獨立學院自動檢測技術課程改革與實踐

□宋哲英，劉朝英，宋雪玲

(河北科技大學電氣信息學院，河北 石家莊 050018)

《自動檢測技術》涉及的知識面廣，而且各個章節沒有必然的聯系，更有許多新的知識點。教學內容有一定的難度，且教材只列出一些結論性的規律。再加上三本的學生基礎知識不扎實，而且學生的實踐知識和經驗不足，這更加大了這門課程的教學難度。因此，如何因材施教，正確處理教材，采用靈活多樣的教法以激發學生學習興趣，培養其較強的工程實踐能力成為該課程改革的目的。

一、教學內容的適當調整

有機整合相關教材內容。自動檢測技術是高等院校檢測技術及應用專業及相關專業必修的一門重要的基礎課，相關的教材也很多，但從目前的教材來看，教材內容安排主要分兩類：一類以傳感器類別劃分講解測量原理；另外一類以測量參數來劃分講解測量原理及應用情況。雖然分類方式不同，側重點不盡相同，但內容有很多重復。因此，針對三本教育的特點，我們將其內容整合，打破二者原有界限，突出工程應用情況和新型傳感技術。主要做法是以測量參數為主線，提出不同的測量方法，講述不同傳感器的工作原理、基本結構、主要特性參數、典型測量電路，重點介紹傳感器的典型應用及注意問題。因為對學生來說，先有實際的感性認識做基礎，再進一步地去認識它的工作特性、實際應用，這樣有過渡性，也容易為學生所接受。如果以傳感器類別劃分講解測量原理，學生學得太死，被先導的理論所迷惑，一旦實際選用傳感器時就會茫然不知所措。該課程內容整合旨在提高三本學生的實際動手能力和應用能力，同時對傳感器與檢測技術的發展動向和趨勢有清晰的了解。

課程內容的不斷更新。近年來傳感器新知識、新技術不斷出現，一方面，采用新原理開發新型傳感器、開發物性型傳感器和仿生傳感器；另一方面，傳感器朝著固態化、集成化、多功能化、智能化方向發展。因此，在講課中，我們應注意新技術的介紹和應用。比如溫度傳感器，傳統的有熱電偶、熱電阻溫度傳感器，而現在較先進的測控系統常常使用集成化的溫度傳感器(如AD590)，另外，便攜式紅外輻射溫度計可檢測帶電導體、運動物體、真空等特殊環境下的溫度，是新一代非接觸測溫儀；其它現代新型傳感器，如光纖傳感器、紅外及圖像傳感器等等，這就需要教師多查閱和收集有關資料，不斷更新、調整教學內容。

二、教學方法的革新

淡化理論推導，注重應用實例。結合三本學生的實際情況，刪除了大量的繁雜的理論推導，注重傳感器的應用實例與理論進行聯系。實際授課時，可結合實物進行直觀教學，若受客觀條件的限制，則可以充分利用網絡資源，搜索傳感器的實物圖片包含在課件里，展示現實中的傳感器真實形態，還可以開發測量過程的動畫展示給學生，達到生動、形象和便于講解與學生理解的目的，使學生學起來感興趣，學得輕松，學得愿意。

改變單一教學方式，構建主動學習過程。我國傳統的教學主要著眼于傳播知識與技能，老師代替學生思維，學生雖然掌握了系統的知識，正面理解多、逆向質疑少，缺乏自己提出問題的思想準備，實踐能力和創新能力卻沒有得到相應提高。這也是與世界發達國家教育質的區別。新的教學模式將教學活動的重心放在培養學生的創新意識、創新能力和實踐能力方面。因此，必須改進教學方式，轉變單一的、封閉的知識傳授模式，注重學生的價值觀、創造性和實踐性的發展，構建學生主動學習過程，從而達到認識問題，解決問題的目的，但這是一個循序漸進的過程。不同的課程有不同的特點，一本、二本和三本的學生特點也不同，因此，構建主動學習過程的方式也是多種多樣的，不能一概而論。

