摘要：探索符合建筑电气与智能化专业人才培养需要的建筑检测与传感技术课程教学内容、教学方法、教学手段和考核方式，培养学生的专业素养和工程实践能力，为本校建筑电气与智能化本科专业人才培养质量和毕业生就业提供助力，进一步推动专业的可持续发展。
关键词：建筑；课程改革；传感技术；工程实践
1研究背景
建筑检测与传感技术课程是我校建筑电气与智能化专业的核心课程之一。建筑电气与智能化专业是以电能、电气设备和电气技术为手段创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，它是介于土建和电气两大类学科之间的一门综合学科。学校于2007年成功开设建筑电气与智能化本科专业，并于2008年秋季开始第一届招生，截至2019年7月已有8届毕业生，共计630多人。经过长期对本专业的行业背景、知识需求、技术需求、能力需求、社会需求等多方面的跟踪调研，明确了建筑电气与智能化专业需要知识面宽、工程实践能力强、具有一定创新意识、综合素质好的应用型高级技能人才。据此制订了我校建筑电气与智能化本科专业人才培养目标：适应经济社会发展新需求，因材施教，培养具备电气工程、土木工程、控制科学与工程等方面的基础知识和技能，具备建筑电气与智能化系统设计、施工、调试、管理和系统集成的基本能力，具备较强实践能力，具有创新意识，在建筑电气与智能化相关领域，从事工程项目的设计、施工组织与管理、设备安装调试及运行维护、应用技术研究与开发等方面工作的高素质专门人才。这一人才培养目标要求该专业不断深化教育教学改革，优化课程体系和课程设置，完善教学内容，强化工程实践意识。
1.1检测与传感技术课程的特点
检测与传感技术是一门集光、机、电于一体，综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等多学科技术于一体的工科电气信息类专业的重要专业基础课程[1]。建筑电气与智能化专业作为电气类专业的一个特殊分支，设置该课程是非常必要的，而传统意义上的检测技术、传感器技术类课程更多涉及工业中的检测和传感技术。建筑检测与传感技术课程是研究以建筑为主体的检测和传感技术，和传统意义上的检测与传感技术课程既有相同之处，又需要凸显自己的专业特色。基于此，学校《建筑电气与智能化专业人才培养方案》(2015版)中将通用的检测与传感技术课程改为建筑检测与传感技术课程，本课程主要讲授把几何量、机械量、热工量、化学量等非电量转换成电量的各种传感器的基本结构、基本原理、基本转换电路和技术指标及其在智能建筑中的应用，不仅教授学生常规传感器的检测方法和检测原理，还教授学生这些传感器在智能建筑领域的主要应用场合、原理及使用方法。该课程是一门理论性与实践性都很强的专业基础课，涉及的基础理论和实际知识面广，在整个专业课程体系中起着承上启下的作用，具有提高学生对相关专业理论的认知能力、增强学生工程实践能力和开发创新能力的作用。
1.2建筑检测与传感技术课程的特点
建筑检测与传感技术课程目前没有专门的教材可用，选用的教材仍是通用的检测与传感技术类教材，教师根据自己对通用传感器类教材的理解和对智能建筑中所需传感器的掌握程度进行授课，将智能建筑中所用的传感器进行分类整理贯穿整个授课的过程中。此外，本课程所需的实验装置也需要根据现有的传感器类课程实验装置结合智能建筑中所用的传感器进行改造和创新。为了培养更符合本专业定位的学生，提高学生的专业素养和工程实践能力，增强学生的学习兴趣，亟须进行建筑检测与传感技术课程的教学改革。
2课程理论教学的改革探索
根据建筑电气与智能化专业发展需要，及时修订建筑检测与传感技术课程的理论教学和实验教学大纲，缩短理论学时，增加实验学时，及时更新课程的教学内容、课程教学方法及手段，充分体现工程实践能力的培养重点。
2.1教学内容模块化
建筑检测与传感技术课程内容较难理解，各章节相互独立，知识点之间的联系较少，涉及电子技术、电路分析、物理化学、数学等基础知识。很多学生反映学习该课程主要靠背会知识点，尤其是2017版的教学大纲中建筑检测与传感技术课程总学时由原来的48学时改为32学时，知识容量大，学时少，给课程教学带来了前所未有的挑战，将教学内容模块化，有利于加深学生理解，同时也节省了学时。根据所选教材的内容，将教学内容划分为五大模块，称之为五个单元，分别是：单元一，检测与传感技术的认识；单元二，物理传感器及其在智能建筑中的应用；单元三，化学传感器及其在智能建筑中的应用；单元四，生物传感器及其在智能建筑中的应用；单元五，智能传感器及其在智能建筑中的应用。教学内容模块化的好处是每个单元的学习内容有相通之处，如单元二的内容是物理传感器及其在智能建筑中的应用，先教授学生物理传感器的概念，即物理传感器是利用某些敏感元件的物理结构或某些功能材料的物理特性及效应制成的传感器[2]。简而言之，将物理量或物理效应转变成电量的传感器就是物理传感器，因此，电阻、电容、电感、压电、磁电、热电、光电、超声、红外等传感器都属于物理传感器，所不同的是每种物理量的转换原理各不相同。这样分类就不会让学生对烦琐的内容产生畏难情绪，提高了学习的积极性。
