《傳感器原理與應(yīng)用》教學(xué)改革研究與探索

摘 要:《傳感器原理與應(yīng)用》是一門與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系的課程。針對該門課程的知識面廣和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，結(jié)合本校教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，對該門課程的授課內(nèi)容和方法改革進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞:傳感器原理及應(yīng)用 教學(xué)改革 教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0194-01

傳感器是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化測量和自動控制的主要環(huán)節(jié)，是信息采集的重要部件，同時(shí)也是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的源頭，又是信息社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)與技術(shù)的基礎(chǔ)。如果沒有精度高和性能可靠的傳感器，沒有先進(jìn)的傳感器技術(shù)，那么信息的準(zhǔn)確獲取將無從談起，信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)將成為無源之水。傳感器技術(shù)成為現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中極其重要的學(xué)科之一[1]。

我們學(xué)校物理系的應(yīng)用物理和光信兩個專業(yè)都開設(shè)了《傳感器原理與應(yīng)用》這門課程。目的是通過對傳感器的原理、結(jié)構(gòu)以及相關(guān)測量電路的介紹，使學(xué)生掌握非電量檢測技術(shù)及相關(guān)測量方法，能對實(shí)際的檢測系統(tǒng)提出合理的方案，并選擇合理的檢測器件和系統(tǒng)方案進(jìn)行檢測。該課程的許多傳感器在該專業(yè)的后續(xù)課程，如《無損檢測技術(shù)》、《光學(xué)傳感技術(shù)》等都有非常大的作用。由于這個課程與后續(xù)課程密切相關(guān)，所以教學(xué)質(zhì)量的好壞，直接影響后續(xù)教學(xué)質(zhì)量的好壞。

1 目前《傳感器原理與應(yīng)用》教學(xué)中存在的問題

《傳感器原理與應(yīng)用》這門課的特點(diǎn)是知識覆蓋面廣、課程內(nèi)容多且分散、更新速度快、實(shí)踐性強(qiáng)。近年來“以教師為中心”的教學(xué)特點(diǎn)是由教師通過講授、板書以及教學(xué)媒體的輔助，把教學(xué)內(nèi)容傳遞或者灌輸給學(xué)生。在這種學(xué)生被動的教學(xué)模式下，學(xué)生對知識的理解和吸收效率較低。學(xué)生逐漸養(yǎng)成一種被動的接受，拒絕思考、不愛提問的不良現(xiàn)狀。此外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)把學(xué)生培養(yǎng)成按照實(shí)驗(yàn)手冊步驟按部就班的操作人員。實(shí)驗(yàn)的考核以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)，而大多數(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容是些記錄和抄寫工作，學(xué)生對這樣的動手機(jī)會不重視。這種教學(xué)過程繼續(xù)下去會嚴(yán)重的影響學(xué)生主動性和創(chuàng)造性、不利于學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)。因此必須換掉落伍的教學(xué)觀念，采用新的教學(xué)新模式，轉(zhuǎn)變教與學(xué)的關(guān)系，突出學(xué)生的主體地位。

2 教學(xué)內(nèi)容與方法的改革

2.1 教學(xué)內(nèi)容分層組織

將課程體系與內(nèi)容的展開“層次化”，把該課程劃分為“理論教學(xué)模塊”和“實(shí)踐教學(xué)模塊”兩個模塊。我們把理論教學(xué)模塊劃分為五個層次[2]:傳感器的一般概念、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)模型、傳感器原理的分析、測量電路的分析、系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。使課程內(nèi)容的實(shí)施按由淺入深、由基礎(chǔ)到研究的秩序進(jìn)行，逐步“遞進(jìn)化”。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊劃分為三個層次[3]:基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，也是逐步“遞進(jìn)化”?！袄碚摻虒W(xué)模塊”和“實(shí)踐教學(xué)模塊”兩個模塊緊密結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。理論課結(jié)束后，應(yīng)積極開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。首先進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，加深對傳感器特性和使用情況的掌握;接下來進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，活躍學(xué)生們的設(shè)計(jì)思想，強(qiáng)化其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力;最后進(jìn)行研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，對學(xué)生進(jìn)行科研基礎(chǔ)訓(xùn)練，進(jìn)一步提高其科學(xué)研究素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.2 采用靈活多樣的授課方法，將講授的內(nèi)容與生活應(yīng)用相聯(lián)系

主要采用多媒體教學(xué)、模型教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以及項(xiàng)目式教學(xué)多種手段。在教學(xué)過程中，把課堂搬到校外，要求學(xué)生進(jìn)行多種傳感器的市場和實(shí)際應(yīng)用情況調(diào)研，并就調(diào)研的結(jié)果進(jìn)行全班交流，變被動式學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

2.3 講授與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合

為了把傳感器原理這門課從應(yīng)試課程轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N實(shí)踐工具，在教學(xué)計(jì)劃中增加了2周的綜合課程設(shè)計(jì)。通過綜合課程設(shè)計(jì)，學(xué)生可以利用課堂上講授的傳感器原理知識，設(shè)計(jì)各種傳感器，或者選用多種傳感器設(shè)計(jì)實(shí)際的工程系統(tǒng)。這樣學(xué)生有了充分的時(shí)間來培養(yǎng)實(shí)踐能力。

2.4 開展多樣的科技競賽活動

在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生參加課外科技活動。不僅可以激發(fā)廣大學(xué)生刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的精神，同時(shí)也有利于深入開展創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。如本校的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目，就為學(xué)生提供了一個創(chuàng)新實(shí)踐的平臺。學(xué)生利用所學(xué)的傳感器知識，申請到了多個有創(chuàng)意的課題。

2.5 探索項(xiàng)目式教學(xué)模式

以企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)為背景，或者結(jié)合教師科研項(xiàng)目，使學(xué)生“做中學(xué)”、“學(xué)中用”。在課程教學(xué)過程中，采取以企業(yè)實(shí)際問題為導(dǎo)向，以專題研究報(bào)告、研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告等為載體的探索式學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)學(xué)生從工程全局出發(fā)，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識、技術(shù)和軟件工具解決工程實(shí)際問題的能力和綜合素質(zhì)。目前我們已與天津耀輝光電公司等單位建立了實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生到企業(yè)做課程設(shè)計(jì);或者聘請有企業(yè)經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員來學(xué)校直接指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的教學(xué)過程，讓學(xué)生將書本知識進(jìn)行實(shí)踐化、加深對課本的理解并應(yīng)用到實(shí)踐中。

3 結(jié)語

針對目前《傳感器原理與應(yīng)用》課程教學(xué)中存在的問題，通過調(diào)整授課內(nèi)容的組織形式和方法，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能;通過開展科技競賽、項(xiàng)目教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等來提高課堂教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造性解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]王化祥，張淑英.傳感器原理與應(yīng)用[M].天津:天津大學(xué)出版社，2008.

[2]向丹.傳感器原理及應(yīng)用教改新探[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，(6):89-91.

[3]尤源，劉成林，沈法華.傳感器開放實(shí)驗(yàn)的探析[J].裝備制造技術(shù)，2010，(8):202-204.