《檢測(cè)與傳感技術(shù)》 教學(xué)改革與實(shí)踐

邱雄邇+李輝++劉新波

摘 要： 文章針對(duì)應(yīng)用技術(shù)型本科院校的實(shí)際情況，結(jié)合《檢測(cè)與傳感技術(shù)》課程的教學(xué)特點(diǎn)，通過對(duì)教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生網(wǎng)上評(píng)教等方面的教學(xué)改革進(jìn)行探討，強(qiáng)化教學(xué)效果，提高學(xué)生的專業(yè)技能。

關(guān)鍵詞： 《檢測(cè)與傳感技術(shù)》 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐

1.課程性質(zhì)

《檢測(cè)與傳感技術(shù)》是高等院校電氣測(cè)控類專業(yè)本科生必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。傳感技術(shù)是一門邊緣學(xué)科。主要講授把各種非電量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置和手段，通過教學(xué)掌握與傳感技術(shù)有關(guān)的基礎(chǔ)理論，掌握各種傳感器的工作原理、主要性能及特點(diǎn)，并在以后的工作中合理選擇與使用傳感器，了解傳感器的發(fā)展方向。通過學(xué)習(xí)，對(duì)檢測(cè)與傳感技術(shù)有整體的了解，為未來的工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。在測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域，《檢測(cè)與傳感技術(shù)》課程教學(xué)受到了普遍重視。我校測(cè)控專業(yè)于2006年起開設(shè)的本課程作為本科三年級(jí)學(xué)生的專業(yè)必修課程。

2.課程教學(xué)現(xiàn)狀

《檢測(cè)與傳感技術(shù)》涉及材料、機(jī)械、電子、光學(xué)、聲學(xué)等多學(xué)科，內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立分散，每一類傳感器自成章節(jié)，缺乏連續(xù)性和系統(tǒng)性，多數(shù)教材注重理論而不實(shí)用。導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容中理論居多，實(shí)踐環(huán)節(jié)偏少，理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生對(duì)過多的理論知識(shí)不感興趣，覺得枯燥而缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。因此，學(xué)好這門課程需付出更大更多的努力。

課時(shí)與內(nèi)容的矛盾比較突出。我校電氣與測(cè)控類專業(yè)開設(shè)該課程學(xué)時(shí)較少的40課時(shí)?！稒z測(cè)與傳感技術(shù)》主要研究自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的信息獲取、信號(hào)轉(zhuǎn)換和信息處理的技術(shù)方法。要使學(xué)生根據(jù)工程測(cè)試的具體要求進(jìn)行傳感器的選用、測(cè)量線路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。如何充分利用較少課時(shí)講授好這些內(nèi)容，無疑給檢測(cè)與傳感技術(shù)課程教學(xué)帶來了挑戰(zhàn)。

3.教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與實(shí)踐

雖然我校電氣測(cè)控類專業(yè)開設(shè)《檢測(cè)與傳感技術(shù)》面臨諸多困難與挑戰(zhàn)，但是通過多年不懈的努力，結(jié)合我校的實(shí)際情況與時(shí)俱進(jìn)地對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革，并取得了較好的教學(xué)效果。

（1）教學(xué)理念的改變。

隨著社會(huì)的發(fā)展，工廠企業(yè)對(duì)大學(xué)生的創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐能力的要求越來越高。傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)已經(jīng)不適合現(xiàn)代的培養(yǎng)目標(biāo)。樹立“以人為本”的思想必須遵循“學(xué)生為主，教師引導(dǎo)”的教學(xué)理念。學(xué)生作為知識(shí)傳承的主體，在教師的引導(dǎo)下積極參與到課程教學(xué)實(shí)踐中，真正做到學(xué)有所用，學(xué)有所長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)活力的“動(dòng)”，體現(xiàn)真實(shí)的“用”。教師在教學(xué)過程中是導(dǎo)航者、指導(dǎo)者和幫助者，解決學(xué)生在實(shí)踐中碰到的難題。無論課內(nèi)、課外，教師要引導(dǎo)學(xué)生自主思考、自我挖掘、自主創(chuàng)新、相互探討、協(xié)作學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，將理論知識(shí)和創(chuàng)新應(yīng)用能力融入學(xué)生的思維和工程實(shí)踐中。目前我校本科生《檢測(cè)與傳感技術(shù)》課程教學(xué)采用的教材是中南大學(xué)出版社出版的周繼明主編的。該教材內(nèi)容豐富，面面俱到。因此，在教學(xué)過程中，教師根據(jù)學(xué)生對(duì)本專業(yè)知識(shí)點(diǎn)和重復(fù)內(nèi)容的掌握狀況及時(shí)篩選并精簡(jiǎn)內(nèi)容，剔除偏難的內(nèi)容和過時(shí)的陳舊知識(shí)點(diǎn)，加入最新檢測(cè)與傳感技術(shù)的發(fā)展及工程應(yīng)用實(shí)例。在介紹新檢測(cè)與傳感技術(shù)的同時(shí)增加近五年來國際上最新的檢測(cè)技術(shù)、傳感技術(shù)的運(yùn)用。將檢測(cè)與傳感新技術(shù)、新方法融入原有教學(xué)內(nèi)容中，密切聯(lián)系高速發(fā)展的科技技術(shù)，保持課程與時(shí)俱進(jìn)。

