傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)改革初探

莫 莉任振興何 欣

1.成都大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 四川成都 610106 2.成都大學(xué)圖書(shū)館 四川成都 610106

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傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)改革初探

莫 莉1任振興1何 欣2

1.成都大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 四川成都 610106 2.成都大學(xué)圖書(shū)館 四川成都 610106

摘 要：傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是各電子信息類專業(yè)核心課程，具有信息量大、內(nèi)容多、涉及面廣、發(fā)展迅速等特點(diǎn)。分析了傳統(tǒng)教學(xué)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、考核與評(píng)定體系三方面進(jìn)行教學(xué)改革。以上教改方案在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用過(guò)程中成效顯著，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，從而改善課堂授課效果。

關(guān)鍵詞：傳感器；課堂教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

21世紀(jì)是信息的時(shí)代，作為信息獲取關(guān)鍵環(huán)節(jié)的傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要支柱之一［1］。國(guó)內(nèi)外許多高校電子信息類專業(yè)都開(kāi)設(shè)有傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程［2］。

傳感器課程在目前教學(xué)工作中采用以課堂理論教學(xué)為主，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開(kāi)設(shè)少量驗(yàn)證性教學(xué)實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)方式［1］。從近期看，該方式學(xué)生缺乏對(duì)傳感器實(shí)物的感性認(rèn)識(shí)，不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，課堂教學(xué)質(zhì)量不高［1］。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，該方式對(duì)我國(guó)傳感器技術(shù)的自主創(chuàng)新和人才培養(yǎng)也是不利的，需要倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的研究型教學(xué)改革［3］。考慮到傳感器課程與日常生產(chǎn)、生活實(shí)際息息相關(guān)，所以應(yīng)該以實(shí)踐應(yīng)用為目標(biāo)，將實(shí)踐應(yīng)用的理念始終貫穿整個(gè)理論與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)［2］。由此，本文提出關(guān)于課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、考核與評(píng)定體系的教學(xué)改革措施，并在應(yīng)用中取得較好效果，獲得學(xué)生和教師的一致好評(píng)。

傳感器課程教學(xué)改革體系如圖1所示。

圖1　傳感器課程教學(xué)改革體系

1　課堂教學(xué)改革

人才培養(yǎng)是高校的根本任務(wù)，課堂教學(xué)是人才培養(yǎng)的主渠道，課堂的有效教學(xué)直接影響人才培養(yǎng)的質(zhì)量，關(guān)系到培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)［4］。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)教師為主，學(xué)生為輔，主要為“填鴨式”灌輸方式，教師通常會(huì)將傳感器的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、測(cè)量電路和應(yīng)用案例按先后順序講授給學(xué)生。這種教學(xué)方法授課內(nèi)容多且豐富，層次感好，但眾多類型傳感器千篇一律使用該方法教學(xué)顯得平鋪直敘，過(guò)于模式化。而學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中也會(huì)感覺(jué)本門課程枯燥乏味，學(xué)習(xí)難度很大。因此，以提升課堂教學(xué)有效性為原則，本文提出幾點(diǎn)課堂教學(xué)改革方案（如圖2所示）。

圖2　傳感器課堂教學(xué)教改思路圖

1.1制定合理教學(xué)大綱

合理的教學(xué)大綱是上好一門課的前提。近年來(lái)，由于傳感器技術(shù)發(fā)展迅速，更新?lián)Q代很快，大批新型優(yōu)質(zhì)傳感器不斷涌現(xiàn)，這就要求我們制定教學(xué)大綱要跟上科技發(fā)展的腳步，不斷更新，幫助學(xué)生掌握傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)前沿。

1.2學(xué)生為主 教師為輔

筆者認(rèn)為，有效教學(xué)的“有效性”最終將體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)是否學(xué)懂、會(huì)用上，而傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，教師為主，學(xué)生為輔， 造成學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的誤解或不解，而在一環(huán)扣一環(huán)的知識(shí)體系中，上一環(huán)出現(xiàn)問(wèn)題勢(shì)必造成下一環(huán)更多的問(wèn)題，長(zhǎng)此以往，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性必定消失殆盡。

