《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革探討

蘇敏+黃麗麗+邊惠惠

摘要：根據(jù)《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程的特點(diǎn)，針對(duì)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的共性問題，對(duì)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行了探討。為了全面提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)和綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，制定了一系列應(yīng)對(duì)措施，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，并取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：傳感器；檢測(cè)技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；應(yīng)用型人才培養(yǎng)；教學(xué)效果

中國分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》作為自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器及電子信息工程等專業(yè)的專業(yè)課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，同時(shí)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要組成部分。長(zhǎng)期以來，理論教學(xué)重于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念根深蒂固，影響了傳感器教學(xué)的效果，為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，傳統(tǒng)的傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)迫切需要改革。

二、傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題

1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驗(yàn)證性多于設(shè)計(jì)性和綜合性

目前，我院使用的傳感器實(shí)驗(yàn)裝置是由浙江天煌提供的型傳感器實(shí)驗(yàn)箱，所提供的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少。比如電阻應(yīng)變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、霍爾式傳感器、熱電阻傳感器和光電式傳感器等，用來驗(yàn)證傳感器的工作原理、被測(cè)量與電量之間如何轉(zhuǎn)換；學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)了解傳感器的物理效應(yīng)，比如，電阻應(yīng)變式傳感器，當(dāng)施加壓力時(shí)，傳感器的電阻發(fā)生變化，通過測(cè)量電路，轉(zhuǎn)換成電壓輸出，這樣的實(shí)驗(yàn)，與實(shí)際工程相差甚遠(yuǎn)。工程中，需要的是傳感器的參數(shù)、特性和使用方法等，以至于學(xué)生沒有更多的實(shí)踐空間，與工程實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)

目前，我院使用的傳感器實(shí)驗(yàn)箱對(duì)學(xué)生的開放程度比較低，傳感器的測(cè)量電路學(xué)生很少接觸到，不涉及或很少涉及傳感器的安裝、接線和信號(hào)處理等，學(xué)生只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的接線，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和方法根本不去關(guān)心，這種通過實(shí)驗(yàn)箱完成的以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)方式不利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和動(dòng)手能力；有時(shí)傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K出現(xiàn)故障時(shí)，學(xué)生會(huì)比較感興趣，想拆開看看里面到底是什么結(jié)構(gòu)，經(jīng)過仔細(xì)研究會(huì)發(fā)現(xiàn)里面的電路比實(shí)驗(yàn)本身要有趣得多。而且，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的都是測(cè)量壓力、位移和溫度等，對(duì)于振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等不能測(cè)量，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較單一。根據(jù)目前培養(yǎng)方案的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分配，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要集中在壓力、位移和溫度的測(cè)量，比如位移的測(cè)量，雖然不同的傳感器原理不同，但實(shí)驗(yàn)操作步驟及接線相似，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力沒有提高，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

3.教學(xué)方式單調(diào)枯燥

傳統(tǒng)的傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)是注入式的，從實(shí)驗(yàn)原理、步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，都面面俱到地由老師講解，然后學(xué)生被動(dòng)地按老師的演示方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這使學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，甚至有的學(xué)生做完后還不知道做這個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么這樣做，扼制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀性、創(chuàng)造性，阻礙了學(xué)生的全面綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)效果一般。

4.實(shí)驗(yàn)考核手段單一

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)是按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況進(jìn)行考核，包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理等，存在同學(xué)之間互相抄襲的問題，不能夠真實(shí)反映學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)掌握的真實(shí)水平。為了激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，將實(shí)驗(yàn)成績(jī)計(jì)入學(xué)生的平時(shí)成績(jī)，占30%～40%。

三、傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的應(yīng)對(duì)措施

1.深化傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，著力培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力

根據(jù)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，對(duì)目前的傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行全面改革：從教師的教學(xué)觀念，到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)的目的等各方面都要認(rèn)識(shí)到傳感器實(shí)驗(yàn)在傳感器教學(xué)中的重要性，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的操作動(dòng)手能力。總體上說，注重引導(dǎo)，使學(xué)生普遍對(duì)實(shí)驗(yàn)重視程度提高，能主動(dòng)預(yù)習(xí)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，甚至帶著問題進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。

2.改革傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容及方法

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

為使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，掌握傳感器的基本原理，鞏固教學(xué)內(nèi)容；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中除了要求學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)外，還要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括非線性誤差、靈敏度的計(jì)算及思考題的分析等。同時(shí)，開發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如電子秤，對(duì)電子秤標(biāo)定時(shí)要反復(fù)調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器增益電位器Rw3及零位電位器 Rw4，直至托盤空時(shí)電壓表顯示為0V，200g砝碼時(shí)顯示為0.2V，反復(fù)調(diào)節(jié)最終是可以達(dá)到要求。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，要注意因材施教，采用啟發(fā)式教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)課前要求學(xué)生預(yù)習(xí)，課上根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，可以不進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，只簡(jiǎn)單介紹傳感器的結(jié)構(gòu)、原理，注意事項(xiàng)，讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，發(fā)揮主觀能動(dòng)性。教師對(duì)學(xué)生操作過程中存在的問題進(jìn)行指導(dǎo)，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收。比如在做差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓測(cè)試實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生調(diào)不出來零點(diǎn)殘余電壓時(shí)銜鐵對(duì)應(yīng)的位置，這時(shí)老師可以提問學(xué)生，差動(dòng)變壓器銜鐵向兩個(gè)方向移動(dòng)，輸出電壓的大小和相位都是怎么變化的，明白了移動(dòng)方向不同，相位不同，就能夠根據(jù)示波器上的波形判斷出什么位置時(shí)的輸出電壓是零點(diǎn)殘余電壓。通過像這個(gè)實(shí)驗(yàn)一樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革，我們認(rèn)識(shí)到如果在每次實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中都能夠采用啟發(fā)式的方法引導(dǎo)學(xué)生，那么學(xué)生就能夠舉一反三，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.改革課程考核方法

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)不僅能很好理解理論知識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、創(chuàng)新能力。因此，將實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核定位在是否理解并靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)以及鼓勵(lì)創(chuàng)新實(shí)踐的過程，而不僅僅是結(jié)果正確與否。以實(shí)驗(yàn)課的上課經(jīng)驗(yàn)，采用當(dāng)面驗(yàn)收的方式，通過演示和口頭介紹展示實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)成績(jī)包括學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量；同時(shí)為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，要求每組學(xué)生提交一份實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由指導(dǎo)教師確認(rèn)后成績(jī)才有效。

四、傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果分析

通過傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革實(shí)踐，改革的目的就是要讓學(xué)生感覺到每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都是一次挑戰(zhàn)，必須要有充分的準(zhǔn)備、細(xì)心的操作和靈活的思維。每一次實(shí)驗(yàn)的完成，不僅要讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫匠浞值挠?xùn)練和提高，更重要的是要激發(fā)學(xué)生的主觀性和創(chuàng)造性。

實(shí)踐證明：改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法，采用啟發(fā)式教學(xué)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣，明顯提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧長(zhǎng)輝.傳感器與檢測(cè)技術(shù) [M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2012.

[2]周杏鵬.現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]李晉堯.傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)方法改革[J].教育教學(xué)論壇，2012（35）.

[4]孫傳友.現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)及儀表[M].北京：高等教育出版社，2012.

作者簡(jiǎn)介：

蘇敏，（1983-02 ），女，漢族，遼寧沈陽，碩士，副教授，研究方向：自動(dòng)化儀表