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]