因此，教學(xué)環(huán)節(jié)中的主體必須是學(xué)生，教師僅是啟發(fā)引導(dǎo)的作用。教學(xué)中必須“以學(xué)生為主體”， 從學(xué)生的角度出發(fā)，以學(xué)生的思維表達(dá)方式來(lái)引出并解決問(wèn)題。比如講溫度傳感器，可舉例冰箱、空調(diào)、電磁爐、恒溫?zé)崴鞯燃矣秒娖鲗?duì)溫度的檢測(cè)；講液位傳感器，可舉例全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)水位的檢測(cè)；講氣體濃度傳感器，可舉例酒精測(cè)試儀或煙霧報(bào)警器對(duì)氣體濃度的檢測(cè)。

1.3實(shí)物演示教學(xué)法傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，筆者在課前搜集大量傳感器實(shí)物，在上課時(shí)展示給學(xué)生，對(duì)于方便拆卸的傳感器，可拆卸及組裝給學(xué)生看，這樣可以讓學(xué)生對(duì)所展示傳感器有更加直觀、感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)興趣及積極性自然提高。

1.4適當(dāng)開(kāi)設(shè)“學(xué)生小講堂”和“專題講座”課上討論提交論文報(bào)告

教師授課過(guò)程中，針對(duì)該門課程的前沿性知識(shí)點(diǎn)，可適當(dāng)開(kāi)設(shè)“學(xué)生小講堂”和“專題講座”、讓學(xué)生自己動(dòng)手查資料，找案例，寫(xiě)教案，做課件，同時(shí)進(jìn)行課上討論并撰寫(xiě)論文報(bào)告。該方法可極大提高學(xué)生自學(xué)能力。

1.5多媒體與板書(shū)有效結(jié)合

隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段越來(lái)越被廣大師生接受和使用，但從教學(xué)效果看，多媒體與傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)方式各有所長(zhǎng)。多媒體教學(xué)方式中，授課教師將知識(shí)點(diǎn)以文字、圖表、動(dòng)畫(huà)等方式呈現(xiàn)在教學(xué)課件中，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)還能擴(kuò)充課堂講授內(nèi)容，但該方式教學(xué)速度過(guò)快，教學(xué)內(nèi)容過(guò)多，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)印象不深、理解不透；傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)方式中，授課教師需要將眾多知識(shí)點(diǎn)詳細(xì)羅列在黑板上，特別是概念的闡述和公式的由來(lái)，以便學(xué)生做好筆記課后復(fù)習(xí)，這樣勢(shì)必會(huì)大大占用課堂講授時(shí)間及降低課堂講授效率，同時(shí)，學(xué)生也會(huì)為了更好地做筆記而錯(cuò)過(guò)教師講述的重點(diǎn)，但該方式也正是由于有了教師的書(shū)寫(xiě)和詳細(xì)推導(dǎo)過(guò)程，所以能更好地幫助學(xué)生理解并掌握知識(shí)點(diǎn)。因此，授課教師需要將二者有效結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能最大程度調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，使學(xué)生潛能得到充分挖掘，達(dá)到最佳授課效果［5］。

1.6充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中包含多個(gè)項(xiàng)目，如：課程介紹、教學(xué)大綱、授課教案、參考資料、重點(diǎn)講解、作業(yè)講解、講義課件、教材選用、答疑集等。授課教師可充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)更新完善授課信息，學(xué)生也可利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行良好的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和鞏固。師生可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建立聯(lián)系，進(jìn)行良好的互動(dòng)，由此也將相對(duì)保守的課堂搬到了課下，氣氛活躍的同時(shí)也能很大程度上調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)有效性。

2　實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的有力保障。本文以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、獨(dú)立研究能力和創(chuàng)新能力為原則［6］，提出包含教學(xué)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、參觀實(shí)習(xí)、參加比賽、科研實(shí)踐等幾點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

圖3　傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)教改框圖

2.1加大教學(xué)實(shí)驗(yàn)比重 改革實(shí)驗(yàn)手段

目前，針對(duì)傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)驗(yàn)前均已設(shè)定完成，學(xué)生僅需根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行正確連接，即可得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。該種實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單易懂，但在很大程度上局限學(xué)生思維和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。因此，建議加大實(shí)驗(yàn)課比重，同時(shí)改革實(shí)驗(yàn)手段，適當(dāng)增加開(kāi)放性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中手、眼、腦、心并用，培養(yǎng)其自學(xué)能力和獨(dú)立動(dòng)手能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，從而取得良好學(xué)習(xí)效果。

截至目前，我院開(kāi)設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容見(jiàn)表1。筆者在以上驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了以下6個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生利用CSY-2000型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或PROTUES設(shè)計(jì)軟件完成（見(jiàn)表2）。

表1　驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

表2　綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

2.2增設(shè)課程設(shè)計(jì)

