基于多維度學(xué)習(xí)方式的“傳感器與檢測技術(shù)”課程探討

劉靖瑤

摘要：“傳感器與檢測技術(shù)”課程是高職院校自動化類的專業(yè)基礎(chǔ)課程，基于傳感器技術(shù)在教學(xué)過程中存在的不足，以及高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，文章提出了符合現(xiàn)授課對象學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維特點的教學(xué)模式。通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，以項目導(dǎo)向為理論教學(xué)，傳統(tǒng)的實訓(xùn)設(shè)備和虛擬仿真軟件相結(jié)合的實踐教學(xué)，依托專題網(wǎng)站的建設(shè)和使用，同時引導(dǎo)學(xué)生參加課題研究等方式，多維度深入推進(jìn)學(xué)習(xí)研究一體化教學(xué)。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù)；多維度學(xué)習(xí)；多媒體教學(xué)；仿真軟件

傳感器作為人類感知世界的重要工具，正隨著時代的發(fā)展而發(fā)展，在以工業(yè)變革為引領(lǐng)的科技潮流之中，以信息化人工智能為背景的時代下，傳感器將發(fā)揮越來越大的作用，其在工業(yè)控制、產(chǎn)品生產(chǎn)、交通運輸、航空航天、消費電子等各行各業(yè)的領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用[1]。傳感器是用來獲取設(shè)備控制信息和采集外部數(shù)據(jù)的主要部件，通常在連接被測控對象和測控系統(tǒng)的接口位置中處于關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器的種類和數(shù)目眾多，其基本原理和應(yīng)用場合是現(xiàn)代自動化類技術(shù)人員必備的基礎(chǔ)知識，故傳感器技術(shù)的相關(guān)課程是自動化類、機電類、電氣工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。

1 “傳感器與檢測技術(shù)”課程現(xiàn)狀

“傳感器與檢測技術(shù)”是無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程主要介紹傳感器的定義、種類、應(yīng)用場合、發(fā)展趨勢、選用原則等基礎(chǔ)知識，包括常見的溫度傳感器、電容式傳感器、壓阻式壓力傳感器，光電傳感器、霍爾傳感器等典型傳感器，分析其結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)、工作原理、檢測電路及典型應(yīng)用。從課程內(nèi)容看，這是一門內(nèi)容復(fù)雜、實踐性很強的交叉性學(xué)科，在整個控制系統(tǒng)課程體系中有承上啟下的重要作用。然而，結(jié)合我們多年教學(xué)的經(jīng)驗和討論發(fā)現(xiàn)，傳感器的課程教學(xué)中仍存在些許問題：傳統(tǒng)的傳感器原理講授與工程實踐脫節(jié)，教學(xué)內(nèi)容相對滯后，課程整體連續(xù)性不強等[2]。

本課程針對無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校高職二、三年級的學(xué)生，高職院校的學(xué)生雖然主動性較弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣較差，但他們更注重各方面的能力，而不是單純地看學(xué)習(xí)成績。他們喜歡豐富的學(xué)習(xí)過程，有趣的實驗、開放的探索、綜合性的評價過程對于他們來說更為合適。為解決這些問題，必須在教學(xué)方式上加以創(chuàng)新，本文針對高職院校學(xué)生的具體情況，具體分析，提出以項目為導(dǎo)向的，結(jié)合實驗裝置、仿真軟件、學(xué)習(xí)軟件、課外研習(xí)以及專題網(wǎng)站等多種手段來探索多維度的教學(xué)方式[3]。

2 探索多維度的教學(xué)方式

培養(yǎng)高職院校的高層次應(yīng)用型學(xué)生是我們的目標(biāo)，根據(jù)“傳感器與檢測技術(shù)”的課程特點，我們探索了該課程的多維度教學(xué)方法，從課堂內(nèi)容，教學(xué)方式，輔助教學(xué)，評價體系等方面改善，讓學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，慢慢地從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，增強學(xué)習(xí)效果。

2.1 精簡優(yōu)化理論教學(xué)

根據(jù)高職院?！皞鞲衅髋c檢測技術(shù)”這門課的教學(xué)大綱，我們對傳感器的理論知識進(jìn)行了科學(xué)的整理和歸納，刪減了部分理論性太強及過時的內(nèi)容，同時增加了新型的傳感器及其應(yīng)用和相關(guān)項目研究的內(nèi)容。課程內(nèi)容從基礎(chǔ)理論、典型傳感器原理、對應(yīng)物理量的測量入手。在最初的基礎(chǔ)理論部分，讓學(xué)生在生活中常見的物體和事件中科學(xué)地認(rèn)識傳感器，增加直觀性、趣味性、新穎性。自動化類專業(yè)的學(xué)生在今后的工作中可能會比較少的直接用到檢測技術(shù)，但是仍應(yīng)該適當(dāng)增加有應(yīng)用前景的內(nèi)容，如智能汽車、機器人等。以問題為核心，從科學(xué)到工程實例，引導(dǎo)學(xué)生對傳感器的工作原理進(jìn)行探究，根據(jù)工程實際需要對科學(xué)問題進(jìn)行提煉。在典型物理量測試部分，可以以案例或課題為核心，進(jìn)行設(shè)計學(xué)習(xí)[4]。

