傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

荊麗麗+劉凌云

摘要：本文對當(dāng)前傳感器實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行了較為深入的分析，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了具體的改革措施，包括教師歷史“角色”轉(zhuǎn)變、及時(shí)補(bǔ)充最新相關(guān)知識、豐富教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與增加課程實(shí)踐、建立開放式實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、考核方式多元化等。

關(guān)鍵詞：傳感器；改革；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）46-0275-02

引言：

由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微電子加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息處理技術(shù)的發(fā)展，人們對信息資源的需要日益增長，作為提供信息的傳感器與人們的生活聯(lián)系越來越緊密，甚至成為了不可或缺的一部分。傳感器技術(shù)課程作為高等院校電子信息類、工業(yè)自動(dòng)化及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，使傳感器教學(xué)特別是傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、專業(yè)技能的掌握具有重要的意義。本文針對目前師范類院校中傳感器實(shí)驗(yàn)課程出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了一些有益的探索與實(shí)踐。

一、傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程存在的弊端

現(xiàn)今大多院校傳感器課程教學(xué)打破了以往傳統(tǒng)的“理論為主，實(shí)驗(yàn)為輔”的教學(xué)模式?，F(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃削減了理論課時(shí)，增加了實(shí)驗(yàn)課時(shí)，然而教學(xué)效果并不明顯，究其原因主要有以下兩點(diǎn)：

1.實(shí)踐工程經(jīng)驗(yàn)相對缺乏，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用結(jié)合不緊密，更缺少自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。學(xué)校課程設(shè)置沒有或者很少直接接觸實(shí)際工程，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用結(jié)合不緊密等[1]。而教學(xué)內(nèi)容基本上以課堂教學(xué)中的理論或定律的驗(yàn)證和求證為主，與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐和工程實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，也導(dǎo)致了此課程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容相對分散、孤立，關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性較差。不利于開設(shè)實(shí)驗(yàn)室各課程之間的綜合型、設(shè)計(jì)型、應(yīng)用型、研究型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這使得綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)流于形式、教學(xué)效果大大減弱，沒有真正達(dá)到研究性與設(shè)計(jì)性的教學(xué)目的。更缺少自主創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，也不利于實(shí)驗(yàn)效率的提高[2]。

2.實(shí)驗(yàn)室管理模式過于單一、封閉。因傳感器實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容封閉，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室對應(yīng)一門課，學(xué)生平時(shí)也僅僅是上課時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，等學(xué)完傳感器實(shí)驗(yàn)課程后基本上不再進(jìn)入該實(shí)驗(yàn)室，這樣的實(shí)驗(yàn)室開放程度，導(dǎo)致大量儀器設(shè)備閑置，實(shí)驗(yàn)設(shè)備沒有得到充分的利用。首先，傳感器技術(shù)在工程實(shí)踐中是一門與多個(gè)學(xué)科結(jié)合的技術(shù)，并非孤立應(yīng)用于生活生產(chǎn)實(shí)踐之中，而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理中傳感器實(shí)驗(yàn)室沒有與其他實(shí)驗(yàn)室交流交叉的綜合型實(shí)驗(yàn)，本課程實(shí)驗(yàn)教師和相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)室教師缺少交流，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間缺少銜接過渡，這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完此課之后，學(xué)科間的綜合應(yīng)用能力差，不利于學(xué)生思維的擴(kuò)展和對生活生產(chǎn)實(shí)踐能力的提高。其次，實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間、開放對象相對封閉。學(xué)生僅僅只有在上傳感器實(shí)驗(yàn)課時(shí)才能進(jìn)入該實(shí)驗(yàn)室，使其具有固定封閉性等弊端，極大地限制了部分學(xué)生對傳感器學(xué)習(xí)興趣的主動(dòng)性、積極性。傳感器實(shí)驗(yàn)室僅僅對本系的相關(guān)專業(yè)學(xué)生開課，這樣的封閉性把對于傳感器有濃厚興趣而非相關(guān)專業(yè)的學(xué)生關(guān)在了“門外”，更不利于實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率的提高。

二、傳感器實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與探討

傳統(tǒng)的傳感器實(shí)驗(yàn)課程由于以上弊端束縛了學(xué)生創(chuàng)新性思維，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏主觀能動(dòng)性，不利于現(xiàn)代化建設(shè)所需人才的培養(yǎng)。所以作為教育工作者的我們，不能懈怠，扮演好歷史角色，積極思考實(shí)踐教學(xué)改革。如何在實(shí)驗(yàn)課中體現(xiàn)傳感器的應(yīng)用性和實(shí)踐性，充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、能動(dòng)性，是我們探索實(shí)踐改革的目標(biāo)。

