《傳感器與自動檢測技術》的項目驅動法研究

劉貴云

（廣州大學 機械與電氣工程學院，廣東 廣州 510006）

《傳感器與自動檢測技術》的項目驅動法研究

劉貴云

（廣州大學 機械與電氣工程學院，廣東 廣州 510006）

傳感器與自動檢測技術是自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器等電氣信息類專業的主干課程，傳統教學方式比較注重于理論知識的教學，忽略了實踐應用能力的培養。針對此問題，本文借鑒歐美國家研究型大學的教學法，在傳感器與自動檢測技術課程上進行以教師科研項目為中心的教學方式，將科研成果引入教學環節中。實踐證明，教師和學生都在項目驅動的傳感器與自動檢測技術課程教學過程中有明顯的收獲。

傳感器與自動檢測技術；教學方式；項目驅動

傳感器與自動檢測技術是自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器等電氣信息類專業的主干課程，它在工業自動化、軍事國防、家用電器、醫療衛生等各領域都有著廣泛應用。在現代化的企業、科研機構及高等院校，科技人員和教師會經常遇到大量復雜的測量及檢測工作，若對所使用傳感器的轉換基本原理、各種物理量的實驗設計和數據分析等缺乏基本的理論和實驗技能，就無法勝任企業工作和教學工作。教學和科研是研究型大學至關重要的兩個重要方面，兩者相輔相成且相互促進。教師只有在科研創造性活動中取得了研究成果，才能作為真正的知識傳授給學生，也只有這種教學才是真正的大學教學[1]。而國內，眾多大學的教學模式為教師授課、學生被動聽課和被動完成課后作業與實驗。然而，這種教學方法不利于充分激勵學生學習的主動性，不利于發揮學生的想象力和創造力，無法適應當前學生學習與社會發展的迫切需求。傳統上，傳感器與自動檢測技術課程，可按照傳感器、檢測技術和智能檢測系統模塊，將整個課程學習內容劃分為傳感技術基礎、各類傳感器的原理及應用、各類檢測技術和信號處理技術、智能檢測系統等。其課程內容包括傳感技術概述、傳感器的基本特性、各種類型的傳感器工作原理與應用（主要包括應變式、電感式、電容式、壓電式、磁電式、熱電式和光電式等），傳感器的標定方法等；檢測技術主要包括參數檢測與估計的一般原理、檢測儀器接口與總線技術、虛擬儀器、微弱信號檢測方法、抗干擾技術、測量信號處理與信息融合方法等；智能檢測系統包括智能型的檢測系統基本概述、一般性的設計方法以及典型的智能檢測系統示例（主要包括智能機器人系統、無線傳感器網絡）等。這類課程可滿足本科課程教學大綱的基本目標要求，也適度地反映了本學科國內外科學研究和教學研究的先進成果和最新發展。但是，如果采納教師授課、學生被動聽課等教學模式，仍然無法確保教學效果和人才培養質量[2，3]。

為此，亟待改革傳統教學方式，本文借鑒歐美國家研究型大學的教學法，在傳感器與自動檢測技術課程上進行了以教師科研項目為中心的教學方式，將科研成果引入教學環節中。

一、項目驅動法

一般，項目驅動法指的是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學方法。這種方法認為學生學習的動力來自生存環境的壓力——待解決的問題。針對課堂教學而言，項目驅動教學法以教師科研項目為中心，由教師根據當前教學大綱目標設計相關知識的項目任務。針對所提出的實踐問題，采取PPT演示等方式，給出完成項目的策略。引導學生邊學邊練、協同合作、互助學習。簡言之，它是實施探究式教學方法的一種，是以老師為引導、以學生為主體、以任務為驅動，它既是一種課程設計模式，又是一種教學方法。主要目標是使學生置身于探索知識的情景之中，即在真實世界中應用相關的知識解決特定的項目問題，從而促使學生主動吸收、重組自己的知識結構，從而從根本上將傳統課堂中老師“滿堂灌轉”變為“學生為主體，教師為主導”的教學模式。這種教學的關鍵在于培養學生自我學習、認知能力和團隊協作能力，并使教學理念的實施更符合人的認知學習規律。

