高職院校傳感器技術教學改革探索

摘要：根據當今社會人才需求狀況，配合國家人才培養戰略，針對目前高職高專院校學生自身的學習特點，對傳感器技術課程的理論教學、實踐教學和成績評定方面進行了深入的探索，提出了注重實際應用和實踐創新的教學內容和方法，激發了學生的學習興趣，加深對傳感器及其應用的理解和掌握，提升了學生的職業技能，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：傳感器技術；理論教學改革；實踐教學改革；成績評定方式

作者簡介：張艷霞（1979-），女，河南漯河人，鄭州信息科技職業學院機電工程系，助教；鄭偉偉（1984-），男，河南新密人，鄭州信息科技職業學院機電工程系，助教。（河南 鄭州 450046）

基金項目：本文系鄭州信息科技職業學院教改項目（項目編號：CZYB2014009）的研究成果。

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）03-0130-02

傳感技術包括傳感器的研究、設計、試制、生產、檢測和應用，傳感器是現代測控系統的首要環節，它集機械、動力、物理、化學、光學、材料、電子、生物、半導體、信息處理等眾多學科于一體，應用領域十分廣泛，與當前多學科交叉融合的趨勢相一致，在專業課程體系中起到重要的承上啟下作用，是實踐性非常強的綜合性應用技術。[1-3]

目前，傳感器技術是高職高專院校機電一體化、電氣自動化、汽車檢測與維修等專業的一門專業技術課。該課程涉及知識面廣，且實踐性很強，不但學生覺得難學，對老師來說也是一個挑戰。另外，近幾年來，中國逐漸普及大學教育，高職高專的學生大多基礎知識不太牢固，接受這門課程較難，更不用說提高學習興趣了。因此結合高職院校的傳感器技術教學經驗，對該課程教學改革進行了探索。

一、高職院校傳感器技術課程教學現狀

1.理論教學方面

談到理論教學，首先要追溯到教材問題。當前，高職院校的傳感器技術理論教材種類繁多，琳瑯滿目，大多教材偏重于抽象的傳感器原理推導，基礎知識差的學生很難掌握，導致學生學不會的現象嚴重。其次，涉及到教學方法上。目前，大多數高職院校的傳感器技術教學依然沿用傳統的教學模式，教師灌輸知識，學生被動接受，模式單一，無法調動學生的學習積極性，更不用說培養學生的創新能力了。因此，高職院校的理論教學要遵循“必需、夠用”的原則，改變傳統思維，不斷探索一些新的教學方法，把抽象的傳感器技術原理變得具體化、簡單化，使其有利于學生的學習與接受。

2.實踐教學方面

高職院校的培養目標是高級技師、高級技工，對于教學來講，主要側重于各類傳感器的應用。目前，大部分高職院校做傳感器技術的實驗設備落后、匱乏，學生只能在實驗臺上按部就班地完成一些驗證性的實驗，缺乏主動性和探索性，很少涉及傳感器實際應用，更談不上創新和工程實踐，根本無法提升學生分析問題和解決實際問題的能力。近些年來，新型傳感技術的發展日新月異，涌現出大批先進的傳感器，與學校做的簡單驗證性實驗、演示性小實驗相差甚遠，學生畢業以后相當長一段時間都與自己的工作接不上軌。

二、理論教學內容與教學方法的改革

傳感器技術課程有以下特點：首先是該課程涉及知識面范廣，涵蓋信息量大。各章節的教學內容大部分按照傳感器的原理類型分開，相對比較獨立、分散，缺乏延續性和整體性。其次是該課程實踐性強。由于傳感器的實際應用十分廣泛，大至宇宙飛船、飛機，小至家用電器洗衣機、熱水器都用到傳感器，因此，該課程與實踐結合非常緊密。

這門課傳統的理論教學都是先介紹傳感器的工作原理，再進行理論推導、定量分析，涉及實際應用較少，課堂組織形式單一，很難調動學生的積極性。所以高職高專的傳感器理論教學應本著“必須、夠用”的原則，簡化理論推導和分析，盡可能結合工程實踐介紹各種傳感器的主要性能、信號轉換與處理的方法、實際應用效果。為突出理論教學重點，提高學生的學習興趣，在教學實踐中采用了以下教學方法：

1.利用多媒體技術，豐富教學手段

教師根據自己的教案制作多媒體課件，并將多媒體課件與板書相結合，通過聲、光、電、圖片、動畫、視頻等手段突出教學的重點，分散教學難點。以差動電感傳感器的工作原理為例，把差動變隙式和差動螺線管式的工作原理做成動畫，兩個銜鐵的上下動作把由于銜鐵運動而引起的感應電動勢的變化表現得非常形象，學生能很輕松地理解差動電感傳感器的工作原理，彌補了由于客觀硬件先天不足而引起的操作不可實現性。另外還可以從網上下載滾柱直徑分選裝置應用的一些視頻，放到多媒體課件里，課堂上能讓學生身臨其境地觀看該裝置的工作過程。

2.用實例演示，形象教學方法

為了打破理論教學的單調無味，在課堂上，教師可以結合日常生活設計一些簡單的小實驗演示給同學們看。比如講授氣敏電阻傳感器時，可以讓學生拿來啤酒做現場演示；講授霍爾傳感器時，可將霍爾開關裝在教室的門上，來演示霍爾元件對磁鐵的感應；講授熱電偶傳感器時，可用打火機燒銅絲和鐵絲的接頭來產生電動勢，灼燒過程中可以讓同學們觀察萬用表的電壓讀數。當然，這些簡單的小實驗也可以請一部分同學在課堂上親自演示，激發同學們的學習興趣。另外，也可以購買一些工業上實用的傳感器在課堂上進行展示，例如用途廣泛的數字溫度傳感器以及小型液位變送器等，可以把這些傳感器直接拿到學生的面前，讓學生對其有個形象直觀的認識，然后講解他們的應用價值、應用實例以及接線過程。對于一些無法在課堂上實現演示的傳感器，可以搜集一些工程實踐應用的圖片、視頻放在PPT上展示給學生。

