“檢測與傳感器技術”課程教學改革與實踐

摘要：在對“檢測與傳感器技術”課程教學改革的實踐中，結合宿遷學院應用型人才培養目標，對“檢測與傳感器技術”課程的教學內容、教學方法及手段、實踐性教學環節、課程的考核體系進行綜合的改革探索。教學實踐表明，這些改革探索有助于激發學生的學習主動性、提高課堂教學質量、培養學生的綜合應用能力和創新能力，教學效果反映良好。

關鍵詞：檢測與傳感器技術；教學改革；應用型人才

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0052-02

傳感器是把非電參量轉換成電參量的裝置，它所獲得的信息是否正確決定了整個測控系統的優劣。當今社會生活中汽車產品、電子通訊、自動化裝備等產業的飛速發展都離不開傳感器技術。為了培養人才的工程素質和工程實踐能力，[1]“檢測與傳感器技術”課程被列為高校機電、電子、自動化等專業的主要必修課程之一?！皺z測與傳感器技術”課程的特點是與工程實際結合較緊密，集電學、聲學、光學、化學、數學、力學、機械等于一體，注重介紹各種傳感器的組成結構、測量電路、應用方法以及傳感器敏感元件的工作原理、材料特性和加工工藝等。所以給學習者帶來的困難是所學傳感器種類繁多，原理枯燥難懂，測量電路和檢測系統晦澀復雜。[2]此外，各種新型傳感器不斷涌現，在客觀上就必須要求教學內容能夠與時俱進。傳統的教學理念重理論輕實踐、輕技能培養，理論與實踐脫節，這種以課堂教學為主的教學方法和以理論考試為主的考核方式已不能滿足當今教與學的需要。其主要表現為：教學內容以理論敘述為主、事件為輔；教學手段單一；與工程實踐脫節，實驗簡單，缺乏創新性。故“檢測與傳感器技術”課程亟待進行教學改革。結合教學實踐，以應用型人才培養為目標，對“檢測與傳感器技術”課程在教學內容、教學方法及手段、實踐性教學環節等多方面進行了探索性的改革。

一、教學內容的改革

1.教材選擇遵循“夠用”原則

教材是學生在校獲取知識的主要來源，也是教師進行教學活動的依據。能否順利完成教學任務，教材的選擇至關重要。根據宿遷學院學生的實際基礎狀況，應降低對理論知識的要求，重點加強實踐能力的培養。在教材選擇上應按照理論淺、應用多、內容新的要求，遵循“理論夠用”的原則，注重工程實例的介紹，同時包括新技術、新動向的介紹。在慎重選擇現有教材的同時，結合課程、學生就業形勢、地方經濟建設的需要對教材內容以自編講義的形式做適當補充。在授課順序上也不要拘泥于教材的順序，而是根據實際需要和課堂教學情況重新組織。

2.結合專業特點與就業形勢，突出應用，合理選擇授課內容

教學時應按照重基礎、偏應用的原則，結合課程和專業特點，對課程內容進行合理篩選。保留經典理論和原理性內容，刪除陳舊內容，突出重要內容。如：熱電偶溫度傳感器是“檢測與傳感器技術”課程的重點內容，它的原理、結構和應用案例必須詳細講解，尤其是熱電偶的使用定則及其冷端的溫度處理更要結合實際案例講解。但后續的信號處理電路的設計，如噪聲濾除、前置放大電路等微弱信號檢測技術等盡管也很重要，但由于已有先修課程的基礎，則可以略講。又如：應變式力傳感器部分除了理論教學外，還要針對性地增加電子稱相關實訓。而對于教材中很難進行實訓或應用較少的內容，在遵照教學大綱基本要求的基礎上做適當的舍棄或弱化處理，如輻射傳感器、生物傳感器等，只作理論性介紹即可。

