《傳感器技術與應用》課程教學探討

摘要： 《傳感器技術及應用》是一門繁雜的交叉學科，也是機電、自控、電子類專業的一門重要課程。本文從本課程教學中存在的問題出發，對教學內容和教學方法進行了分析與探討。通過調整，學生的學習積極性、技能及分析問題、解決問題的能力得到了很大提高，教學效果也得到了明顯改善。

關鍵詞： 傳感器 教學內容 教學方法 探討

引言

傳感技術作為現代電子信息技術的三大支柱之一，是現代新技術革命和信息社會的重要基礎，也是自動檢測和自動控制技術不可缺少的重要組成部分。同時隨著微電子技術、工業自動化程度的迅速發展，企業提出了高素質技能型的人才要求。作為機電、自控、電子類專業的一門重要專業課程，此門課程的開設情況和學生學習效果還存在一些問題，我們有必要進一步探討和完善。

1.課程性質與教學目的

《傳感器技術與應用》是機電、自控、電子類等相關專業的主干課程之一，在有關專業課程體系中居于重要地位。首先，在自動化測控系統中傳感器實現信息的采集，傳感器性能在很大程度上決定著整個信息技術和控制系統的性能。其次，學習理論的根本目的是為了應用，尤其對我們職校生來說，在學好傳感器基本原理、概念基礎上，更要學會傳感器在過程控制中的應用。最后，我們還要十分注重與相關課程的銜接。此課程在電子自動化類專業中起著承前啟后的橋梁作用，既是前期基礎理論課的延續，又是學習各門專業課的基礎。

本課程主要介紹傳感器的基本原理、特性和應用以及相關的信息處理技術，涉及電學、磁學、力學、光學、聲學、化學、生物、機械、微電子、測量技術、計算機技術、信息處理技術等多門學科［１］。其教學目的主要是：使學生掌握各類傳感器的基本理論，常用傳感器的工作原理、主要性能特點和應用；使學生能合理地選擇和使用傳感器；使學生了解傳感器的發展動向等。這可以提高學生對相關專業理論的認知能力，增強學生對專業技術工作的適應能力。

2.教學中存在的問題

《傳感器技術與應用》是一門綜合性很強的學科，涉及知識面廣，內容分散，缺乏系統性和連續性，且與生產實踐聯系緊密。長期以來，該課程在教學內容上主要側重于各種傳感器的原理和測量電路的分析處理，而學生的實踐知識和經驗不足，知識面也比較窄，在學習過程中感覺抽象難懂，難以接受。教師在教學方法上大多以課堂講授為主，不能很好地結合實踐，講起來也覺得枯燥乏味。此類教學內容和教學方法在科技迅速發展的今天顯得有些陳舊和呆板，從教師體驗和學生反饋情況來看，教學效果不容樂觀。對此筆者在講授此課程過程中做了相關思考并與大家進行探討。

3.課程教學內容探討

在對《傳感器技術與應用》課程探討中，我們應本著“技能為主、理論夠用”的職業院校教學原則，在教學中總的思路是淡化理論，強化實踐。教師在課堂上應少講、精講，增加學生的學習興趣，促進學生對理論知識的鉆研力度；增加實驗，以實踐促理論，使學生在有限的學時內獲得最實用的知識，并獲得較強的應用能力。

（1）理論教學內容的優化。

相關調查顯示［２］職業院校學生工作后對傳感器知識的要求重點在于應用，對于各種常見的工業傳感器的形狀識別、特點、如何選擇、使用、接線、維護等，能了解各種傳感器的大致原理即可。除了極少數從事傳感器制造的崗位外，很少需要進行理論研究，不必深入分析具體原理電路圖中各元件的參數和功能。

根據職業教育“技能為主，理論夠用”的教學原則及以上調查情況，筆者在此課程教學內容方面做了適當調整。學生學習的重點在于如何根據傳感器手冊、應用場合、測量范圍等指標選用傳感器，所以筆者在教學內容方面從“傳感器世界”、“中國工控網”和傳感器制造廠家網站論壇下載了大量的相關教學資料，并附有傳感器應用實例及在工程應用中的接線調整等。傳感器工作原理部分簡化了理論推導，只作定性分析。對于一些定理，教師只介紹定理內容及其在生產實際中的應用，對于定理公式的推導不再詳細介紹。對此部分內容感興趣的學生可以自學，有問題再向教師請教或自己查閱資料。這樣的教學內容通俗易懂又貼近實際，學生容易接受，同時學習積極性也得到很大提高。

另外，筆者在課程講解順序方面對教材內容也有所調整。傳感器類課程教材在內容的編排方面，考慮到系統性和完整性，順序一般安排為基礎知識、各種類型的傳感器、信號處理電路，最后介紹智能型傳感器和傳感器網絡等新知識。這樣的安排并不完全適合職業院校對學生職業能力培養的要求。其中“信號處理電路”的內容安排在各種傳感器內容之后，當講到該部分時相關實驗都已做過了，這時再來學習接口電路意義不大。為此，在組織教學時，教師可對此部分內容進行調整，將“信號處理電路”的內容放在基礎知識中。這樣在學習具體傳感器之前，學生先掌握對傳感器輸出信號的處理電路，等講到具體傳感器時，學生便能針對不同的傳感器選擇相應的處理電路，并進行相應的實踐，做到學以致用，提高技能。