高年級(jí)同學(xué)在完成驗(yàn)證性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)前提下，可通過(guò)更全面的課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，將理論與實(shí)踐結(jié)合。目前學(xué)院針對(duì)相關(guān)專業(yè)同學(xué)逐漸開(kāi)設(shè)以下課程設(shè)計(jì)（見(jiàn)表3）。學(xué)生反饋效果良好，表示通過(guò)進(jìn)一步練習(xí)，自己能夠系統(tǒng)而獨(dú)立解決傳感器選擇、調(diào)試、標(biāo)定、測(cè)量、顯示、超限報(bào)警等實(shí)際問(wèn)題［7］。

表3　增設(shè)課程設(shè)計(jì)

2.3多形式課外實(shí)踐

條件允許下，可安排學(xué)生就近參觀實(shí)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生參加科研實(shí)踐與相關(guān)比賽，如飛思卡爾杯智能小車大賽、中國(guó)機(jī)器人大賽等，如此多形式的課外實(shí)踐，可在很大程度上發(fā)散學(xué)生思維，開(kāi)拓學(xué)生眼界，提高學(xué)生自學(xué)能力。

3　考核與評(píng)定體系改革

隨著各種教學(xué)模式改革，課程的考核與評(píng)價(jià)體系不應(yīng)再單純以考試作為學(xué)業(yè)成績(jī)的唯一評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［8］，而應(yīng)改革為彈性化、多元化、多層次化，合理公平的對(duì)待個(gè)性不同的學(xué)生。改革后，本門課程的考核與評(píng)定體系將由以下幾部分組成：期末考試（50%）+平時(shí)作業(yè)（5%）+平時(shí)出勤（5%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)（20%）+課上小講堂（10%）+課后小論文（10%）。這樣，要求學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)不能“死記硬背”，而是“活學(xué)活用”，為提升學(xué)生綜合能力及實(shí)踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

4　改革成效

（1）課堂教學(xué)改革大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，學(xué)習(xí)情緒高漲，學(xué)習(xí)成績(jī)提高，教學(xué)效果良好。特別是“學(xué)生小講堂”和“課上討論”兩個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生非常喜歡。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革大大提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力，很多學(xué)生能良好完成綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)。目前，我系學(xué)生參加四川省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽及全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，分獲一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)的可喜成績(jī)。

（3）考核與評(píng)定體系改革公平合理的對(duì)待了個(gè)性不同的學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生跳出“死讀書(shū)，讀死書(shū)”的怪圈，真正做到“活學(xué)活用，學(xué)以致用”［5］。

傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是一門內(nèi)容豐富且綜合性極強(qiáng)的學(xué)科，通過(guò)研究和實(shí)踐已取得較為顯著的改革效果，但要使學(xué)生完全掌握其內(nèi)容要點(diǎn)，還得要求我們?cè)谑谡n過(guò)程中不斷探索，不斷總結(jié)，才能有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出優(yōu)秀的理論及應(yīng)用型綜合人才。

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收稿日期：2016-03-24

作者簡(jiǎn)介：莫莉，碩士，講師。

基金項(xiàng)目：四川省教育廳基金項(xiàng)目“基于DSP的機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)流量計(jì)的研究”（編號(hào)：14ZB0369）；四川省科技廳教改項(xiàng)目“機(jī)電專業(yè)電類課程改革”（編號(hào)：P09398）；校教改基金項(xiàng)目“機(jī)電專業(yè)電類課程改革”（編號(hào)：030077）；成都大學(xué)校基金項(xiàng)目“基于DSP便攜式列車舒適度檢測(cè)儀的研究”（編號(hào)：2010XJZ18）。

On Teching Reform of the Course Sensor and Automatic Detection Techunolong

Mo Li1， Ren Zhenxing1， He Xin2
1.College of Industrial Manufacturing， Chengdu University， Chengdu， 610106， China；2. Library， Chengdu University， Chengdu， 610106， China

Abstract：Sensor and automatic detection technology is the core course of electronic information specialty. The characteristics of this course are： with a large amount of information， more content， involving a wide range and rapid development. This paper analyzes the advantages and disadvantages of the traditional teaching method， and puts forward the teaching reform in three aspects： classroom teaching，experimental teaching and assessment system. Finally， it can be applied in the practical teaching process. The results of the teaching reform program are remarkable， which greatly improve students' learning interest and learning effciency， so as to effectively improve the quality of classroom teaching.

Key words：sensor； classroom teaching； experiment teaching； teaching reform.