3.素質教育貫穿于教學過程的始終

素質是由知識內化而形成的一種穩定的心理品格，具體包含文化素質、思想道德素質、身體素質、心理素質、業務素質等，概括為知識和能力并重。學生綜合素質的培養與提高是學校全體教職員工共同努力的結果，其中既包括學生思想政治工作者的汗水，又包括專業任課教師的心血。這就要改變過去傳統的片面認識，即學生素質教育是少數思政工作者的任務，而與專業任課教師無關。要把素質教育既貫穿于課堂教學實踐中，也貫穿于非課堂教學活動實踐內。高校所有教師都是學生成長的導師，教師不僅要幫助學生學習專業知識和技能，幫助學生掌握學習方法，還要幫助學生培養情商，更重要的是要引導和幫助學生學會如何做人、如何做事、怎樣與人和睦相處，做一個忠厚誠信，遵守法紀，愛崗敬業，對社會有益的人。

二、教學方法與手段的改革

1.上課地點的改變

“檢測與傳感器技術”課程可以把在教室講授的課程安排在實驗室講授，實驗室內的桌椅呈圓桌式擺放，這樣便于師生們之間的討論與交流。圖1是宿遷學院開放式實驗室室內布局圖。此外，還需在實驗室配備多媒體授課系統，借助多媒體課件和實驗室布設的眾多實物共同演示，讓學生能親眼見到、親手摸到傳感器實物，從而增加理論教學的生動性和直觀性?？梢詫嗝襟w課件中的各種應用實例，結合一些簡單的演示實驗，學生學習過程將更快樂、更容易。例如在講解光電傳感器時，通過制作的課件動態給出各種光電效應以及各種光電傳感器實物，如光敏電阻、光電池、光敏二極管等，并結合實驗室的光電轉速傳感器與光電開關進行展示，說明其應用。然后可以讓學生自主設計光電傳感器的轉速測量與控制實驗，使學生在動手實踐中學會光電傳感器的原理和使用方法。這種教學過程既能激發學生的學習興趣，也大大增強了教學效果，提高了教學質量。

2.授課內容及時更新和補充并兼顧前瞻性

隨著檢測與傳感器技術的飛速發展，課堂上所使用的教材在內容上一定會滯后于當今科學技術水平。為彌補這方面的缺陷，在教學內容設計上采用以自行制作的多媒體課件和自編講義為主、以書本教材為輔的形式。課件制作充分利用聲音、動畫、圖片等多種形式的多媒體手段，幫助學生更容易地掌握課程所講授的內容。在教學內容方面，除必須的重點、難點外，還應積極了解新技術的動態，及時補充反映新的傳感技術的內容，力求使學生了解傳感器發展最前沿的動態。教學過程中應盡可能補充一些新型傳感器產品的介紹以及一些科研經歷、科研成果和正在進行的科研項目。把相關科研成果在課堂上展示給學生，達到拓寬學生視野、激發學生學習興趣的目的，以期取得良好的教學效果。

3.結合實物演示，配合簡單的驗證性實驗

“檢測與傳感器技術”作為一門應用性很強的課程，根據宿遷學院人才培養目標的要求，其教學目的是讓學生掌握如何使用各種傳感器。為了使學生更好地了解某種傳感器的原理、結構、外形、安裝以及使用中的各種注意事項，教師上課前應做好充足的準備，通過各種渠道收集大量的傳感器實物或傳感器應用系統的案例圖片，上課時直接展示。另外，有條件的院校可以對一些方便拆裝的傳感器在課堂上和學生一起進行傳感器拆卸與組裝的實際操作，學生通過教師的演示和親自動手實踐獲得第一直觀感受后，再有針對性的聽課，就能把理論與實際聯系在一起，課堂學習也不再枯燥乏味，學習興趣自然也會提高。

4.“四步法”節奏在理論課授課中的運用

在理論教學方面，主要是讓學生了解傳感器的工作原理和特性，學會傳感器的選型和使用方法。一些必要的講解過程在所難免，但問題是長篇闊論式的講解很容易使學生感到枯燥，很難引起學生的學習興趣。因此，在教學過程中加強對學生學習方法、問題思考方法以及創新意識的培養，除上述實物演示外，還在教學過程中采用“四步法”，[3]即“提出問題→講解問題→討論問題→問題總結”。具體操作過程如表1所示。

