《傳感器及其應(yīng)用》課程改革初探

傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，傳感器產(chǎn)業(yè)也是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人矚目。近年來傳感技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的傳感器不斷涌現(xiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，用于信號(hào)探測(cè)的傳感器正面臨許多新的問題和新的需求。像光纖傳感器、固體圖像傳感器、紅外傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器等新型傳感器不斷出現(xiàn)和發(fā)展。隨著自動(dòng)化新技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)的應(yīng)用水平高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。作為一名高職院校老師，長(zhǎng)期以來，在教學(xué)內(nèi)容上側(cè)重于各種傳感器原理和測(cè)量處理電路的講解，在教學(xué)方法上主要以課堂講解為主，同時(shí)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開設(shè)少量驗(yàn)證性教學(xué)實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)方式存在明顯不足：學(xué)生首先接觸到的是傳感器測(cè)量原理，見不到實(shí)物，缺乏感性認(rèn)識(shí)；相似的原理介紹讓學(xué)生覺得枯燥、乏味。要培養(yǎng)出“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的應(yīng)用型人才，傳統(tǒng)的方法教學(xué)嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力。為此我院電氣自動(dòng)化專業(yè)對(duì)本課程教學(xué)內(nèi)容、方法和手段進(jìn)行全面改革進(jìn)行了相關(guān)改革，以求在教學(xué)中揚(yáng)長(zhǎng)避短，有的放矢。

一、 本課程教學(xué)內(nèi)容的改革

課程的主要任務(wù)要求學(xué)生在修讀本課程后掌握各類傳感器的基本理論，掌握各種傳感器的工作原理、主要性能及其特點(diǎn)；使學(xué)生能合理地選擇和使用傳感器，力圖在傳感器應(yīng)用方面有所啟發(fā)；使學(xué)生掌握常用傳感器的工程設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)研究方法；了解傳感器的發(fā)展動(dòng)向以及獲取信息的新方法。

1. 理論教學(xué)內(nèi)容的改革。教學(xué)過程中我首先對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，把教材僅作為參考，編制大量講義，不僅降低了教學(xué)難度，且突出了應(yīng)用的特點(diǎn)。為了獲得大量的傳感器應(yīng)用實(shí)例和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，通過與一線工程師們的交流以及查看論壇留言，我掌握了大量新型傳感器的應(yīng)用實(shí)例以及傳感技術(shù)在工程上應(yīng)用的調(diào)整方法、技巧，比如各種場(chǎng)合下流量計(jì)的選型、熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償方法、各類傳感器的故障判別方法、光電開關(guān)和光纖傳感器等的平行移動(dòng)特性與安裝位置的影響等。這些都是教學(xué)的寶貴資料，并及時(shí)編入隨堂講義，內(nèi)容上能做到與時(shí)俱進(jìn)，有效解決了教材編寫滯后的問題。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的改革體現(xiàn)了先進(jìn)性、綜合性、創(chuàng)新性和開放性。根據(jù)本課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合性、階段性、創(chuàng)新性和開放性原則，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法的改革。除了保留傳統(tǒng)傳感器實(shí)驗(yàn)外，學(xué)院引入了新型傳感器的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。課程組自行研制了系列化的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，建設(shè)了具有40套傳感器綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備的現(xiàn)代傳感器實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)中特色鮮明，技術(shù)先進(jìn)，效果突出。

二、 教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)課堂教學(xué)以傳感器原理講授為主、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔，但對(duì)傳感器應(yīng)用一筆帶過，造成了老師教學(xué)困難，學(xué)生學(xué)習(xí)比較吃力的不良狀態(tài)。為改變這種狀態(tài)，就必須在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上做出大膽的嘗試和改革。具體措施如下：

1. 采用多層次的教學(xué)方法。學(xué)生能力培養(yǎng)遵循由淺入深、從知識(shí)掌握到能力培養(yǎng)過程。在教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)課堂知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性，在掌握基本原理和方法的同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的重要，將實(shí)踐能力培養(yǎng)劃分為實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)三個(gè)層次進(jìn)行培養(yǎng)，這些方法取得了較好的效果

2. 理論與實(shí)踐相聯(lián)系。傳感器課程涉及的知識(shí)面較廣，教學(xué)中注意理論與實(shí)際緊密結(jié)合，有些實(shí)驗(yàn)原理直接在實(shí)驗(yàn)室講解，直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐說明這是一種易教易學(xué)的方法。

