“傳感器與檢測技術(shù)”課程教學(xué)改革研究

郝 娜

(石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣與電子工程系，河北 石家莊 050081)

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“傳感器與檢測技術(shù)”課程教學(xué)改革研究

郝 娜

(石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣與電子工程系，河北 石家莊 050081)

“傳感器與檢測技術(shù)”是一門實踐性和綜合性很強的課程，針對該課程教學(xué)中存在的理論推導(dǎo)和公式計算量大、學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣、驗證型實驗不利于提高學(xué)生設(shè)計能力等問題，從教學(xué)內(nèi)容、實驗內(nèi)容和考核方式上進行了改革，取得了良好的教學(xué)效果.

傳感器與檢測技術(shù)；教學(xué)改革；理實一體

“傳感器與檢測技術(shù)”課程是電氣自動化專業(yè)學(xué)生的一門實踐性、綜合性很強的課程，該課程在電氣自動化專業(yè)課程設(shè)置中起著承上啟下的作用，其前序課程為“電路分析”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”，后續(xù)課程為“單片機”“PLC”“過程控制”.該課程是一門集光、機、電于一體，綜合物理、化學(xué)、生物、材料、電子、電氣、計算機、機械等多學(xué)科技術(shù)于一身的課程，因此，它對培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用型和研究型人才非常重要[1].本文從該課程目前普遍存在的問題入手，多方面進行了教學(xué)改革，以取得更好的教學(xué)效果.

1 課程教學(xué)中存在的問題

目前，高職院校的《傳感器與檢測技術(shù)》教材主要為本科教材的刪減版，在編排上按照傳感器的工作原理劃分章節(jié)，包括電阻式傳感器、電容式傳感器、電感傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器等，每一種傳感器均按照工作原理+測量電路+實際應(yīng)用的模式來介紹，并伴有大量的理論推導(dǎo)和公式計算，難以引起高職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.學(xué)生在課堂上被動地接受知識，缺少自主思考、探究和創(chuàng)新的空間.

現(xiàn)有的“傳感器與檢測技術(shù)”課程的實驗教學(xué)常以CSY-2000系列實驗臺為平臺開展傳感器的特性實驗，實驗中所用的傳感器和運放電路都封裝在設(shè)備中，學(xué)生看不見具體的傳感器，也不能通過觀察直觀地了解相關(guān)的電子元器件.教師往往依據(jù)教學(xué)大綱安排實驗項目、實驗內(nèi)容和實驗時間，組織實驗教學(xué).教學(xué)過程中，教師先進行講解和演示，學(xué)生再進行操作并將實驗結(jié)果填入統(tǒng)一格式的實驗報告上.學(xué)生在實驗課上只是按照實驗指導(dǎo)書上的步驟對各個模塊進行接線，上電，對傳感器工作原理和性能參數(shù)進行測試和驗證[2].但進行完這樣的驗型型實驗，學(xué)生運用傳感器進行設(shè)計時仍不知道如何下手.本來實踐性很強的課程并未達到預(yù)期的教學(xué)效果.

2 課程改革思路

鑒于“傳感器與檢測技術(shù)”課程的重要性和存在的問題，課程改革的核心內(nèi)容主要為編寫適合高職學(xué)生的教材，打破按工作原理劃分章節(jié)的模式，按照實際工作情境整合理論知識；進行理實一體化教學(xué)，提升實驗課比重，利用驗證型實驗和設(shè)計型實驗相結(jié)合的方式來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對抽象知識的理解；采用多種考核相結(jié)合的方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)高職學(xué)生的認(rèn)知特點，打破按照傳感器工作原理進行章節(jié)劃分的模式，按照實際工程中需要測量的不同變量將傳感器分為五個項目，每個項目下又分為若干對應(yīng)實際工作情境的任務(wù)，將常用的傳感器知識融合到具體的任務(wù)中.例如，在“電子稱的設(shè)計與制作”這個任務(wù)中，第一，提出任務(wù)，即設(shè)計并制作一個量程為0～1.999 kg的電子秤，并給出幾個電子稱的圖片；第二，引導(dǎo)學(xué)生思考，電子稱是如何稱重的，部分學(xué)生能回答出是應(yīng)用了壓力傳感器；第三，帶著這個問題引入電阻式傳感器這個知識點，在學(xué)生理解了電阻式傳感器之后，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生討論數(shù)字顯示模塊如何設(shè)計，這就涉及到電子線路中的模數(shù)轉(zhuǎn)換，這時再引入相關(guān)的測量轉(zhuǎn)換電路知識；第四，指導(dǎo)學(xué)生完成電子稱的制作與標(biāo)定[3].在完成任務(wù)的過程中，學(xué)生就可掌握電阻式傳感器的相關(guān)知識點.這就使得枯燥的理論知識學(xué)習(xí)變成了有目的、有意義的學(xué)習(xí).在整個教學(xué)過程中要以學(xué)生為主，教師為輔，注重引導(dǎo)學(xué)生主動思考.具體的項目劃分情況見表1.

