《檢測與傳感技術(shù)》 教學改革與實踐

邱雄邇+李輝++劉新波

摘 要： 文章針對應用技術(shù)型本科院校的實際情況，結(jié)合《檢測與傳感技術(shù)》課程的教學特點，通過對教學理念、教學內(nèi)容、教學方法、實踐教學、學生網(wǎng)上評教等方面的教學改革進行探討，強化教學效果，提高學生的專業(yè)技能。

關(guān)鍵詞： 《檢測與傳感技術(shù)》 教學改革 教學實踐

1.課程性質(zhì)

《檢測與傳感技術(shù)》是高等院校電氣測控類專業(yè)本科生必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。傳感技術(shù)是一門邊緣學科。主要講授把各種非電量轉(zhuǎn)換成電信號的裝置和手段，通過教學掌握與傳感技術(shù)有關(guān)的基礎(chǔ)理論，掌握各種傳感器的工作原理、主要性能及特點，并在以后的工作中合理選擇與使用傳感器，了解傳感器的發(fā)展方向。通過學習，對檢測與傳感技術(shù)有整體的了解，為未來的工作打下扎實的基礎(chǔ)。在測控技術(shù)領(lǐng)域，《檢測與傳感技術(shù)》課程教學受到了普遍重視。我校測控專業(yè)于2006年起開設的本課程作為本科三年級學生的專業(yè)必修課程。

2.課程教學現(xiàn)狀

《檢測與傳感技術(shù)》涉及材料、機械、電子、光學、聲學等多學科，內(nèi)容相對獨立分散，每一類傳感器自成章節(jié)，缺乏連續(xù)性和系統(tǒng)性，多數(shù)教材注重理論而不實用。導致教學內(nèi)容中理論居多，實踐環(huán)節(jié)偏少，理論與實踐嚴重脫節(jié)，學生對過多的理論知識不感興趣，覺得枯燥而缺乏學習主動性和積極性。因此，學好這門課程需付出更大更多的努力。

課時與內(nèi)容的矛盾比較突出。我校電氣與測控類專業(yè)開設該課程學時較少的40課時。《檢測與傳感技術(shù)》主要研究自動檢測系統(tǒng)中的信息獲取、信號轉(zhuǎn)換和信息處理的技術(shù)方法。要使學生根據(jù)工程測試的具體要求進行傳感器的選用、測量線路的設計與實現(xiàn)。如何充分利用較少課時講授好這些內(nèi)容，無疑給檢測與傳感技術(shù)課程教學帶來了挑戰(zhàn)。

3.教學環(huán)節(jié)的改革與實踐

雖然我校電氣測控類專業(yè)開設《檢測與傳感技術(shù)》面臨諸多困難與挑戰(zhàn)，但是通過多年不懈的努力，結(jié)合我校的實際情況與時俱進地對教學環(huán)節(jié)進行了改革，并取得了較好的教學效果。

（1）教學理念的改變。

隨著社會的發(fā)展，工廠企業(yè)對大學生的創(chuàng)新和技術(shù)應用實踐能力的要求越來越高。傳統(tǒng)的填鴨式教學已經(jīng)不適合現(xiàn)代的培養(yǎng)目標。樹立“以人為本”的思想必須遵循“學生為主，教師引導”的教學理念。學生作為知識傳承的主體，在教師的引導下積極參與到課程教學實踐中，真正做到學有所用，學有所長，實現(xiàn)活力的“動”，體現(xiàn)真實的“用”。教師在教學過程中是導航者、指導者和幫助者，解決學生在實踐中碰到的難題。無論課內(nèi)、課外，教師要引導學生自主思考、自我挖掘、自主創(chuàng)新、相互探討、協(xié)作學習，調(diào)動學生的主動性、積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，將理論知識和創(chuàng)新應用能力融入學生的思維和工程實踐中。目前我校本科生《檢測與傳感技術(shù)》課程教學采用的教材是中南大學出版社出版的周繼明主編的。該教材內(nèi)容豐富，面面俱到。因此，在教學過程中，教師根據(jù)學生對本專業(yè)知識點和重復內(nèi)容的掌握狀況及時篩選并精簡內(nèi)容，剔除偏難的內(nèi)容和過時的陳舊知識點，加入最新檢測與傳感技術(shù)的發(fā)展及工程應用實例。在介紹新檢測與傳感技術(shù)的同時增加近五年來國際上最新的檢測技術(shù)、傳感技術(shù)的運用。將檢測與傳感新技術(shù)、新方法融入原有教學內(nèi)容中，密切聯(lián)系高速發(fā)展的科技技術(shù)，保持課程與時俱進。