注重知識的前后貫通與應用，使學生對知識的掌握由點擴展到面。現在控制系統對傳感器的準確度、穩定性和工作條件提出了很高的要求，希望輸出輸入特性呈線性關系。而目前多數傳感器輸出特性具有非線性特性，為使傳感器在檢測過程中靈敏度保持一致，便于分析處理和直接顯示，并提高測量精度，必須對非線性進行校正，使之線性化。因此，為了加強學生對非線性補償的方法和意義的認識，一定要聯系傳感器靜態特性中的線性度，對傳感器的輸入輸出參數進行線性化分析。如可基于選修課程《誤差理論與數據處理》的知識，采用最小二乘法進行非線性擬合，并利用matlab分析擬合結果，詳細地講解線性化的作用和優點，使學生對知識的掌握由點擴展到面，由抽象到具體。

不定期舉辦學術交流講座，拓展學生眼界。根據學生畢業后可能從事的相關工作的實際情況，不定期安排學術交流講座，聘請企業、研究所工作經驗豐富的工程師、老師傅與學生交流，講解工程實際中可能遇到的問題及處理方法，增加對工程實際問題的感性認識，使學生畢業后盡快能適應新的工作環境，增強其就業競爭能力。如在講完流量測量這一章后，我們邀請了省流量計量研究所的專家，給學生作了一場有關流量儀表在實際應用中的選型與注意事項的報告，收到了非常好的效果。同時，專家在講解過程中還現身說法，給學生以人生啟迪，使其受益匪淺。

三、實踐環節的改革

浙江高聯的CSY系列傳感器與檢測技術實驗臺，為學生理論聯系實際提供了較好的條件。可開設三十多個實驗項目，比如應變式傳感器實驗、電感式傳感器實驗、霍爾式傳感器實驗、光纖式傳感器實驗等等。由于傳感器系統實驗儀是把十來種傳感器、電源、處理電路、顯示儀表集于一體，組成了一個完整的測量系統。東西大多是現成的，學生做實驗時只是機械地按照實驗步驟，簡單地連幾根線就完事，至于使用的傳感器種類、工作原理、特性等很少過問，這就導致做了實驗，只是有了幾個測量數據而已，很難真正理解傳感器的特性，達到與理論結合的目的。

解決的辦法可以從三方面入手：一是把傳感器系統實驗儀拆開，讓學生了解實驗所用的傳感器、處理電路、顯示電路等等；二是重新購買一些傳感器及電子元器件，讓學生將這些散件組裝成一個完整的測量系統，如利用熱電偶組成一個測溫系統，從現場的熱源開始，到測溫點的選擇，再到傳感器的安裝接線、二次儀表的顯示，使學生對溫度檢測有一個總體感性認識，進一步提高學生的學習興趣和對知識的理解力；三是在依托現有實驗臺的基礎上，拓展實驗內容。第三種方法有時可能會達到意想不到的效果。如目前的傳感器特性實驗僅僅是要求學生測出傳感器的輸入與輸出特性，計算其非線性誤差即可。為了促進學生對非線性補償的理解，增強學生對傳感器的實際認識和綜合實踐能力，因此，可以在這方面進行實驗拓展。非線性補償有硬件補償和軟件補償。硬件補償速度快，但適應性較差；軟件補償成本低，適應性較廣，是補償的發展方向。所以，可以讓學生測試完傳感器的特性后，選擇不同的方案進行非線性補償，這樣實驗類型則由驗證型轉向設計型。當然，學生動手操作之前，老師對實驗目的、操作步驟進行歸納講述，使學生明白“做什么”、“怎么做”、“為什么這樣做”。實驗完成后按照科研論文的書寫方式，提交報告。通過這種綜合實驗設計，學生查找參考資料，拓寬了知識面，并進行許多大膽有益的嘗試，對檢測系統的基本構成、基本特性有了更明確的認識，同時還能了解自動檢測發展的前沿技術。

基于《自動檢測技術》的課程特點和三本學生的具體情況，在教學內容、教學方法及實踐環節等方面進行了多方位改革。通過一系列的改革與實踐，教學效果、學生的實踐能力比以前有明顯提高，為后續的課程奠定了良好的基礎。但是，針對三本學生的特點，如何因材施教，還是一個長期值得研究的課題。

(課題組負責人：宋哲英；成員：劉朝英、宋雪玲、王軍、王春梅。)

參考文獻：

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