（2）實踐教學內容的調整。

實踐教學的設計思想是：提高學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，加深學生對課程中理論、概念的感性認識，教師在教學中將實踐教學內容由傳統的驗證性實驗調整為常規經典實驗和創新制作。傳統的實驗大部分屬于原理性、驗證性的參數或性能測試類實驗，大都是學生按實驗指導書上的電路圖連線，看顯示結果，記錄結果。很少有學生會認真分析整個工作過程，他們也很少思考發現問題，實驗效果不夠理想。

筆者認為在實踐教學設計中，可以設置和創新制作兩類實踐內容。常規經典實驗選一些常用的具有普遍意義的實驗項目，如讓學生測量傳感器的特性，要求學生獨立完成，培養學生獨立思考的能力和科學的實驗方法。

創新制作是教師針對所學內容讓學生設計制作一個相應物理量的測量控制電路，如聲控燈、空調恒溫控制、遙控車等。這樣可以訓練學生對傳感器的選擇、信號處理電路設計等實際應用能力。學生在設計制作過程中，掌握傳感器及測量電路設計、調試方法和步驟等相關知識。創新制作類實踐既增強了知識的趣味性，又容易被學生接受；學生既掌握了知識，又能體驗成功的喜悅。實驗可以設置兩人一組或多人一組，還可以加強學生的協作能力和團隊精神。

4.課程教學方法探討

在教學內容方面，我們主要是讓學生了解傳感器的工作原理和特性，掌握傳感器的選型和應用技能。如果僅僅靠枯燥的理論講解，很難引起學生學習的興趣，這樣就達不到這門課的教學目的，因此，筆者在教學理念和教學方法上也有所考慮。

（1）采用啟發式互動教學。

教師用問題引入，啟發學生的學習思路，培養學生學習興趣，鼓勵學生積極思考，改善教學效果。如講到聲敏傳感器，提問為什么有人走到燈下，燈就會亮？教師采用互動式教學時要確立以學生為中心的教學理念。教師作為指導者，幫助學生解決通過努力解決不了的問題，把大量的時間留給學生去自主探索，去相互協作學習。學生在教師的引導下充分發揮主觀能動性，使課堂教學活躍起來，取得良好的教學效果。

（2）激發學生學習興趣。

學生的學習興趣的高低是學生能否學好知識的重要因素，也是能否取得良好教學效果的重要條件。總結起來，筆者認為可以通過以下方法提高學生學習此門課程的興趣：一方面要十分重視第一節課的教育工作，第一節課是學生第一次接觸該課程，教師不應急于講課而是應該結合教材說明傳感器的應用極其廣泛，向學生介紹生活、工業、軍事中傳感器的作用與地位，舉例如為什么有聲音燈就會亮，機器人行走靠什么避開障礙物等，從而激發學生的學習興趣。另一方面在介紹具體傳感器時，教師應根據學生的具體情況適當補充復習相關知識，結合生產實踐和日常生活講解傳感器的應用實例，提高學生的學習興趣。學生會認識到：學好本課程可以解決一些實際問題，甚至可以用多種傳感器來實現同一種功能，從而提高自己的學習興趣，激發創新思維。

（3）注重學習方法指導，培養自學能力。

教師不但要教給學生知識，更要教會學生如何去獲取知識。在教的過程中，教師應盡量多教給學生如何理解、分析、歸納、總結問題，避免死記硬背、機械的理解問題，引導學生學會舉一反三，掌握學習的方法，培養自學能力，同時引導學生注意此課程與其他課程如自動檢測，自動控制的聯系、引申，使學生對知識的掌握由點到面。

（4）拓寬教學手段，充分利用現代化教學手段。

在教學手段方面，教師可以通過開發多媒體課件，利用圖片、實際照片、仿真等形式，擴大教學信息量，拓展學生的視野，幫助學生通過感性認識理解相關知識。

（5）其他教學方法。

本課程還可以試用網絡化教學，學生可以利用課程網站自學、預習、復習、答疑、自測、觀看實驗，大大方便了學生學習該課程，掌握知識點。另外它還可以與企業結合，讓學生了解傳感器市場，了解傳感器的多樣性、重要性，提高學生的學習興趣和積極性。

5.結語

《傳感器技術與應用》是一門理論性、基礎性、實踐性、綜合性很強的課程，教師講解和學生學習都比較困難。本文結合社會對高素質技能型人才的要求以及職業院校“技能為主，理論夠用”的教學原則，以淡化理論、強化實踐為宗旨。在對課程內容進行優化的基礎上，我們對教學方法也提出了幾點建議。教師可以用在課堂教學中淡化理論在實驗教學中強化實踐的做法，使學生在有限的學時內學到最實用的知識，同時提高了學生的實際動手能力，完善了此課程的教學，提高了教學效果。

參考文獻：

［1］金發慶主編.傳感器技術與應用［M］.北京：機械工業出版社，2007，2.

［2］曹良玉，趙堂春.《傳感器技術及其應用》課程改革初探［J］.職教之窗，2005，(12)：62-64.

［3］馮成龍.試論高職院校《傳感器技術及應用》課程的教學改革［J］.專業教學研究，2007，（12）：98-99.