2.2 傳統(tǒng)實驗臺和仿真軟件配套使用

根據(jù)“傳感器與檢測技術(shù)”的課程特點，我們在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，實驗課時與理論學(xué)時分配不太合理，而且由于實驗設(shè)備的欠缺（以無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校實訓(xùn)室為例：實驗臺12個，每臺可坐兩位學(xué)生，每班平均有35人以上）、學(xué)時少（以無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校實訓(xùn)安排為例：一般為2周）等原因，實驗項目多為驗證性，缺乏創(chuàng)新性和設(shè)計性、綜合性的實驗，不利于學(xué)生應(yīng)用能力的提高和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。因此，我們對傳統(tǒng)的實訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行整合，增加設(shè)計性、綜合性及演示性的實驗。另外，為了彌補實驗設(shè)備和學(xué)時上的不足，我們用軟件構(gòu)建了虛擬電子實驗室（見圖1），一方面提高了學(xué)生在課堂的效率和自學(xué)的能力，讓每個同學(xué)都能有東西可用；另一方面，有些不能用現(xiàn)有設(shè)備完成的實驗可用這些虛擬儀器進(jìn)行仿真，提高實踐教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生的實踐能力和應(yīng)用相關(guān)軟件的能力得到進(jìn)一步鍛煉和提高。

2.3 網(wǎng)絡(luò)第二課堂的輔助教學(xué)

結(jié)合長期的教學(xué)實踐，我們依托網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境，針對傳感器設(shè)計實驗、科研，開設(shè)了第二課堂活動，正好可以作為一種很好的教學(xué)補充和延伸。我們鼓勵學(xué)生參加第二課堂活動，他們通過手機超星軟件APP提前預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，通過課程組教師組建的課程網(wǎng)站中課后復(fù)習(xí)和課程作業(yè)，學(xué)生的課堂效果和學(xué)習(xí)能力有了很大的提高。課程組教師多年來積累的建設(shè)成果、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源能夠無界限地為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)提供豐富的資源。

2.4 課后研習(xí)討論及多元化評價體系

將研究性教學(xué)模式引入課堂教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)行課后研習(xí)，通過加強研討的環(huán)節(jié)讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。教師可以結(jié)合重要知識點，提出適合學(xué)生學(xué)習(xí)研究的專題，引導(dǎo)學(xué)生利用多媒體資料庫和相關(guān)資源，開展研究、討論和交流，了解相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點，開闊視野，啟發(fā)創(chuàng)新思維，并使學(xué)生逐步掌握研究性學(xué)習(xí)的方法。通過前期了解，老師選出專業(yè)基礎(chǔ)較好、有責(zé)任心的同學(xué)作為小組長，讓其進(jìn)行分工，安排研究進(jìn)度等任務(wù)。在老師完成基礎(chǔ)課程的講解后，學(xué)生便可以自主選題、自主設(shè)計、課題里所使用的傳感器可以是老師講過的類型，也可以選用新類型。教師在整個過程中輔導(dǎo)啟發(fā)，給學(xué)生發(fā)揮的空間，充分激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的潛在能力和積極性。最后，每小組選出代表對課題進(jìn)行總結(jié)，簡要匯報課題的主要觀點、材料和結(jié)論，其他組員可以做課件演示等工作。當(dāng)完成相關(guān)課題的匯報任務(wù)后，教師可以給出課題成績，寫出評語，這是對學(xué)生課題內(nèi)容成果的一個評價。與此同時，我們還要對每個學(xué)生在課題研習(xí)活動中的表現(xiàn)做一個多元化的評價，可以從參與研究性學(xué)習(xí)活動的態(tài)度，資料采集、歸類和分析處理的能力，是否主動提出研究和工作設(shè)想，與他人合作等方面綜合性地去考慮[5]。

3 結(jié)語

筆者通過對傳感器課程現(xiàn)狀的分析、高職院校學(xué)生的特點及教學(xué)改革的措施的研究，從理論教學(xué)、實踐教學(xué)、課外研習(xí)及第二課堂建設(shè)等多角度出發(fā)，提出采用多維度學(xué)習(xí)方式教學(xué)模式。實踐教學(xué)證明，這有效地提高了教學(xué)效果，為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計奠定了專業(yè)基礎(chǔ)，這對于高職院校的傳感器教學(xué)是非常有意義的，進(jìn)一步為應(yīng)用型高職院校人才做好了準(zhǔn)備。然而，傳感器教學(xué)模式的貫徹和改革拓展任重而道遠(yuǎn)，需要廣大教師共同研究，是一個堅持不懈的奮斗目標(biāo)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]錢旭升.我國研究性學(xué)習(xí)的研究綜述[J].教育探索，2003（8）：22-25.

[2]周利，祝杰.“傳感器”課程內(nèi)容革新及實驗教學(xué)改革與實踐[J].實驗實踐教學(xué)，2013（2）：141-144.

[3]寧小波，楊漢生.“傳感器與檢測技術(shù)”的教學(xué)改革探索[J].巢湖學(xué)院學(xué)報，2009（6）：134-136.

[4]楊鵬，常鳴.《傳感器原理及應(yīng)用》研究性教學(xué)實踐與思考[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2008（10）：85-87.

[5]陳玉華，錢玲玲，張廣川.談“傳感器與檢測技術(shù)”課程的項目化教學(xué)[J].科技信息，2010（1）：566-567.