OBE理念下江西服装学院“传感器原理及应用”课程建设与改革.pdf

55Journal of Clothing综合研究OBEOBE 理念下理念下江西服装学院江西服装学院“传感器原理及应用传感器原理及应用”课程建设课程建设与改革与改革Construction and reform of the course Sensor Principle and Application inJiangxi Institute of Fashion Technology under the concept of OBE王王斌斌（江西服装学院 大数据学院，南昌 330201）摘要：针对江西服装学院“传感器原理及应用”课程传统教学中存在以“教”为中心、“教”与“学”分离、未能突出培养学生综合应用能力和人文素养的问题，通过强化传感器在服装产业中的应用、建设在线课程资源、设计基于课程思政的课程教学、实施“虚实一体”教学改革、深化以赛促学促教、探索产学协同育人等多种方式的教学改革，全面提升课程的教学质量和学生的人文科学素养。经实践对比，课程改革后学生的课程考核成绩、传感器基本应用能力和综合设计能力等均有了一定程度的提升，其学习兴趣和综合人文素养也有了进一步的提高。关键词：传感器原理及应用；OBE；课程改革；课程建设中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：282(2023)01-0055-07OBE（Outcomes-based Education）教育是一种以成果为目标导向，以学生为中心，并坚持持续改进的课程体系建设理念13。目前，我国越来越多的高校在积极推进基于此理念的工程教育认证工作。一方面，江西服装学院是以服装教育为特色，特别是在服装设计研究、服装技术应用等方面具有十分明显的特色和优势，重点培养服装产业链中高素质应用型人才。另一方面，物联网工程专业人才培养方案中明确要求，学生毕业时在工程知识、问题分析等共计12个方面应达到一定的要求。同时还强调，该专业学生在毕业依托平台：江西服装学院服装大数据研究中心基金项目：2021 年第一批教育部产学合作协同育人项目（202101142047）作者简介：王斌（1985），男，讲师，主要从事物联网技术应用的研究。后通过5年左右的实践，能够理解并遵守职业道德规范、法律法规，具备解决本专业相关领域工程问题所需的相关知识和解决实际问题的能力和良好的人文素养。以上要求也是OBE理念中重点强调的内容。因此，OBE理念下服装院校课程教学建设与改革也是势在必行，特别是对物联网工程专业中的相关核心课程的教学改革更是迫在眉睫，通过核心课程建设与改革，可进一步促进该专业学生的相关毕业要求能力和素养的全面提升。1课程基本情况课程基本情况江西服装学院物联网工程人才培养方案中，设定了 8 门核心课程，其中“传感器原理及应用”就是其中一门重要的专业核心课程。该课程在人才培养方案中计划开课时间为第三学年第一学56Construction and reform of the course Sensor Principle and Application in Jiangxi Institute of Fashion Technology underthe concept of OBEVol.18No.1期，共设置 32 个理论学时和 16 个实践学时，其中实践部分单独设置一门课程，为“传感器原理及应用实验”。本课程旨在考察学生对各种常见类型传感器的基础知识、基本原理、电路分析设计及其典型应用的掌握，其具体目标如下：课程目标一：掌握常见各种类型传感器的基础知识，具有分析和评价传感器应用工程项目问题的能力，能在项目实际开发中遵守职业道德规范。课程目标二：能基于传感器技术的专业知识，具备使用传感器技术进行物联网中相关物理量的转换实现和相关具体操作的能力。课程目标三：具备针对传感器应用系统开展需求分析、方案设计与优化等工程实践活动以及创新改进的能力，培养自主终身学习的能力。该课程涉及的传感器种类和知识点繁多，在传统的课堂教学中以“教”为中心、“教”与“学”分离问题比较突出，学生学习起来比较枯燥，学习兴趣不够高，实践应用和综合设计能力未能得到充分的锻炼和提升，整体学习效果不够理想，造成课程相关目标实现难度较大，整体上未能突出对学生综合应用能力和人文素养的培养。此外，课程教学与学校服装育人特色融合的还不够深入，整体上与学校人才培养目标定位和本专业人才培养方案要求还存在一定差距。2课程建设与改革课程建设与改革2.1总体建设与改革总体建设与改革分别从服装特色育人、课程资源建设、强化课程思政、虚实一体教学、以赛促学促教以及产学协同育人共 6 个方面来进行课程改革探索，改革传统教学方式方法，重点突出 OBE 教学理念和适应新形势发展需要，强化提升学生综合素质，加强物联网工程专业应用技术型人才培养，其具体建设与改革内容如图 1 所示。图图 1课程总体建设与改革结构图Fig.1Overall course construction and reform structurechart2.2强化传感器在服装行业中的应用强化传感器在服装行业中的应用挖掘服装中的传感器元素，彰显育人特色。