（2）課程內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。傳感技術(shù)位于信息技術(shù)之首，是信息技術(shù)的源頭。《檢測(cè)與傳感技術(shù)》所涉及的專業(yè)學(xué)科較多，不同的專業(yè)有不同的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，因此，在教材的選取、教學(xué)的內(nèi)容安排、重點(diǎn)內(nèi)容和重點(diǎn)章節(jié)的學(xué)習(xí)上側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所區(qū)別。避免知識(shí)點(diǎn)過多過雜而使學(xué)生出現(xiàn)抵觸情緒。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，課程教學(xué)必須緊跟時(shí)代的步伐，在新原理、新技術(shù)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)的今天，及時(shí)把新知識(shí)補(bǔ)充進(jìn)來，把最新的科學(xué)技術(shù)成果包括最新的傳感器類型和檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)手段及工程應(yīng)用、生產(chǎn)和科研實(shí)踐中遇到的各種檢測(cè)問題作為教學(xué)案例加入課堂內(nèi)容。同時(shí)在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)考慮不同層次的學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況的差異，做到因材施教，將講課內(nèi)容按照側(cè)重點(diǎn)不同分為講授課和復(fù)習(xí)課兩種，《檢測(cè)與傳感技術(shù)》很多章節(jié)內(nèi)容需要用到前序課程知識(shí)點(diǎn)，在講課之前教師應(yīng)提前復(fù)習(xí)授課將涉及的知識(shí)點(diǎn)或者要求學(xué)生課前復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，比如在第5章壓電傳感器中要求學(xué)生對(duì)大學(xué)物理中的晶格、電偶極矩、電疇、極化等概念必須理解，復(fù)習(xí)好相關(guān)知識(shí)才有助于學(xué)生理解壓電效應(yīng)的工作原理。

優(yōu)化課程體系，建立課程架構(gòu)。針對(duì)每一類傳感器，基本的知識(shí)點(diǎn)包括傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要的特性參數(shù)、典型的測(cè)量電路、典型工程應(yīng)用。這些也是每一類傳感器或者每一章節(jié)中最核心的內(nèi)容。授課時(shí)，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)讓學(xué)生析具體的學(xué)習(xí)思路、合理的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。加上對(duì)實(shí)際應(yīng)用案例的討論，通過典型應(yīng)用案例的分析，讓學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用有效結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，從而取得良好的教學(xué)效果，優(yōu)化課程教學(xué)。

（3）教學(xué)手段與方法探討。

在課堂教學(xué)中，采用多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合的授課方式，且以多媒體為主，板書為輔。只對(duì)基本原理的講解和基本方法的應(yīng)用證明采用板書的授課方式，這樣不會(huì)過多依靠電腦，也不會(huì)像放電影一樣，既易控、靈活、互動(dòng)性強(qiáng)，又可以使學(xué)生跟隨教師的思路深入理解；利用Flash動(dòng)畫、視頻、聲音、圖像等多種形式生動(dòng)形象地模擬和展示各類傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、相關(guān)測(cè)量電路與應(yīng)用演示那些需要形象理解、圖示舉例說明的內(nèi)容，在多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的自主輔助學(xué)習(xí)，可以瀏覽更多的教學(xué)資源，包括多媒體課件、課程論壇、實(shí)踐教學(xué)、網(wǎng)上答疑、自測(cè)試題、課后習(xí)題等，進(jìn)行有效師生互動(dòng)的同時(shí)又不受時(shí)間與空間的限制。教師根據(jù)課程知識(shí)點(diǎn)新增的微課課件放在相應(yīng)網(wǎng)站上供學(xué)生下載學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生輕松愉快地學(xué)習(xí)知識(shí)，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