2.2课堂组织阶段化
每节课的课堂组织分为四个阶段进行：首先，复习上节课的学习内容并提出本节课的主要学习内容和学习任务；其次，采用情景引入式方法导入本节课程的学习内容，如通过采用视频、图片和动画等方式引入日常生活中常见的某种传感器的应用实例，从而导入这种传感器的学习；再次，是项目驱动式课堂阶段，课堂中采用不断设置问题，解决问题的方式进行，根据具体授课内容将学生进行分组讨论，让学生自己思考并寻求问题的答案；最后，对本次课程内容进行归纳总结，并提出下次课的教学内容，提醒学生课后预习。
2.3教学内容凸显专业特色
建筑检测与传感技术课程与通用传感器类课程的最大区别是教学内容和课程实验更能突出建筑这个主体，在学习每种类型的传感器时，先阐述这类传感器的工作原理、测量电路和应用，然后针对智能建筑中所用的该类传感器进行详细学习。如感温火灾探测器是热电式传感器在智能建筑中的重要应用，虽然通用传感器类课程中没有此项内容，但它是建筑检测与传感技术课程中的一项重要学习内容，为今后其他专业课程的学习奠定基础。
2.4教学过程突出工程实践
建筑检测与传感技术课程很多地方涉及数学知识，如在分析变气隙式电容传感器的工作原理时，需要通过数学公式推导气隙对电容变化量和灵敏度的影响，数学关系式很复杂，不容易理解，对于这些复杂的数学推导过程课堂教学中只教会学生推导的方法，对得出的结论进行详细分析，复杂烦琐的公式推导过程以课后练习的形式让学生自行推导。与此同时，增加传感器应用这部分的内容和学时，并让学生根据所学知识自行设计任意一种传感器的应用方案，既锻炼了创新思维和协作能力，又锻炼了工程实践和动手能力。
3课程实验教学的改革探索
3.1自制实验装置 特色明显
本课程实验所用设备为课程组教师联合实验仪器生产厂家自主研发的建筑检测与传感技术实验装置，该实验装置紧密结合专业特点，着重培养学生的应用能力、工程实践能力和创新精神。实验装置不仅包括常规传感器的所有实验内容，同时还包括智能建筑中所用传感器的实验内容。除完成课程实验教学工作外，还可以为本专业师生提供基本科研平台，完成生产实习、认识实习，帮助教师了解行业的工程特点。
3.2开展“分层次”的阶梯化实验教学 助力学科竞赛
本课程实验装置可做实验项目很多，而课程实验学时只有8学时，为了让学生在有效的时间内既能验证课堂所需理论知识，又提高工程实践能力和学科竞赛能力，开展了“分层次”“阶梯化”的实验教学模式。将实验内容分成基础型、工程应用型、设计创新型三个层次，引导学生从基础着手，循序渐进阶段式提高。基础型实验项目包括课本中所学的常规传感器实验，通过基础型实验进一步掌握和验证课本中有关常规传感器的理论知识。工程应用型实验项目是智能建筑中常用的传感器实验，设计创新型实验项目是学生利用实验平台可自行开发的项目。由于课程设置的实验学时有限，课程阶段的实验内容为“基础型实验2个+工程应用型实验2个”，设计创新型项目放在实习阶段开展。另外，实验室实行开放制度，学生可利用自己的课余时间自主实验，培养学生的工程实践能力，为专业选拔学科竞赛人才提供助力。
4考核方式改革探索
目前，建筑检测与传感技术课程传统的考核方式限制了学生的积极性，存在有些学生虽然到课率高但是听课不认真、实验抄数据、考试靠突击的情况。为了改善这种局面，同时兼顾出勤率，尝试探索一种新的课程考核方式，将课程总成绩分成四部分，分别是：平时成绩(包括出勤和作业)占20%；实验成绩(包括实验出勤、实验操作和实验报告)占10%；课程答辩成绩占20%；期末考试成绩占50%。与之前的不同之处在于增加了课程答辩成绩。课程答辩是让学生利用课堂所学知识和自己查阅相关文献，发挥主观能动性，给出一个关于传感器应用的设计思路，内容包括：设计的目的、实现的功能、具体实施方案、创新点等，如果时间和条件允许的话鼓励学生将思路转变成实物，根据内容的完整度、可实现性和创新性给定课程答辩成绩，还可以根据实施效果适当调整课程答辩成绩的比例。
5结语
根据本校建筑电气与智能化本科专业人才培养方案，对建筑检测与传感技术课程的教学内容、教学方法、教学手段和考核方式进行了一系列改革，为提高学生的专业素养和工程实践能力做出了一定的贡献，为培养建筑电气与智能化相关领域的高素质专门人才起到了一定的推动作用。
参考文献
[1]徐科军,马修水,李晓林.传感器与检测技术(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2008.
[2]郭爱芳.传感器原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.
作者:吴艳敏 武东辉 刘磊 任静 单位:郑州轻工业大学建筑环境工程学院