结合江西服装学院服装特色优势，引入传感器在服装上的经典应用案例，特别是在医疗、养老、康养、航空航天等领域已有较为广泛的应用。例如，国外日本松下子公司 ATOUN 开发的可用于老年人力量辅助作用的动力辅助智能服装，其核心是基于相应传感器检测身体是否有核心运动变化来决定是否启动马达，从而对用户起到力量辅助作用；Polar Team Pro 智能运动服装通过相应传感器实时追踪运动心率指标来提供实时训练数据，进而实现对运动员健身状况的实时监控。国内在航天员专用服装、消防服、医疗智能服装、“热隐身”智能服装、糖尿病监测云端互动服装等方面有了较为深入的研究并取得了一定成果。因此，近年来随着各种柔性智能传感器技术的飞速发展，智能纺织品技术得到了不断的提升，智能服饰服装、智能可穿戴设备得到了国内外的众多学者、企业的研究和开发，在相关领域也逐步得到了具体应用。通过引入以上相关经典案例，深入挖掘智能服饰服装、智能可穿戴设备中的传感器元素并将其融合到课程教学中，一方57OBE 理念下江西服装学院“传感器原理及应用”课程建设与改革第 18 卷第 1 期面让学生深入了解和掌握传感器在智能服饰服装中的核心地位和应用价值，另一方面也进一步体现出学校的育人特色和优势，同时也为学生今后从事服装物联网技术相关工作打下一定的基础。2.3线上、线下相结合的课程教学改革线上、线下相结合的课程教学改革综合运用信息化手段，加强线上、线下教学相结合，实现联合培养4。截至目前，本课程已在学堂在线和服装超星平台建立了完整的在线课程资源，其中在服装超星平台的课程资源如图2 所示，课程总共分为 9 大章节，课程资源包括视频 45 个，总时长 542 分钟，题库总数 559 题，讨论话题 44 个，教学课件文档 45 个，其他资料8 个，其中任务点章节 56 个，非任务点章节 11个，综合测试试卷达 20 套，以上课程资源为线上线下混合式教学的开展提供了有力的保障。通过教学方式的改革，一方面改变传统课程教学中的师生关系，突出以学生为主体的教学理念，另一方面可使教学活动打破了时间和空间的限制，在出现突发情况无法正常线下上课的情况下，仍可保障正常有效的开展课堂教学，保障学生能够自主、自由的学习本门课程。图图 2在线课程资源建设情况Fig.2Construction of online course resources在教学过程中针对课前、中、后 3 个环节，分别安排不同的学习任务和相应奖励，引导学生自主学习和自主探究56。课前，通过服装超星平台在线发布学习任务，同时通过在线平台视频引导学生进行在线自主学习，并进行知识归纳和总结，对存在的问题先进行查阅文献和网络资料并上传在线学习平台，培养良好的课前自主学习习惯。课中，解答收集到的学生问题，并进行分组讨论分析重点知识和相关应用案例，让每位同学都参与其中进行思维碰撞，形成较为统一的结论和思想，重在培养学生的沟通分析问题能力和团队协作能力。课后，基于在线学习平台，发布基于所学内容的主观挑战任务，此任务可小组合作完成，也可个人独立完成，并通过小组或个人互评等方式完成评价，重在提升学习兴趣和体验，以及强化对知识的掌握。2.4强化强化“课程思政课程思政”育人改革育人改革以“课程思政”为抓手，创新育人手段。在对本课程所有知识点全面梳理的基础上，深入挖掘密切程度较高的思政元素，在此基础上将“理想信念、职业素养、个人修养”3 个方面作为课程思政的主线7，通过分层次、有计划、潜移默化地将其融入教学过程中。一方面，融合思政，优化课程内容。在教学实践中，结合课程教学任务，在每个教学任务中引入思政材料，包括国家产业需求、国产传感器产品与外国产品的对比与替代、时政热点、精益求精的工匠精神等8，不同教学内容融入思政元素各有侧重。另一方面，思58Construction and reform of the course Sensor Principle and Application in Jiangxi Institute of Fashion Technology underthe concept of OBEVol.18No.1政元素引用上突出贴切和创新。比如，通过社会主义核心价值观思政元素引入，重点培养学生的家国情怀；通过校本服装特色文化、服装行业大国工匠思政元素引入，重点培养学生爱岗敬业、自强不息的职业素养。例如在学习热电偶时，通过对热电偶的冷端补偿分析，号召学生要积极面对并弥补自身短板，努力强化自我、发展自我、完善自我，方能突破自我和成就自我。在学习温度传感器时，引入温度传感器在航天服中的典型应用，宣扬技术创新对高科技发展的重要性。通过引入紧贴课程知识点的相关思政元素，以润物细无声的形式来逐步提升学生的综合人文素养。2.5“虚拟仿真与实体实验一体虚拟仿真与实体实验一体”的教学的教学改革改革探索构建基于虚拟仿真教学模式，实现“虚”“实”结合、以虚补实，各取所长。在“传感器原理及应用”课程的实验项目教学中，积极探索构建虚、实一体教学模式。