3.鼓勵學生課外電子設計制作

電子設計制作有助于學生把所學的理論知識轉化為實踐技能，并在實踐中充實理論知識；同時也能把專業領域內其他學科的理論知識有機結合起來，形成整體的專業知識體系，更有利于完備學生的知識結構。比如學習壓阻傳感器時，可以讓同學們自己設計一個電子稱，電子稱系統包括壓力傳感器、電橋、放大電路、AD轉換電路、顯示電路等，需要學生掌握電路、電子、編程等課程的相關知識。[4]

三、實踐教學方法改革

1.巧妙設計課內實訓項目

現有實驗室的傳感器都集成在實驗箱里，而且是固定的幾個驗證性實驗，功能性、綜合性實驗較少，與日新月異的傳感器的發展相差甚遠。為了讓學生更多地了解目前傳感器的發展與使用現狀，縮小教學與實際應用之間的差距，必須加強教學實踐環節，把課內實訓轉化成項目實踐。可以采用CDIO（CDIO，Conceive-Design-Implement-Operate，即“構思-設計-實現-運行”）工程教育模式，以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的方式學習工程。[5]該教育理念就是讓學生身臨其境地感受到一個產品或系統從基本構想、設計、研制實現直到實際運行的完整開發過程，培養學生學會解決問題的能力，執行過程中以教師為主導，以學生為主體。例如，可以讓學生運用學過的知識，給機器人做一個一閃一閃的眼睛。先引導他們思考該系統都用到哪些知識，可能是單片機控制器、LED燈、電纜、調試器、傳感器、相關軟件等；把學生分成小組，小組里的每個同學分別承擔一項任務，引導他們完成設計、實現、運行；每個同學都把自己的作品展示出來，向老師和同學匯報自己的思路和所做的工作；經過提問、解答，教師可以給小組里的每同學所做的工作進行分析、評定。

2.帶領學生參與設計大賽

機器人創新大賽和電子設計大賽都是教育部倡導的大學生學科競賽，它們不但有助于培養學生的創新意識、團隊協作精神和良好的工程素養，而且還可以讓學生逐步形成理論聯系實際的學風，積極踴躍地參加課外科技活動的習慣，為國家培養創新人才打下良好的基礎，為優秀人才的脫穎而出創造條件。在整個參與比賽的過程中，學生不但可以進一步鞏固、完善所學的傳感器知識，還能有機地結合其他學科的知識，把抽象的理論知識轉化綜合成實踐能力，充分理解各種原理和應用，建立起完備的知識網絡，促進教學。

四、課程考核方式和評價的改革

以往這門課考核的是各個知識點的記憶、與傳感器原理相關的計算、分析，幾乎很少涉及實際應用，而期末考試一考定音勢必限制了學生的知識范圍和思維模式，現在盡量考核學生的理論知識應用能力、動手實踐能力、創新合作能力和語言表達能力。成績的評定也不再單純由教師承擔，而是由學生自我測評、學生之間互評與教師評價相結合來完成。

這種考核模式以提高學生的能力和素質為目的，以考勤、作業項目、課外實踐、實驗能力、專業知識、語言表達能力和創新合作精神為依據，綜合對學生進行成績評定。例如可以是平時成績（作業+考勤）占20%、實驗能力20%、課外項目實踐30%、期終報告占30%；其中后三項各項評價中教師占50%，自我評價占15%，學生評價占35%。另外，讓學生參與成績評定的同時也培養他們正確的自我評價和評價他人的能力。

五、完善教學配套設施

前面所述的各種改革措施，不僅需要教師投入大量的時間和精力來實施，學生付出大量的時間和行動來配合，更重要的是需要學校從軟硬件各方面來完善配套。首先是從政策上倡導并支持教師教育教學改革，其次是從硬件上提供相應的條件。

六、結束語

針對目前高職院校傳感器技術課程教學的種種缺陷，結合本院學生的特點和實際情況，本文提出的分應用多媒體技術、靈活運用實物演示以及鼓勵學生參與課外制作的理論教學方法，極大地激發了學生的學習熱情，明顯提升了課堂教學效果；在實踐教學方面，本文提出的加強課內實訓設計和帶領學生參與設計大賽的實踐教學方法，很好引領了學生的創新意識，并且為學生提供了足夠的自由度，激發了學生的主動性和創造性，使不同學習層次的學生都能體會到設計的樂趣，加深對傳感器及其應用的理解和掌握，達到理想的教學效果。本文提出的成績評定方式不但規范了日常教學過程的管理，而且提高學生學會學習、自主學習的能力。

參考文獻：

[1]張玉蓮.傳感器與自動檢測技術[M].北京：機械工業出版社，

2007.

[2]彭承琳.生物醫學傳感器原理及應用[M].北京：高等教育出版社，2000.

[3]郁有文，常建，程繼紅.傳感器原理及工程應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.

[4]李美鳳，賈偉偉.高職傳感器技術課程的教學探討[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2013，12（64）：48-50.

[5]賈海瀛.基于CDIO模式的高職傳感器技術課程[J].計算機教育，2010，（11）：118-119，136.

（責任編輯：王意琴）