表1 “傳感器與檢測技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容

2.2 實驗內(nèi)容的改革

基于傳感器實驗室的實驗臺套數(shù)不足，設(shè)備更新慢、容易損壞且只能進行驗證型實驗的現(xiàn)狀，我們開發(fā)了一系列有針對性的設(shè)計型實驗，結(jié)合可操作性和趣味性強的教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生完成具體的設(shè)計過程，加深了學(xué)生對相關(guān)傳感器知識點的理解和記憶，提高了學(xué)生對各學(xué)科知識融會貫通的能力.在每次實驗課前，給出實驗工單，提出設(shè)計要求，給出評分標(biāo)準(zhǔn)，并將實驗成績計入期末總成績.

例如，在介紹紅外信號檢測時，提出設(shè)計紅外小夜燈的任務(wù)，具體要求是在夜間一定范圍內(nèi)感應(yīng)到人體后，小燈點亮并延時20 s再自動熄滅，同時提供幾個小夜燈使用的圖片和視頻.提出任務(wù)后，讓學(xué)生根據(jù)學(xué)到的知識討論如何實現(xiàn)，大部分學(xué)生能夠說出需要利用光敏電阻、紅外感應(yīng)傳感器和555定時器來完成設(shè)計.在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，教師進一步介紹熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和特點.紅外小夜燈的設(shè)計思路理清后，指導(dǎo)學(xué)生分模塊進行具體電路圖的設(shè)計，選出幾個典型的電路進行點評，對電路中的問題進行修正，最后由學(xué)生完成紅外小夜燈的設(shè)計任務(wù).學(xué)生對自己設(shè)計電路的工作原理理解得很透徹，在調(diào)試電路時能很快找到故障點.進行電路制作的過程中，教師要為學(xué)生提供必要的指導(dǎo)和幫助，并在最后評價階段進行總結(jié).整個實驗過程中，學(xué)生是設(shè)計與制作的主體，教師只起輔助作用.表2為任務(wù)工單的評價情況.

表2 任務(wù)工單的評價部分

2.3 考核方式的改革

以往對學(xué)生的考核主要是通過期末考試和平時成績來進行評定，期末考試比重較大，經(jīng)常出現(xiàn)平時動手能力很強的學(xué)生理論成績較差，而平時表現(xiàn)一般的學(xué)生通過考前突擊背誦知識點卻能取得不錯的成績的現(xiàn)象.這種考試模式加大了不確定因素對總成績的影響，難以真實地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和專業(yè)技術(shù)能力，不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[4].合理而科學(xué)的考核方案應(yīng)該能反映出學(xué)生的實踐動手能力和綜合運用知識解決實際問題的能力，因此，依據(jù)“傳感器與檢測技術(shù)”課程的特點和實際教學(xué)經(jīng)驗，使課程的成績包含課堂表現(xiàn)、平時考核、實驗考核、期末考核四個方面，降低了試卷成績在總成績中所占的比例，更多的是強調(diào)平時的表現(xiàn)，這有利于對學(xué)生的能力有一個合理的綜合評價，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成主動思考和主動實踐的習(xí)慣.

3 課程改革的效果

通過對“傳感器與檢測技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容和實驗內(nèi)容的改革，取得了較好的教學(xué)效果.按照學(xué)生特點編寫的教材，將傳感器的具體知識點加到實際的設(shè)計任務(wù)中.通過設(shè)計實驗，學(xué)生不但能掌握傳感器的知識，也能體驗在工作崗位完成產(chǎn)品設(shè)計的過程，并且電路設(shè)計與調(diào)試能力、團隊協(xié)作能力有了較大的提高.課程改革也同時提升了教師的實踐水平.

[1] 朱啟兵.面向工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的《傳感器與檢測技術(shù)》教學(xué)改革 [J].貴州師范學(xué)院學(xué)報，2013，29(3)：27-30.

[2] 盛春明.《傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程教改方案及其實施成效 [J].職業(yè)教育研究，2011(11):93-95.

[3] 耿瑞辰.傳感器與檢測技術(shù) [M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2012:9-22.

[4] 朱立.《傳感器與檢測技術(shù)》課程教學(xué)模式創(chuàng)新探討 [J].東華理工大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2011，30(1):77-80.

責(zé)任編輯：金 欣

Teaching reform on the class of sensor and detection technology

HAO Na

(Department of Electrics and Electronics,Shijiazhuang Vocational Technology Institute,Shijiazhuang,Hebei 050081,China)

Sensor and detection technology is a practice-based class.Accordingly reforms are carried out to solve the shortages in terms of teaching contents,experiments and way of assessment.

sensor and detection technology; teaching reform; theory and practice

2015-01-21

郝 娜(1982-)，女，河北辛集人，石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：自動檢測技術(shù).

1009-4873(2015)02-0076-03

G642；G718.5

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