（4）實(shí)踐教學(xué)的改進(jìn)。

實(shí)踐教學(xué)是《檢測(cè)與傳感技術(shù)》教學(xué)中十分重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性的，學(xué)生自主設(shè)計(jì)、研究的空間非常小，教學(xué)效果并不理想。為此我校在《檢測(cè)與傳感技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革：a.新購浙江天煌公司的檢測(cè)與傳感技術(shù)試驗(yàn)臺(tái)10臺(tái)，測(cè)控技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)8臺(tái)，硬件設(shè)備與軟件配置完整覆蓋本課程主要教學(xué)內(nèi)容，并且可以開設(shè)創(chuàng)新型的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。b.加大了設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)的比重。對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求是常規(guī)的測(cè)量手段，我們?cè)黾訉?duì)傳感器的實(shí)物裝置進(jìn)行分解、拆裝，讓學(xué)生感性認(rèn)識(shí)各部件在傳感器中的作用，以及如何合理選定、確定參數(shù)值；對(duì)設(shè)計(jì)、綜合性實(shí)驗(yàn)的要求，要求學(xué)生在拆裝的基礎(chǔ)上自己設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路裝置來進(jìn)行檢測(cè)。c.通過加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、開展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目等提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。并根據(jù)不同學(xué)生的興趣、愛好和就業(yè)方向，適當(dāng)安排不同難度系數(shù)和不同種類的工程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。在現(xiàn)代檢測(cè)與傳感技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)中，如智能小車項(xiàng)目、紅外測(cè)距項(xiàng)目等，增加PCB板的設(shè)計(jì)、制作、焊接、調(diào)試。同時(shí)，學(xué)生熟悉了傳感器信號(hào)與測(cè)控電路信號(hào)之間傳輸過程與控制過程，靈活地使用各類傳感器。d.參加各類競(jìng)賽，提高學(xué)生興趣，提高創(chuàng)新能力。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是我系在學(xué)校的亮點(diǎn)，自2008年建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以來，已經(jīng)獲得校級(jí)獎(jiǎng)多項(xiàng)、省部級(jí)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)共6項(xiàng)、國家級(jí)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)；鼓勵(lì)能力強(qiáng)的學(xué)生積極參與各類競(jìng)賽，如兩年一度的全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、建模競(jìng)賽、學(xué)校舉行的技能比賽等，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力，開闊學(xué)生的眼界、拓展學(xué)生的知識(shí)，提高學(xué)生的專業(yè)興趣，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；教師組織學(xué)生參加競(jìng)賽，將學(xué)生獲獎(jiǎng)的設(shè)計(jì)作品作為課堂教學(xué)實(shí)例，能起到模范、榜樣的作用，同時(shí)提高學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

（5）網(wǎng)上評(píng)教，良性互動(dòng)。

教師在《檢測(cè)與傳感技術(shù)》每一堂課后都和學(xué)生進(jìn)行有效的交流和溝通。全面細(xì)致地了解教學(xué)中可能出現(xiàn)的問題，譬如板書內(nèi)容是否清楚，書寫是否規(guī)范、合理，語音、語速大小是否合適，語言是否精簡(jiǎn)，講授是否精準(zhǔn)無誤，重點(diǎn)、難點(diǎn)是否突出，邏輯思維是否嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。課后學(xué)校安排學(xué)生進(jìn)行反饋式網(wǎng)上評(píng)教活動(dòng)，教師根據(jù)學(xué)校提供的學(xué)生反饋意見適時(shí)調(diào)整，改進(jìn)授課方式方法，及時(shí)把準(zhǔn)教學(xué)方向，師生間進(jìn)行良性互動(dòng)，靈活多樣，從而獲得較好的教學(xué)效果。

多年的教學(xué)實(shí)踐證明了教學(xué)改革具有良好的教學(xué)效果。教師和學(xué)生的每次授課后交流，對(duì)師生雙方都有益，學(xué)生可以更好地理解知識(shí)內(nèi)容，教師依據(jù)學(xué)生的反饋意見與建議及時(shí)調(diào)整、完善授課方案；對(duì)不同的學(xué)生采用不同的答疑方式，包括不定期、定期集中答疑和一對(duì)一答疑的形式，課堂上課程內(nèi)容講完，及時(shí)批改完學(xué)生作業(yè)，有目的性、針對(duì)性地給學(xué)生上輔導(dǎo)課、習(xí)題課，對(duì)過程中出現(xiàn)的典型問題進(jìn)行全面細(xì)致的分析、講解，既培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，又提高了教學(xué)質(zhì)量。

4.結(jié)語

雖然在電氣測(cè)控類專業(yè)開設(shè)《檢測(cè)與傳感技術(shù)》面臨很多問題與挑戰(zhàn)，但是我們根據(jù)地方本科院校的特點(diǎn)、本校專業(yè)建設(shè)的實(shí)際情況對(duì)教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生網(wǎng)上評(píng)教等方面進(jìn)行了教學(xué)改革探索。多年的實(shí)踐表明，在教學(xué)過程能始終把握方向并注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、專業(yè)能力就會(huì)有大幅提高。

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資助項(xiàng)目：邵陽學(xué)院教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2015JG34）