1.教師歷史“角色”轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的教學(xué)中，始終是以教師的“教”為主導(dǎo)，學(xué)生始終處于被動(dòng)“學(xué)”的接受狀態(tài)。即使是作為實(shí)踐課的傳感器實(shí)驗(yàn)課程也沒有擺脫這種傳統(tǒng)教育理念的束縛，面對現(xiàn)代科技的進(jìn)步、網(wǎng)絡(luò)的普及，當(dāng)代大學(xué)生在許多知識方面未必比教師知道的少。更多的時(shí)候，我們教師是在和學(xué)生一起學(xué)習(xí)，是學(xué)生的同伴，是帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的向?qū)?。教師在教學(xué)活動(dòng)中的主要作用是幫助、引導(dǎo)學(xué)生閱讀、理解那些教科書上的文字，促進(jìn)加快學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)程和知識的掌握情況。這就意味著教師歷史角色的轉(zhuǎn)變，由“師傅”向“同伴的向?qū)А鞭D(zhuǎn)變；由知識的“傳授者”向“促進(jìn)者”轉(zhuǎn)變。在教學(xué)活動(dòng)中建立師生平等對話的過程，把課堂還給學(xué)生，教師減少講授時(shí)間，降低“教”的“營養(yǎng)感”。在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)“走路”，教師只起到督促、引導(dǎo)、輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。

2.豐富教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，增加課程實(shí)踐，及時(shí)補(bǔ)充最新相關(guān)知識。教師素質(zhì)水平的高低決定著教學(xué)質(zhì)量的好壞。目前高校教師大多都具有碩士、博士學(xué)位學(xué)歷，都有自己的科研方向，并能開展相應(yīng)的科研活動(dòng)。但是作為工科專業(yè)基礎(chǔ)課程之一的《傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)》，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，并不是學(xué)位學(xué)歷越高就講得越好。因此為增加教師的工程意識和工程經(jīng)驗(yàn)，要有計(jì)劃地安排骨干教師到施工企業(yè)參觀或參加工程實(shí)踐活動(dòng)，才能在教學(xué)中更好地體現(xiàn)傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)的工程實(shí)踐性，也利于將本課程的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于教學(xué)中，更利于培養(yǎng)學(xué)生由理論實(shí)驗(yàn)走向工程實(shí)踐的意識[3]。

傳感器技術(shù)根據(jù)其自身的發(fā)展更新速度快且與實(shí)際結(jié)合密切的特點(diǎn)，教師應(yīng)該在講解具體章節(jié)內(nèi)容時(shí)及時(shí)補(bǔ)充上雜志、媒體網(wǎng)絡(luò)、參考書等最新的相關(guān)知識。例如在講完溫度傳感器和濕度傳感器之后，及時(shí)補(bǔ)充溫濕度傳感器SHT10；講智能傳感器時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）。尤其目前熱遍全球的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其核心技術(shù)就是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（WSN）。在綜合實(shí)驗(yàn)部分，增加了一些和實(shí)踐結(jié)合密切的新技術(shù)方面的內(nèi)容，例如：箔式應(yīng)變片全橋直流激勵(lì)的電子稱實(shí)驗(yàn)；傳感器作為PLC輸入設(shè)備的研究等。以及智能家居、智慧交通、感知醫(yī)療、智慧物流、精細(xì)農(nóng)業(yè)等等相關(guān)知識，都無一例外地印證著傳感器技術(shù)與實(shí)際生活生產(chǎn)的緊密結(jié)合。

3.建立開放式實(shí)驗(yàn)室教學(xué)。針對傳統(tǒng)傳感器課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端，對實(shí)驗(yàn)室時(shí)間管理和實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行開放。第一，實(shí)驗(yàn)室時(shí)間管理開放。實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)從限定的課堂延伸到課外，學(xué)生可以在平時(shí)自由的時(shí)間里，通過網(wǎng)絡(luò)、電話、登記等方法向?qū)嶒?yàn)室報(bào)名預(yù)約，實(shí)驗(yàn)室通過預(yù)約人數(shù)的多少，及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提前做好準(zhǔn)備工作，必要時(shí)安排相關(guān)的專業(yè)教師進(jìn)行指導(dǎo)。這樣學(xué)生就可以相對自由地進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室，可以預(yù)習(xí)、補(bǔ)錯(cuò)、重做，或者完成自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再受限于課堂，變被動(dòng)接受為主動(dòng)探索。第二，實(shí)驗(yàn)對象開放。傳感器實(shí)驗(yàn)室不但要對相關(guān)專業(yè)的學(xué)生開課，還要對非相關(guān)專業(yè)，但是有興趣的同學(xué)以選修課的方式授課。甚至一些課外興趣小組，通過預(yù)約也可以統(tǒng)一進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

基于以上傳感器實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)境的開放，把由過去“牽著學(xué)生走”改為“鼓勵(lì)學(xué)生自己走”，為學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)實(shí)踐條件，也給學(xué)生留出了更為廣闊的自由探索和發(fā)展的空間。還充分利用現(xiàn)有資源，提高了實(shí)驗(yàn)室儀器的利用率，使學(xué)生在這一平臺上，充分發(fā)揮能動(dòng)性，不同程度地提高解決問題，探究發(fā)現(xiàn)問題的能力。

三、結(jié)論

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是教學(xué)改革中非常重要的一部分，要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，就必須對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行不斷的改革，這也是作為新時(shí)代教師的重要責(zé)任。由傳統(tǒng)的重教師“教”向重學(xué)生“學(xué)”轉(zhuǎn)變；由只重“理論知識”向“生活實(shí)踐”轉(zhuǎn)變；由“重結(jié)果”向“重過程”轉(zhuǎn)變?？傊處熜鑾椭鷮W(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，一旦離開教師后也能通過多種的信息渠道獲得知識，從容應(yīng)對各種實(shí)踐的挑戰(zhàn)。

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