淺談《傳感器與檢測技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容及方法的研究與探索

章潔+沈艷+許啟新+張榕

（成都信息工程大學(xué) 控制工程學(xué)院，四川 成都 610225）

摘要：《傳感器與檢測技術(shù)》是自動化和測控專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，作為必修環(huán)節(jié)，對該專業(yè)大學(xué)生掌握專業(yè)知識、形成專業(yè)技能及在未來工作中培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力有著重要的促進(jìn)作用。本文對該課程在教學(xué)和實(shí)踐中遇到的問題進(jìn)行探討，對教學(xué)思路和教學(xué)方法進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)踐環(huán)節(jié)，探索出適合該專業(yè)方向的授課方法，激發(fā)學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：傳感器；檢測技術(shù)；探索

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）13-0134-02

一、引言

《傳感器與檢測技術(shù)》是一門工科控制類的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，適應(yīng)范圍寬廣，特別強(qiáng)調(diào)從應(yīng)用需求的角度培養(yǎng)學(xué)生具備該課程的基礎(chǔ)知識和掌握信息的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生善于觀察和發(fā)現(xiàn)、提煉問題的能力?，F(xiàn)代大學(xué)將人才培養(yǎng)作為首要任務(wù)，在人才培養(yǎng)的過程中，各相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果直接關(guān)系到人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，教師要將自己在教學(xué)過程中遇到的問題進(jìn)行研究，并同科研工作、科研成果有機(jī)結(jié)合起來，探索新的課程改革方案，形成有效的教學(xué)授課體系和授課方法，同時(shí)促進(jìn)該課程和專業(yè)的人才培養(yǎng)工作有效開展。

傳感器源于仿生研究，每種生物在其生命周期中都需要經(jīng)常與周圍環(huán)境交換信息，因此，所有生物都有感知周圍環(huán)境或自身狀態(tài)的器官。隨著電子計(jì)算機(jī)和機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對傳感器的要求不斷增多。傳感器作為現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中的一門重要學(xué)科課程，實(shí)踐性很強(qiáng)，因此，在進(jìn)行理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，教師應(yīng)要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)熟練掌握各種典型傳感器的基本原理和使用場合。所以，課程教學(xué)方法和教學(xué)思路不僅會影響大學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，而且對解決工程中的實(shí)際問題能力的培養(yǎng)也有較大影響，對專業(yè)知識和技能的培養(yǎng)更至關(guān)重要。

二、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與改革

1.教學(xué)內(nèi)容體系的優(yōu)化。目前的《傳感器與檢測技術(shù)》教材，對快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)來說，有一定的滯后性。這對大力提倡高校培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型與設(shè)計(jì)型人才的今天，對高校授課教師提出更多更高的要求。教師要不斷地更新教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法、手段，查閱相關(guān)書籍和資料，根據(jù)現(xiàn)代科技的發(fā)展情況進(jìn)行系統(tǒng)講解。

從培養(yǎng)目標(biāo)看，該課程主要是研究自動檢測系統(tǒng)中信息提取、信息轉(zhuǎn)換和信息處理理論與技術(shù)為主的學(xué)科，課程內(nèi)容多而離散，知識密集而復(fù)雜，學(xué)時(shí)一般較少，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較差，教學(xué)效果不理想。因此，課程內(nèi)容的優(yōu)化非常重要。如果內(nèi)容重復(fù)，不夠精練，不利于學(xué)生的系統(tǒng)掌握；如果不涉及新型傳感器技術(shù)，不能根據(jù)現(xiàn)代技術(shù)及產(chǎn)品特征進(jìn)行講解，不利于學(xué)生技術(shù)知識的與時(shí)俱進(jìn)；如果不涉及信號處理模塊，學(xué)生就很難弄懂體系構(gòu)架，不利于工程設(shè)計(jì)和寬口徑人才培養(yǎng)模式的有效實(shí)施。因此，研究新的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，尤為重要。

2.教學(xué)內(nèi)容體系的改革。為了配合現(xiàn)代控制人才培養(yǎng)的教學(xué)體系，《傳感器與檢測技術(shù)》應(yīng)分四個模塊對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)講解，包括經(jīng)典的傳感器模塊、信號處理模塊、檢測技術(shù)模塊和新型傳感器模塊。各部分的內(nèi)容層次清晰，重點(diǎn)突出，而且各個模塊能有機(jī)地結(jié)合在一起，形成一個完整體系。

講授傳感器模塊，要對典型傳感器的工作原理、特性與測量電路進(jìn)行分析，適當(dāng)增加理論分析和推導(dǎo)，這是學(xué)習(xí)傳感器的基礎(chǔ)，也為學(xué)生進(jìn)一步在實(shí)踐中操作提供理論依據(jù)；講授信號處理模塊，有利于學(xué)生清楚如何處理傳感器的前后端信號，便于構(gòu)架知識體系，進(jìn)一步拓寬知識面；檢測技術(shù)模塊與傳感器的講授一般密不可分，智能檢測技術(shù)與多傳感器的信息融合技術(shù)等，會為學(xué)生在未來的工程工作中打下一定基礎(chǔ)，提高科學(xué)研究能力；新型傳感器的學(xué)習(xí)，較之傳統(tǒng)傳感器模塊來說，理論難度和深度進(jìn)一步增加，主要是讓學(xué)生理解新型傳感器的應(yīng)用與發(fā)展，豐富學(xué)生知識面，為將來在傳感器領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展打下理論基礎(chǔ)。

