《傳感器及應(yīng)用》課程綜合改革初探

王軍琴

【摘 要】傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要支柱之一，是一門繁雜的交叉學(xué)科。本文針對應(yīng)用型本科教育轉(zhuǎn)型發(fā)展的特點及要求，探討了《傳感器及應(yīng)用》課程傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法中存在的不足，提出了課程綜合改革的新思路。實踐表明，這些改革在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生的動手操作能力，為學(xué)生進行實際傳感器的設(shè)計與制作提供幫助。

【關(guān)鍵詞】傳感器；課程改革；教學(xué)

0 引言

傳感器技術(shù)是當(dāng)今世界上一項迅猛發(fā)展的高新技術(shù)，是一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，在現(xiàn)代檢測與控制系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用?！秱鞲衅骷皯?yīng)用》課程內(nèi)容相當(dāng)寬泛，它集力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)于一體，綜合了物理、化學(xué)、材料、電子、計算機、機械等多個學(xué)科[1]，又包含信息的獲取、變換、處理、顯示等多種檢測方法，知識點相互交叉，正是由于傳感器教學(xué)的這些特殊性導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性較差，教學(xué)效果不佳?；凇秱鞲衅骷皯?yīng)用》課程的這些現(xiàn)狀，同時結(jié)合本人教學(xué)過程中的心得和經(jīng)驗，考慮到傳感器行業(yè)對員工的要求，對本課程的教學(xué)改革作了一定的思考，進行了大膽的探索，總結(jié)出幾點教學(xué)經(jīng)驗并不斷完善，取得了較好的教學(xué)效果。

1 傳感器教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題

1.1 教學(xué)現(xiàn)狀

目前在實踐性較強的課程教學(xué)中，教師被傳統(tǒng)的教學(xué)模式所束縛，在課堂上，教學(xué)內(nèi)容大多以各類典型傳感器的原理及公式的推倒為主，這就要求學(xué)生具備較好的高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)等基礎(chǔ)[2]。大多數(shù)學(xué)生經(jīng)常感到教師所講內(nèi)容理論性過強，難于理解，因而造成部分學(xué)生上課注意力不集中，課堂互動不好；而實踐教學(xué)主要是在傳感器實驗臺上進行，實驗臺上設(shè)置了已經(jīng)調(diào)試好的常用傳感器及其測量電路，如放大器、電橋橋路、霍爾傳感器等模塊。學(xué)生只需按照實驗指導(dǎo)書上的步驟進行接線，就可以輕松的得到正確的實驗結(jié)果。學(xué)生的整個實驗過程也只是對傳感器工作原理和性能的進行了驗證。當(dāng)學(xué)生需要設(shè)計應(yīng)用具體傳感器時則往往沒有思路，不知道該如何靈活應(yīng)用該傳感器來完成電路的測量，搭建簡單的測量系統(tǒng)有哪些規(guī)則。其原因是他們?nèi)鄙龠@方面訓(xùn)練的機會，導(dǎo)致經(jīng)驗缺失。

1.2 存在問題

（1）教學(xué)內(nèi)容過多的講述傳感器原理的推導(dǎo)，有關(guān)傳感器的設(shè)計與應(yīng)用內(nèi)容較少；

（2）雖在考核方式上做了一定的改進（由習(xí)題作業(yè)改為實踐作業(yè)），但改進的力度不夠（可從期末考核內(nèi)容上再做改進），學(xué)生作品相對較少，參與度不夠高；

（3）實驗設(shè)備都是經(jīng)過調(diào)試的常用傳感器及測量電路，實驗內(nèi)容只停留在對傳感器工作原理和性能的驗證階段，對學(xué)生創(chuàng)造力的形成十分不利。

（4）學(xué)生學(xué)習(xí)的方式比較單一，目前學(xué)生只是從課堂上獲取知識，自主學(xué)習(xí)資源欠缺，自主學(xué)習(xí)的時間較少。

2 理論教學(xué)

2.1 教學(xué)內(nèi)容

我們以電子信息工程專業(yè)學(xué)生為試點，在教學(xué)內(nèi)容的改革上，項目組教師搜集了大量實際生活中使用的傳感器圖片，經(jīng)過精心選擇并不斷地更新、豐富，對原有教學(xué)內(nèi)容進行了重新整合。除此之外，教師還從電子專業(yè)領(lǐng)域的實際工程案例中抽取了具有典型實際應(yīng)用價值的教學(xué)案例，這些教學(xué)案例用到的元器件一定要是學(xué)生已熟知的常見元器件，案例盡可能多的囊括了相關(guān)傳感器涉及的傳感器應(yīng)用技術(shù)知識和專業(yè)技能并具有一定的趣味性，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時又為實訓(xùn)環(huán)節(jié)準(zhǔn)備了項目材料。

