，各章節相互獨立，知識點之間的聯系較少，涉及電子技術、電路分析、物理化學、數學等基礎知識。很多學生反映學習該課程主要靠背會知識點，尤其是2017版的教學大綱中建筑檢測與傳感技術課程總學時由原來的48學時改為32學時，知識容量大，學時少，給課程教學帶來了前所未有的挑戰，將教學內容模塊化，有利于加深學生理解，同時也節省了學時。根據所選教材的內容，將教學內容劃分為五大模塊，稱之為五個單元，分別是：單元一，檢測與傳感技術的認識；單元二，物理傳感器及其在智能建筑中的應用；單元三，化學傳感器及其在智能建筑中的應用；單元四，生物傳感器及其在智能建筑中的應用；單元五，智能傳感器及其在智能建筑中的應用。教學內容模塊化的好處是每個單元的學習內容有相通之處，如單元二的內容是物理傳感器及其在智能建筑中的應用，先教授學生物理傳感器的概念，即物理傳感器是利用某些敏感元件的物理結構或某些功能材料的物理特性及效應制成的傳感器[2]。簡而言之，將物理量或物理效應轉變成電量的傳感器就是物理傳感器，因此，電阻、電容、電感、壓電、磁電、熱電、光電、超聲、紅外等傳感器都屬于物理傳感器，所不同的是每種物理量的轉換原理各不相同。這樣分類就不會讓學生對煩瑣的內容產生畏難情緒，提高了學習的積極性。
2.2課堂組織階段化
每節課的課堂組織分為四個階段進行：首先，復習上節課的學習內容并提出本節課的主要學習內容和學習任務；其次，采用情景引入式方法導入本節課程的學習內容，如通過采用視頻、圖片和動畫等方式引入日常生活中常見的某種傳感器的應用實例，從而導入這種傳感器的學習；再次，是項目驅動式課堂階段，課堂中采用不斷設置問題，解決問題的方式進行，根據具體授課內容將學生進行分組討論，讓學生自己思考并尋求問題的答案；最后，對本次課程內容進行歸納總結，并提出下次課的教學內容，提醒學生課后預習。
2.3教學內容凸顯專業特色
建筑檢測與傳感技術課程與通用傳感器類課程的最大區別是教學內容和課程實驗更能突出建筑這個主體，在學習每種類型的傳感器時，先闡述這類傳感器的工作原理、測量電路和應用，然后針對智能建筑中所用的該類傳感器進行詳細學習。如感溫火災探測器是熱電式傳感器在智能建筑中的重要應用，雖然通用傳感器類課程中沒有此項內容，但它是建筑檢測與傳感技術課程中的一項重要學習內容，為今后其他專業課程的學習奠定基礎。
2.4教學過程突出工程實踐
建筑檢測與傳感技術課程很多地方涉及數學知識，如在分析變氣隙式電容傳感器的工作原理時，需要通過數學公式推導氣隙對電容變化量和靈敏度的影響，數學關系式很復雜，不容易理解，對于這些復雜的數學推導過程課堂教學中只教會學生推導的方法，對得出的結論進行詳細分析，復雜煩瑣的公式推導過程以課后練習的形式讓學生自行推導。與此同時，增加傳感器應用這部分的內容和學時，并讓學生根據所學知識自行設計任意一種傳感器的應用方案，既鍛煉了創新思維和協作能力，又鍛煉了工程實踐和動手能力。
3課程實驗教學的改革探索
3.1自制實驗裝置 特色明顯
本課程實驗所用設備為課程組教師聯合實驗儀器生產廠家自主研發的建筑檢測與傳感技術實驗裝置，該實驗裝置緊密結合專業特點，著重培養學生的應用能力、工程實踐能力和創新精神。實驗裝置不僅包括常規傳感器的所有實驗內容，同時還包括智能建筑中所用傳感器的實驗內容。除完成課程實驗教學工作外，還可以為本專業師生提供基本科研平臺，完成生產實習、認識實習，幫助教師了解行業的工程特點。
3.2開展“分層次”的階梯化實驗教學 助力學科競賽
本課程實驗裝置可做實驗項目很多，而課程實驗學時只有8學時，為了讓學生在有效的時間內既能驗證課堂所需理論知識，又提高工程實踐能力和學科競賽能力，開展了“分層次”“階梯化”的實驗教學模式。將實驗內容分成基礎型、工程應用型、設計創新型三個層次，引導學生從基礎著手，循序漸進階段式提高?；A型實驗項目包括課本中所學的常規傳感器實驗，通過基礎型實驗進一步掌握和驗證課本中有關常規傳感器的理論知識。工程應用型實驗項目是智能建筑中常用的傳感器實驗，設計創新型實驗項目是學生利用實驗平臺可自行開發的項目。由于課程設置的實驗學時有限，課程階段的實驗內容為“基礎型實驗2個+工程應用型實驗2個”，設計創新型項目放在實習階段開展。另外，實驗室實行開放制度，學生可利用自己的課余時間自主實驗，培養學生的工程實踐能力，為專業選拔學科競賽人才提供助力。
4考核方式改革探索
目前，建筑檢測與傳感技術課程傳統的考核方式限制了學生的積極性，存在有些學生雖然到課率高但是聽課不認真、實驗抄數據、考試靠突擊的情況。為了改善這種局面，同時兼顧出勤率，嘗試探索一種新的課程考核方式，將課程總成績分成四部分，分別是：平時成績(包括出勤和作業)占20%；實驗成績(包括實驗出勤、實驗操作和實驗報告)占10%；課程答辯成績占20%；期末考試成績占50%。與之前的不同之處在于增加了課程答辯成績。課程答辯是讓學生利用課堂所學知識和自己查閱相關文獻，發揮主觀能動性，給出一個關于傳感器應用的設計思路，內容包括：設計的目的、實現的功能、具體實施方案、創新點等，如果時間和條件允許的話鼓勵學生將思路轉變成實物，根據內容的完整度、可實現性和創新性給定課程答辯成績，還可以根據實施效果適當調整課程答辯成績的比例。
5結語
根據本校建筑電氣與智能化本科專業人才培養方案，對建筑檢測與傳感技術課程的教學內容、教學方法、教學手段和考核方式進行了一系列改革，為提高學生的專業素養和工程實踐能力做出了一定的貢獻，為培養建筑電氣與智能化相關領域的高素質專門人才起到了一定的推動作用。
參考文獻
[1]徐科軍,馬修水,李曉林.傳感器與檢測技術(第2版)[M].北京:電子工業出版社,2008.
[2]郭愛芳.傳感器原理及應用[M].西安:西安電子科技大學出版社,2007.
作者:吳艷敏 武東輝 劉磊 任靜 單位:鄭州輕工業大學建筑環境工程學院