线下基于传感器综合实验箱进行实体实验项目教学，该实验箱可开展超声波测距实验、光敏传感器实验等共 14 种类型传感器的综合应用实验（具体如图 3 所示），极大提高了学生的动手实践和相关应用能力；线上基于 Proteus 仿真平台进行虚拟仿真实验项目教学9，目前初步开发了 5 个基于 Proteus 虚拟仿真平台的传感器综合应用实验项目（具体如图 3所示），实验过程中可完全保证每人一套实验仿真平台，并可根据自己的创意和设想基于该平台进行二次开发，同时实验学习不受时间和空间限制，可较好的锻炼和提升学生综合设计能力。此外，在曾经疫情肆虐的环境下，虚拟仿真教学方式在本课程线上教学过程中发挥了巨大的作用，使得该课程的教和学的效果在最大程度上不受影响。图图 3实验教学资源Fig.3Experimental teaching resources虚拟仿真实验具有可打破时间和空间的限制、可减少实验硬件平台成本和后期维护成本等诸多优势，能够很好地弥补实体实验中存在的相应不足，可在充分利用二者各自优势的基础上，构建实验实训更加完整、适应面更广的有机整体。通过虚、实一体的教学改革，一方面，为本课程开展线上教学提供了强有力的支持，另一方面，也更好的保障了学生的传感器应用与实践能力得到全面锻炼，综合设计开发能力得到进一步的提升，也更加体现了 OBE 中以学生为中心的理念。2.6以赛促学和促教的教学改革以赛促学和促教的教学改革大力推进以赛促学和促教的教学改革，强化培养应用型人才10。为了更好的将所学传感器知识应用到实际生产生活中，结合智能服装中传感器数据采集的需求，积极组织学生参加与传感器59OBE 理念下江西服装学院“传感器原理及应用”课程建设与改革第 18 卷第 1 期相关的各种竞赛和课外活动，相关竞赛项目如图4 所示，特别在“互联网+”大学生创新创业大赛等各种竞赛中一直坚持将服装元素融入到比赛作品中，充分发挥江西服装学院服装教育优势，强化其与物联网工程专业的深度融合。赛前学习准备过程中，校企双方老师合作给予学生过程化的指导，选取优秀作品，推荐参加比赛。学生取得相应名次后学生和指导老师均可获得学校相应的奖励，学生还可进行相应的第二课堂学分置换。此种模式一方面激发了老师的教学目标的持续更新，另一方面也激发了学生学习兴趣和创新意识，进一步促进学生学习积极性的提升，实现双赢的效果。通过对比，参加过专业能力竞赛的同学的实践能力明显得到了提高，指导老师在教学过程中也将专业竞赛中的相关问题引入教学中，使得教学内容的针对性更强，教学目标更加清晰明确，学生学习效果也得到进一步的改善。随着以赛促学、促教的氛围逐渐形成，据不完全统计近 3 年来物联网工程专业参赛和获奖学生人数均在逐年上升。图图 4目前传感器相关学科竞赛项目Fig.4Current competition projects in sensor relateddisciplines2.7产学协同育人的教学改革产学协同育人的教学改革积极探索产学协同育人，充分发挥校企优势。本课程在 2021 年与广州粤嵌通信科技有限公司合作，实施开展了教育部产学协同育人项目（工程教育认证下“传感器原理及应用”课程建设）的建设。该项目重点进行了课程教学改革的探索，尝试以企业实际工程案例为基础，通过与企业合作精选学习案例，设置项目任务，将本课程相关知识点恰当的融入项目任务中，深入学习相关传感器在企业具体案例项目中的应用过程，让学生熟悉传感器基本原理和掌握传感器具体实际应用，特别是在智能服饰服装中的典型应用。同时建设教学资源库，不断增加课前预习、课堂检查、课后练习，积极探索以学生为中心、以任务为中心的教学改革模式。通过在“学生为中心、项目为驱动、成果为导向”方面的调整与改革，强化校企结合、社会与学校相互促进，来推动本课程体系建设与改革。通过校企合作，补齐课程教学和实际需求的差距，打好专业基础，在满足工程教育认证要求的同时，培养能够对接市场的高质量人才。3课程改革效果分析与总结课程改革效果分析与总结本课程在 6 个方面进行创新性调整与改革，来推动本课程体系的全面建设。选取 2021-2022学年江西服装学院物联网工程专业 2019 级 A 班和 B 班两班进行改革前、后实践分析：a)改革后课堂以学生为主体，每位学生带着任务和问题进行学习，A、B 两班成绩达成度对比如下：目标一分别为 0.828、0.874，目标二分别为 0.815、0.847，目标三分别为 0.775、0.867，总体达成度分别为 0.808、0.864，学生学习兴趣和学习成绩得到明显的提升。b)通过“课程思政”创新育人手段，以“润物细无声”的方式提升了学生人文素养、职业素养，其表现为学生在专业竞赛前的训练中表现出不怕苦、不怕累、精益求精、追求卓越的品质，以及在参与专业实习时，自觉遵守实60Construction and reform of the course Sensor Principle and Application in Jiangxi Institute of Fashion Technology underthe concept of OBEVol.18No.1习单位的各项制度和要求，敬业守信，能运用所学知识积极解决遇到的问题，认真完成各项任务，逐渐形成了良好的职业素养。c)虚实一体和赛教学结合的教学模式，使得学生的综合应用设计能力得到进一步地锤炼和提升，其表现较为显著的是参加专业竞赛的人数和获奖人数明显增多。