（2）課程內(nèi)容的教學設計與優(yōu)化。

現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)。傳感技術(shù)位于信息技術(shù)之首，是信息技術(shù)的源頭。《檢測與傳感技術(shù)》所涉及的專業(yè)學科較多，不同的專業(yè)有不同的專業(yè)培養(yǎng)目標，因此，在教材的選取、教學的內(nèi)容安排、重點內(nèi)容和重點章節(jié)的學習上側(cè)重點會有所區(qū)別。避免知識點過多過雜而使學生出現(xiàn)抵觸情緒。隨著科學技術(shù)的進步，課程教學必須緊跟時代的步伐，在新原理、新技術(shù)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)的今天，及時把新知識補充進來，把最新的科學技術(shù)成果包括最新的傳感器類型和檢測技術(shù)、檢測手段及工程應用、生產(chǎn)和科研實踐中遇到的各種檢測問題作為教學案例加入課堂內(nèi)容。同時在課堂教學中，教師應考慮不同層次的學生對基礎(chǔ)知識掌握情況的差異，做到因材施教，將講課內(nèi)容按照側(cè)重點不同分為講授課和復習課兩種，《檢測與傳感技術(shù)》很多章節(jié)內(nèi)容需要用到前序課程知識點，在講課之前教師應提前復習授課將涉及的知識點或者要求學生課前復習相關(guān)知識，比如在第5章壓電傳感器中要求學生對大學物理中的晶格、電偶極矩、電疇、極化等概念必須理解，復習好相關(guān)知識才有助于學生理解壓電效應的工作原理。

優(yōu)化課程體系，建立課程架構(gòu)。針對每一類傳感器，基本的知識點包括傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要的特性參數(shù)、典型的測量電路、典型工程應用。這些也是每一類傳感器或者每一章節(jié)中最核心的內(nèi)容。授課時，根據(jù)專業(yè)特點讓學生析具體的學習思路、合理的學習重點。加上對實際應用案例的討論，通過典型應用案例的分析，讓學生將理論知識與實踐應用有效結(jié)合起來，激發(fā)學習興趣，提高學習主動性和積極性，從而取得良好的教學效果，優(yōu)化課程教學。

（3）教學手段與方法探討。

在課堂教學中，采用多媒體教學與板書相結(jié)合的授課方式，且以多媒體為主，板書為輔。只對基本原理的講解和基本方法的應用證明采用板書的授課方式，這樣不會過多依靠電腦，也不會像放電影一樣，既易控、靈活、互動性強，又可以使學生跟隨教師的思路深入理解；利用Flash動畫、視頻、聲音、圖像等多種形式生動形象地模擬和展示各類傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、相關(guān)測量電路與應用演示那些需要形象理解、圖示舉例說明的內(nèi)容，在多媒體教學的基礎(chǔ)上，充分利用學校的網(wǎng)絡教學平臺，學生可以通過網(wǎng)絡進行遠程的自主輔助學習，可以瀏覽更多的教學資源，包括多媒體課件、課程論壇、實踐教學、網(wǎng)上答疑、自測試題、課后習題等，進行有效師生互動的同時又不受時間與空間的限制。教師根據(jù)課程知識點新增的微課課件放在相應網(wǎng)站上供學生下載學習，提高學生的積極性和主動性，使學生輕松愉快地學習知識，達到良好的教學效果。