3. 嘗試開放式教學(xué)。課堂教學(xué)中，為隨時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，采用啟發(fā)式、提問式的互動(dòng)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的熱情，將學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。

4. 考核方式的改革。考試成績(jī)由平時(shí)作業(yè)成績(jī)、隨堂練習(xí)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末考試多項(xiàng)成績(jī)綜合評(píng)定，客觀地考察學(xué)生的知識(shí)和能力。在對(duì)教材、教學(xué)方法和手段都進(jìn)行改革之后，必須對(duì)考試方法也進(jìn)行相應(yīng)的改革。合理的方式是采用理論考試、課業(yè)和平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的方法進(jìn)行考核。同時(shí)，體現(xiàn)就業(yè)為導(dǎo)向降低理論考試的權(quán)重，將課堂活動(dòng)表現(xiàn)、小組中個(gè)人表現(xiàn)、市場(chǎng)調(diào)研表現(xiàn)及報(bào)告撰寫情況、動(dòng)手制作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等因素綜合考慮，共同納入總分中，鼓勵(lì)學(xué)生在平時(shí)積極表現(xiàn)，讓學(xué)生真正意識(shí)到應(yīng)該將學(xué)習(xí)知識(shí)與應(yīng)用相結(jié)合的重要性。

三、 教學(xué)手段的改革

1. 課堂教學(xué)。傳統(tǒng)的教學(xué)是單一黑板、粉筆的課堂教學(xué)模式，學(xué)生覺得枯燥、乏味。我業(yè)余時(shí)間利用PowerPoint設(shè)計(jì)與制作了本課程全部?jī)?nèi)容的多媒體課件講稿，課件設(shè)計(jì)有大量Flash動(dòng)畫，內(nèi)容圖文并茂，生動(dòng)形象，教學(xué)信息量大，學(xué)生易于理解。多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用，把教學(xué)內(nèi)容直觀、形象、生動(dòng)地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使得學(xué)生更易于理解、接受和掌握課程的重點(diǎn)內(nèi)容，提高課堂教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生分析問題與解決問題的能力。

2. 網(wǎng)上教學(xué)。信息時(shí)代網(wǎng)上提供豐富的教學(xué)資源，為學(xué)生自學(xué)與復(fù)習(xí)提供了方便。網(wǎng)上教學(xué)資源包括：課程大綱，教材介紹；多媒體課件；電子教案（Word文檔）；網(wǎng)上習(xí)題；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)；相關(guān)知識(shí)擴(kuò)展和傳感器資源網(wǎng)站鏈接；網(wǎng)上提交作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。學(xué)生對(duì)課堂上未能理解和掌握的內(nèi)容可在網(wǎng)上復(fù)習(xí)。網(wǎng)站提供的習(xí)題為教材的補(bǔ)充習(xí)題，通過這些習(xí)題的練習(xí)，可以檢查對(duì)課程內(nèi)容的理解。為了便于學(xué)生檢查自己對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度，網(wǎng)上提供了部分參考答案。實(shí)驗(yàn)部分有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過程、步驟、方法。為學(xué)生了解本課程的知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展前沿，提供了與課程內(nèi)容相關(guān)的參考資料。

3. 實(shí)踐教學(xué)手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)成從課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)到畢業(yè)設(shè)計(jì)各層次的良好實(shí)踐性教學(xué)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)。建立傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)頁，網(wǎng)頁為學(xué)生提供信息資源及實(shí)驗(yàn)課件，可在網(wǎng)頁上預(yù)約開放實(shí)驗(yàn)，選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為喜歡本專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生提供更多的實(shí)踐環(huán)境和條件。

4. 動(dòng)手制作傳感器，加深知識(shí)的理解。工科學(xué)生走上工作崗位，面臨的是各種知識(shí)的綜合應(yīng)用和動(dòng)手能力培養(yǎng)。在教學(xué)過程中為提高學(xué)生的動(dòng)手能力，我自行設(shè)計(jì)了一系列簡(jiǎn)單的傳感器項(xiàng)目制作，如感應(yīng)式訊響器、感應(yīng)式音樂娃娃，讓學(xué)生自己動(dòng)手，完成元器件識(shí)別、選用、焊接、調(diào)試以及說明書的編寫等。學(xué)生通過這些實(shí)用傳感器的制作，弄清了傳感器與電工電子等基礎(chǔ)知識(shí)的關(guān)系，同時(shí)也鍛煉了自己的動(dòng)手能力、故障處理能力和分析能力，體驗(yàn)到了成功的喜悅。

(靖江市職業(yè)教育中心校)