d)校企合作协同育人，进一步强化了学校培养人才与市场接轨的基础，其表现较为显著的是学生对企业传感器应用项目开发流程、传感器在智能服装中的典型应用有了更加深入的把握。e)强化传感器在服装行业中的应用，进一步彰显学校服装育人特色，凸显专业与服装行业紧密结合，其表现较为显著的是申请的学生项目及学生竞赛作品中能够很好的将专业知识与服装产业紧密结合在一起。4结结语语以 OBE 教育理念为导向，对江西服装学院“传感器原理及应用”课程进行了相关建设和教学改革，促使学生学习兴趣、学习成绩达成度和传感器创新实践应用能力都得到了一定的提高，特别是在服装产业链中的相关物联网技术应用基础能力有了进一步的提升，同时相关人文素养也得到一定的提高。总之，基于 OBE 理念的“传感器原理及应用”课程体系建设和改革，进一步为学校物联网工程专业应用型高素质人才的培养提供有力的支撑和保障。参考文献：1张博.基于学生学习成效的高等学校教学质量保障体系构建研究D.哈尔滨:哈尔滨理工大学,2019.ZHANG Bo.Research on the Construction of TeachingQuality Assurance System in Universities Based on StudentLearning Effectiveness D.Harbin:Harbin University ofScience and Technology,2019.2张云志,陈少臻,杜裕彤.OBE 理念下“传感器技术”课程思政建设思考与探索J.教育教学论坛,2022(41):105108.ZHANG Yunzhi,CHEN Shaozhen,DU Yutong.Thinkingand exploration of“curriculum ideological and politicaleducation”construction in the course of sensor technologybased on OBE concept J.Education and Teaching Forum,2022(41):105108.3王雪晴,杜豪杰,陈辉,等.基于OBE理念和BOPPPS模式的传感器与检测技术混合式“金课”探索J.大学教育,2022(4):9597.WANG Xueqing,DU Haojie,CHEN Hui,et al.Explorationof a hybrid“gold course”of sensors and detectiontechnology based on OBE concept and BOPPPS mode J.University Education,2022(4):9597.4范秀伟,申沂明,姜守振.基于混合式教学的传感器原理与应用课程改革J.山东师范大学学报(自然科学版),2021,36(2):201206.FANXiuwei,SHENYiming,JIANGShouzhen.Curriculum reform of principle and application of sensorbased on blended teaching theory J.Journal of ShandongNormalUniversity(NaturalScience),2021,36(2):201206.5丁超,李刚俊,苏睿.新工科背景下“传感器原理与应用”课程教学改革初探J.成都工业学院学报,2020,23(2):105108.DING Chao,LI Gangjun,SU Rui.Probe into the teachingreform of“sensor principle and application”course underthe background of new engineering J.Journal of ChengduTechnological University,2020,23(2):105108.6冯辉,陈磊,邓明.基于混合式教学的“传感器原理及应用”课程教学改革探索J.无线互联科技,2021,18(14):137138.OBE 理念下江西服装学院“传感器原理及应用”课程建设与改革第 18 卷第 1 期61FENG Hui,CHEN Lei,DENG Ming.Exploration onteaching reform of“sensor principle and application”coursebased on hybrid teaching J.Wireless Internet Technology,2021,18(14):137138.7蔡文玉.高校课程思政实践策略研究D.秦皇岛:燕山大学,2019.CAI Wenyu.Research on Practical Strategies of Ideologicaland Political Theory of Curriculum in Colleges andUniversities D.Qinhuangdao:Yanshan University,2019.8宋翔,汪静,蒋慧琳,等.多维思政元素融入的“传感器”课程改革探索J.