三、教學(xué)方式的探索與實(shí)踐

傳感器的學(xué)習(xí)活動中，教師有不同的教學(xué)風(fēng)格和授課方式，但都是為了培養(yǎng)社會發(fā)展的人才。因此，研究和探索教學(xué)授課方式與實(shí)踐方式，尤為重要。

1.多模式學(xué)習(xí)方式的探討。《傳感器與檢測技術(shù)》課程講解的一般順序是傳感器的基本概念、工作原理、測量原理及應(yīng)用部分，這難免會讓學(xué)生感覺枯燥，不能很好地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情和興趣。因此，在講解過程中，教授方法和技巧值得研究，一般可采用啟發(fā)式教學(xué)、互動式教學(xué)和立體式教學(xué)。比如，在某一類經(jīng)典傳感器的講解中，可以問題為導(dǎo)向，引出原理。而且，師生良好的互動，對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也較為重要，引出問題并啟發(fā)學(xué)生思考的同時(shí)，可組成小組討論，鼓勵學(xué)生回答問題，讓他們都參與進(jìn)來，使得師生、生生之間進(jìn)行良好互動交流。此外，教學(xué)過程中，教師要結(jié)合多媒體、動畫及網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，增加學(xué)生對原理的深刻理解。因此，教學(xué)方法的多樣化，是該課程改革中一個重要研究部分。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)并不僅限于課堂時(shí)間，所以課程網(wǎng)站對學(xué)生課后鞏固所學(xué)知識起著關(guān)鍵作用。學(xué)生可以通過該課程網(wǎng)站進(jìn)行查閱、習(xí)題練習(xí)或與教師溝通?？傊?，多模式的學(xué)習(xí)方式在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，發(fā)揮著重要作用，值得研究和推廣。

2.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革。該課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，一般分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)增加學(xué)生的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力，在條件允許的情況下，可開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)室平臺，從事科學(xué)研究。同時(shí)，可利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)?？傊瑢?shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革需要長期的堅(jiān)持，讓學(xué)生真正地從理論走向?qū)嵺`，消化和理解理論知識，引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考的興趣。

3.考核評價(jià)方式的改革?！秱鞲衅髋c檢測技術(shù)》的學(xué)習(xí)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握基本的傳感器理論和檢測技術(shù)理論，注重對學(xué)生基本技能的培養(yǎng)，提高創(chuàng)新意識和科研能力。因此，必須有較為合理完備的綜合考試評價(jià)體系。對學(xué)習(xí)過程的考核，不應(yīng)只以考試成績來定，最好是貫穿于整個學(xué)習(xí)過程中。比如，可以學(xué)習(xí)完一個模塊后進(jìn)行相應(yīng)考試，每次考試加權(quán)后形成總成績的一個部分，并將平時(shí)小組討論環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié)的表現(xiàn)按照一定比例分別納入總成績。多元化的考核方式，能避免學(xué)生通過臨時(shí)突擊等方式取得較好成績，也讓課程評價(jià)更加合理。

四、結(jié)語

現(xiàn)代高等教育主要是以生為本、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教育，專業(yè)課程教學(xué)要圍繞激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣、培養(yǎng)實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力及科學(xué)研究能力來進(jìn)行。本文主要研究和探索《傳感器與檢測技術(shù)》這門專業(yè)課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)手段上的改革，在實(shí)踐中也取得了良好教學(xué)效果。這只是這門課程改革的最初成果，今后我們會繼續(xù)研究和探索教學(xué)方法的改革，不斷根據(jù)科技的發(fā)展調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，使整個《傳感器與檢測技術(shù)》的教學(xué)水平更進(jìn)一步，預(yù)期在高校人才培養(yǎng)中取得較好的專業(yè)課程教學(xué)效果。

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基金項(xiàng)目：成都信息工程大學(xué)2016年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目：機(jī)器魚系統(tǒng)設(shè)計(jì)（項(xiàng)目編號：201610621097）；成都信息工程大學(xué)2013年省級精品資源共享課程建設(shè)項(xiàng)目：傳感器與檢測技術(shù)；成都信息工程大學(xué)2015年教改項(xiàng)目：基于“卓越計(jì)劃”的機(jī)械電子工程專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐（項(xiàng)目編號：Y2015029）

作者簡介：章潔（1977-），女，四川成都人，碩士，副教授，研究方向：智能計(jì)算、智能信息處理；沈艷（1973-），四川成都人，博士，教授，研究方向：傳感器網(wǎng)絡(luò)、人工智能及仿生機(jī)器人。