（4）實踐教學的改進。

實踐教學是《檢測與傳感技術(shù)》教學中十分重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的實驗大多是驗證性的，學生自主設計、研究的空間非常小，教學效果并不理想。為此我校在《檢測與傳感技術(shù)》課程實踐教學進行改革：a.新購浙江天煌公司的檢測與傳感技術(shù)試驗臺10臺，測控技術(shù)綜合實驗平臺8臺，硬件設備與軟件配置完整覆蓋本課程主要教學內(nèi)容，并且可以開設創(chuàng)新型的綜合性、設計性實驗項目。b.加大了設計型、綜合型實驗的比重。對驗證性實驗項目的要求是常規(guī)的測量手段，我們增加對傳感器的實物裝置進行分解、拆裝，讓學生感性認識各部件在傳感器中的作用，以及如何合理選定、確定參數(shù)值；對設計、綜合性實驗的要求，要求學生在拆裝的基礎(chǔ)上自己設計相應的電路裝置來進行檢測。c.通過加強課程設計環(huán)節(jié)、開展實訓項目等提高學生的動手操作能力。并根據(jù)不同學生的興趣、愛好和就業(yè)方向，適當安排不同難度系數(shù)和不同種類的工程實訓項目。在現(xiàn)代檢測與傳感技術(shù)課程實訓中，如智能小車項目、紅外測距項目等，增加PCB板的設計、制作、焊接、調(diào)試。同時，學生熟悉了傳感器信號與測控電路信號之間傳輸過程與控制過程，靈活地使用各類傳感器。d.參加各類競賽，提高學生興趣，提高創(chuàng)新能力。創(chuàng)新實驗室是我系在學校的亮點，自2008年建立創(chuàng)新實驗室以來，已經(jīng)獲得校級獎多項、省部級一等獎、二等獎共6項、國家級三等獎1項；鼓勵能力強的學生積極參與各類競賽，如兩年一度的全國大學生電子設計大賽、建模競賽、學校舉行的技能比賽等，鍛煉學生的實踐操作能力，開闊學生的眼界、拓展學生的知識，提高學生的專業(yè)興趣，加強實驗室建設；教師組織學生參加競賽，將學生獲獎的設計作品作為課堂教學實例，能起到模范、榜樣的作用，同時提高學生的工程實踐和創(chuàng)新能力。

（5）網(wǎng)上評教，良性互動。

教師在《檢測與傳感技術(shù)》每一堂課后都和學生進行有效的交流和溝通。全面細致地了解教學中可能出現(xiàn)的問題，譬如板書內(nèi)容是否清楚，書寫是否規(guī)范、合理，語音、語速大小是否合適，語言是否精簡，講授是否精準無誤，重點、難點是否突出，邏輯思維是否嚴謹?shù)取Ｕn后學校安排學生進行反饋式網(wǎng)上評教活動，教師根據(jù)學校提供的學生反饋意見適時調(diào)整，改進授課方式方法，及時把準教學方向，師生間進行良性互動，靈活多樣，從而獲得較好的教學效果。

多年的教學實踐證明了教學改革具有良好的教學效果。教師和學生的每次授課后交流，對師生雙方都有益，學生可以更好地理解知識內(nèi)容，教師依據(jù)學生的反饋意見與建議及時調(diào)整、完善授課方案；對不同的學生采用不同的答疑方式，包括不定期、定期集中答疑和一對一答疑的形式，課堂上課程內(nèi)容講完，及時批改完學生作業(yè)，有目的性、針對性地給學生上輔導課、習題課，對過程中出現(xiàn)的典型問題進行全面細致的分析、講解，既培養(yǎng)了學生的學習能力，又提高了教學質(zhì)量。

4.結(jié)語

雖然在電氣測控類專業(yè)開設《檢測與傳感技術(shù)》面臨很多問題與挑戰(zhàn)，但是我們根據(jù)地方本科院校的特點、本校專業(yè)建設的實際情況對教學理念、教學內(nèi)容、教學方法、實踐教學、學生網(wǎng)上評教等方面進行了教學改革探索。多年的實踐表明，在教學過程能始終把握方向并注重培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。學生的學習興趣、專業(yè)能力就會有大幅提高。

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資助項目：邵陽學院教改項目（項目編號：2015JG34）