表1 “四步法”教學過程

步驟教學流程教師活動內容學生活動內容

第一步提出問題教師根據大綱和教材或者某個典型案例為學生制定出思考題，讓學生自主學習學生根據思考題，仔細閱讀教材，思考問題，規劃解題思路，保留疑問

第二步講解問題教師對重點和難點有針對性的講解學生認真聽講，做好記錄，消除問題

第三步討論問題教師對學生在討論過程中的錯誤進行糾正，并引導討論順利進行學生根據老師的引導，提出自己的構想，在不斷完善的過程中是自己的學習認知提升到一個更高的水平

第四步問題總結教師對學生的思路、方法等給出綜合的總結評價學生通過自學，老師講解，熱烈討論，完善解題方案，復習總結課堂知識點

三、注重實踐教學環節

實驗環節在課程教學中具有重要作用。應用型人才的培養目標是除了要掌握基本傳感器器件使用和基本分析方法外，還要注重與電工電子技術、電機與拖動、單片機原理和PLC原理等多學科內容的交叉結合，因此，利用實驗室豐富的實驗教學條件，以教學大綱為指導，安排了多個學時的實驗。但是畢竟實驗教學時間有限，把驗證性實驗轉移到理論教學的實物演示過程中，節省出寶貴的實驗教學時間主要用于開設提高實驗技能和動手能力的綜合性實驗與培養學生工程技能和科研能力的設計性實驗。此外，在課程教學之余還可進一步向廣大學生開展開放性實驗。開放性實驗可以由任課教師提供一些貼近工程實際的題目或者學生自擬自己感興趣的題目，由學生自己設計實驗方案、選擇儀器設備搭建測試系統、自主完成測試過程，學生通過開放性實驗的訓練能夠對傳感器有更全面的認識，能獨立進行實驗系統的設計與搭建，能自主進行實驗數據的讀取和實驗結果的分析，反過來進一步加深對理論知識的理解，也讓學生對傳感器的接口電路特點和傳感器輸出數據的處理都有一定的認識。同時，也增強了學生的實驗興趣，提高了學生綜合運用知識的能力。

四、建立具有創新加權系數的成績考核評價體系

課程成績的評定方法也非常重要，必須客觀公正。學生刻苦學習，積極實踐，就應獲得一個好的成績，因此除卷面測試的成績考核外，再結合帶有創新加權系數的考核評價體系，從以下幾個方面對學生進行全方位、綜合性的考核：[4]一是期末卷面測試占40%，測試偏重重要的理論知識點的考核。二是實驗教學環節考核占30%，改變了傳統的實驗報告模式，要求學生在實驗前對指導書中的實驗內容進行預習，根據要求完成方案的設計。同時，要把實驗過程得到的實驗結果記錄在實驗指導書上，給出數據分析、處理的詳細過程，并在指導書后附上實驗成績選項，如預習、操作、實驗結果分析、回答思考題等。這樣既避免了學生繁瑣的抄實驗原理，也加強了對實驗各環節的考核與監督。三是增設創新加權系數的綜合考核，占30%，主要依據開放性實驗完成的效果、開放性實驗的難度等級給出成績。這種成績考核體系大大增強了學生的創新意識，使學生的學習過程從被動接受轉變為主觀上的積極要求獲取。

五、結束語

“檢測與傳感器技術”課程改革主要通過修整教學內容，改進教學方法和教學手段，改革成績考核機制等對課程完整的學習過程進行全方面、綜合性的改革。經過近兩個學期的實施操作，與之前的教學方法相比，“檢測與傳感器技術”課程教學改革取得了一定的成效。通過改革，增強了學生的學習主動性，培養了學生的科學研究能力，提高了學生的創新意識與綜合能力，以使其能及早適應社會發展的需要，完成職場身份的轉變。

參考文獻：

[1]張宣妮.基于“做中學，學中做”的傳感器教學模式探究[J].高教論壇，2011，（2）：70-71.

[2]徐科軍，黃云志，王海欣.“傳感器與檢測技術”課程改革與探索[J].中國電力教育，2012，（2）：52-53.

[3]戴華.《傳感器與檢測技術》課程教學改革的探討[J].湖北水利水電職業技術學院學報，2011，7（2）：20-22.

[4]楊匯軍，王俊生.“傳感器與檢測技術”課程教學改革的探索與實踐[J].中國電力教育，2011，（9）：188，199.

（責任編輯：孫晴）