二、以科研項目驅動的教學法具體策略

1.設計驅動項目。教師可根據傳感器與自動檢測技術教材和教學大綱總體教學目標將課程內容分為有限的小項目。教師在開課前，介紹項目驅動法基本概念，并使學生明確所設計每個各項目中的任務；每次授課前，及時公布項目內容以及項目所需知識點，請同學做好預習。

2.創設教學情境。如制作新穎的多媒體PPT課件，內容為《傳感器與自動檢測技術》中“應變式傳感器”，教學對象為四年制電氣工程及其自動化專業三年級本科生；教師將課前設計好的項目作為學生。

3.引導學生自主學習。提出項目任務后，教師詳細講解項目相關的知識和要求、解釋案例和項目內容，促使學生對項目訓練產生好奇心，進而產生興趣；然后將學生劃分為幾個小組，即項目組，分組討論與分析項目，初步找出完成項目的基本策略，再經由多次師生溝通完成項目的設計。

4.完成項目課題之后，項目組在課堂演示各自的項目作品；通過相互交流，不斷學習，總結經驗和體會，最終通過小組間的交流彌補各自學生的不足。同時，學生應及時匯報本組完成項目的過程和結果，便于教師指導學生進行設計，從而及時解決學生在設計過程中遇到的瓶頸問題。

三、以科研項目驅動的教學法特色及優點

以教師科研項目為中心的教學方式具備以下幾個方面的特色。

1.授課內容實用：針對典型傳感器，提供實用的應用電路，并做詳盡分析，取材新穎有針對性，科研項目范例使用。

2.可激發學生的想象力：一般傳感器與自動檢測技術教材的課后練習題，多數有固定答案，缺少對學生想象力的挖掘和引導。而科研項目任務的分析與設計需要學生自由發揮，讓他們意識到傳感器不僅是一個測量工具，最強大的傳感器設計技術來源于他們實踐項目時的頭腦，有利于激發學生的想象力；學生通過主動參與教師教學過程，親身實踐，激發了學生的內在學習動機，從而更深化了對理論知識的理解，有利于培養開放性思維和創造性。

3.科研學習任務可以分為必選任務和可選任務：科研項目任務的設計要結合學生的實際知識框架、對特定知識的學習興趣，對于大多數學生，只要求完成科研項目的基礎部分，即必選的項目任務；而對于學習興趣較為強烈的同學，可以將項目依據難易程度、復雜程度為其設計不同層次的可選任務。

4.提高教師的教學科研水平：這種教學方法可促使教師所從事的科學研究，不斷地得到提高。當然，其中需要教師把在科研項目中取得的關鍵、重要技術成果轉變成與本課程相關的知識，再傳授給學生，從而提高教學水平；可有效改變因滿足于做教書匠、吃老本的舊習慣，從而避免知識陳舊和老化，使教師既能提高自我意識與動力，也能不自閉于書本知識，提高務實實踐技能。

5.跨學科性：科研項目為中心的教學方式具備著跨學科性，它是指通過教師科研項目內容所包容的跨學科的綜合內容來達到教學的完整性，這在傳統的傳感器與自動檢測技術教材學習中不能較好地實現。

四、結束語

我院電氣工程及其自動化專業課程的構建還處于探索發展期，教師和學生一致認為項目驅動的傳感器與自動檢測技術課程教學方式有較大的收獲。下一步，我們還將根據學生反饋，進一步改進科研項目的設計，達到更貼近學生實際情況的目的。同時，還將進一步完善教學大綱和課程計劃，對課程相關科研項目的銜接進行深入優化與設計。

[1]李勇，賀慶棠.國外研究型大學教學模式的優勢及借鑒[J].中國高等教育，2009，（1）：60-62.

[2]王宏，劉沖.以研究項目為中心的數字信號處理課程教學法研究與實踐[J].教育教學論壇，2014，（6）：114-115.

[3]周作霞，陳敏，席歲月.項目教學法在“心電圖描記”教學中的應用[J].齊魯護理雜志，2011，17（9）：110—112.

G642.41

A

1674-9324（2014）36-0150-02

劉貴云（1983-），男，湖南人，博士，廣州大學機械與電氣工程學院講師，研究方向：傳感器網絡。