2.2 教學(xué)方法

教學(xué)過程的評價與教學(xué)方法的改進是教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測中更古不變的話題，能夠靈活運用不同的教學(xué)方法是教師業(yè)務(wù)水平的體現(xiàn)。在《傳感器及應(yīng)用》的教學(xué)中我們以專題、項目式教學(xué)為主導(dǎo)，采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書相結(jié)合的方式，將教材中所講解的傳感器原理與實際傳感器聯(lián)系起來，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的生動、逼真、容量大的優(yōu)點，將傳感器的基本工作原理配以實物圖片，做成動畫進行演示，再結(jié)合教師板書講解，實現(xiàn)教學(xué)手段的多元化。最后針對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和知識掌握情況進行分級分類指導(dǎo)，做到因材施教。例如之前在講解CCD圖像傳感器時只是靜止的分析波形的差異，內(nèi)容枯燥、乏味，學(xué)生似懂非懂、情緒低下，但是如果采用動畫演示，各個信號的工作時序就直觀的顯示出來，使課堂氣氛更加活躍，學(xué)生更加透徹深入地理解其工作原理與過程。

3 實驗教學(xué)

3.1 實驗環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的實驗項目大多屬于參數(shù)的驗證、已知性能的測試實驗等，學(xué)生通常都是參照實驗指導(dǎo)書提供的電路圖進行連線，隨后觀察實驗結(jié)果并記錄數(shù)據(jù)。只有個別學(xué)生會觀察實驗現(xiàn)象，分析工作過程，獨立發(fā)現(xiàn)問題，分析并解決問題。部分同學(xué)甚至根本沒動手做實驗，只是簡單的記錄數(shù)據(jù)、填寫實驗報告。實驗效果不夠理想。經(jīng)過改進，實驗前，我們首先給出需要完成的實驗項目，不提供具體的電路及實驗步驟，由學(xué)生根據(jù)要求寫出預(yù)習(xí)報告、實驗原理、擬選用的元器件及具體的實驗步驟等，在實驗室根據(jù)自己設(shè)計的電路獨立完成實驗，寫出實驗報告。這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使理論知識掌握的更加牢固，動手能力也大大提高。

3.2 實訓(xùn)環(huán)節(jié)

實踐訓(xùn)練旨在讓學(xué)生了解實際工程項目的操作流程，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，增加學(xué)生的就業(yè)機會。

教師在課堂教學(xué)中，每講完一類傳感器的原理后，我們便及時安排與之有關(guān)的實踐訓(xùn)練，通常以精選的教學(xué)案例為制作內(nèi)容，教師首先為學(xué)生建立必要的背景知識，告知設(shè)計要求，根據(jù)項目描述進行分組討論，查找相關(guān)資料，進行方案的可行性分析，并整理出設(shè)計思路與方法；完成具體電路原理圖的設(shè)計和相關(guān)參數(shù)計算，畫出電路硬件系統(tǒng)組成方框圖；選擇合適的電子元器件，然后在老師的指導(dǎo)下，確定最佳方案，進而領(lǐng)取元器件，進行焊接、調(diào)試；教師填寫實訓(xùn)成績單，完成整個項目的評估考核。

4 課程考核

成績考核是教學(xué)活動中的一個重要環(huán)節(jié)，用于督促教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)，教師通常對學(xué)生進行《傳感器及應(yīng)用》課程考核的形式都是通過筆試答題。一些學(xué)生為了追求好成績，考前突擊背誦傳感器及應(yīng)用原理方面的知識，這樣的考核方式不能真正起到考核的作用。所以我們在考核中是將理論與實踐結(jié)合起來：從課堂表現(xiàn)、原理的理解、傳感器實物制作及效果評價、課程結(jié)課論文等多方面進行全面考核，做到公平、合理、可行。從而引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)的重點放在實踐能力的提高上，可以有效地培養(yǎng)學(xué)生獨立運用所學(xué)知識選擇傳感器、設(shè)計測量電路的能力，并能對測量結(jié)果進行分析，達到滿足工程需求、自己制作傳感器的目的。

在分值的分配上，我們經(jīng)過充分調(diào)研和多次討論，將由期末筆試決定課程成績的方式，改進為由期末筆試成績（占35%）、平時表現(xiàn)（占20%）、和實驗技能考核（占45%）三部分組成學(xué)生課程總成績的方式，這樣就可以對學(xué)生的理論知識、課堂效果與動手能力做一個全面的評價，能夠有效地促進學(xué)生積極參與實踐項目，為學(xué)生畢業(yè)后從事工程活動奠定的基礎(chǔ)[3]。

5 結(jié)語

近幾年來，在逐漸落實我?！暗胤叫浴?yīng)用型、開放式”辦學(xué)定位的過程中，項目組成員結(jié)合專業(yè)特點，積極探索和研究課程改革的新思路，從課堂教學(xué)、實驗教學(xué)和考核方式上做了一定的改進，鼓勵有能力的同學(xué)組成幾個興趣小組應(yīng)用所學(xué)知識，通過搭建實際電路，完成簡單傳感器的制作與調(diào)試，最后這些同學(xué)在課堂上將自己的制作過程及心得體會與全班同學(xué)分享，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性，收到了很好的教學(xué)效果。

【參考文獻】

[1]姚娟，堵俊，華亮.啟發(fā)式實例分析在“傳感器與檢測技術(shù)”課程理論教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2012，（3）：157-158.

[2]盛春明，趙玉林.《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）：93-94.

[3]張敏.學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)在《傳感器原理及應(yīng)用》系列課程教改中的實踐[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（3）：37-38.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]