电气电子教学学报,2021,43(5):7377.SONGXiang,WANGJing,JIANGHui-lin,etal.Explorationofsensorcurriculumreformbasedonmulti-dimensional ideological and political elements J.Journal of EEE,2021,43(5):7377.9王斌.Proteus 虚拟仿真平台在物联网工程专业核心课程 教 学 中 的 应 用 J.纺 织 服 装 教 育,2021,36(4):366369.WANG Bin.Application of proteus virtual simulationplatform in core course teaching of IoT engineering J.Textile and Apparel Education,2021,36(4):366369.10张慧洁,王启宇,贾美薇,等.以学科竞赛为引导的传感器原理与应用课程改革实验教学模式的探索与实践J.中国多媒体与网络教学学报,2021(6):6870.ZHANG Huijie,WNG Qiyu,JIA Meiwei,et al.Coursereform of sensor principles and applications guided bysubjectcompetition-explorationandpracticeofexperimentalteachingmodeJ.ChinaJournalofMultimedia&Network Teaching,2021(6):6870.Construction and reform of the course Sensor Principle andApplication in Jiangxi Institute of Fashion Technology under theconcept of OBEWANG Bin(College of Mega Data,Jiangxi Institute of Fashion Technology,Nanchang 330201,China)Abstract:In response to the traditional teaching of the course Sensor Principles and Applications in Jiangxi Institute ofFashion Technology,which focuses on teaching and separates teaching from learning,and fails to highlight thecultivation of students comprehensive application ability and humanistic literacy,this paper aims to strengthen theapplication of sensors in the clothing industry,build online course resources,design course teaching based on ideological andpolitical education,implement virtual reality integration teaching reform,and deepen the promotion of learning andteaching through competition.It explores the teaching reform in various ways such as collaborative education of productionand learning,and aims at comprehensively improving the teaching quality of this course and students humanistic andscientific literacy.After comparing the teaching practice results,it is found that after the curriculum reform,students courseassessment scores,basic sensor application abilities,and comprehensive design abilities have all been improved to a certainextent,and their self-learning ability and learning interest have been further improved.Keywords:principles and applications of sensors;OBE;curriculum reform;course construction责任编辑：王新平