《傳感器與檢測技術》課程實驗教學方法改革探討

蘇敏+黃麗麗+邊惠惠

摘要：根據《傳感器與檢測技術》課程的特點，針對傳感器實驗教學中存在的共性問題，對傳感器實驗教學方法進行了探討。為了全面提升應用型人才培養的質量，強化學生實踐動手能力的培養和綜合運用理論知識解決實際問題的能力，制定了一系列應對措施，改革實驗教學方法，更新實驗教學內容，并取得了較好的教學效果。

關鍵詞：傳感器；檢測技術；實驗教學改革；應用型人才培養；教學效果

中國分類號：G642.0 文獻標識碼：A

一、引言

《傳感器與檢測技術》作為自動化、測控技術與儀器及電子信息工程等專業的專業課程，具有很強的實踐性和應用性，同時傳感器實驗教學是整個教學環節中的一個重要組成部分。長期以來，理論教學重于實驗教學的觀念根深蒂固，影響了傳感器教學的效果，為適應應用型人才培養目標，傳統的傳感器實驗教學迫切需要改革。

二、傳感器實驗教學中存在的主要問題

1.實驗項目驗證性多于設計性和綜合性

目前，我院使用的傳感器實驗裝置是由浙江天煌提供的型傳感器實驗箱，所提供的實驗項目大多為驗證性實驗，設計性、綜合性的實驗內容較少。比如電阻應變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、霍爾式傳感器、熱電阻傳感器和光電式傳感器等，用來驗證傳感器的工作原理、被測量與電量之間如何轉換；學生通過實驗了解傳感器的物理效應，比如，電阻應變式傳感器，當施加壓力時，傳感器的電阻發生變化，通過測量電路，轉換成電壓輸出，這樣的實驗，與實際工程相差甚遠。工程中，需要的是傳感器的參數、特性和使用方法等，以至于學生沒有更多的實踐空間，與工程實踐脫節嚴重。

2.實驗內容單調

目前，我院使用的傳感器實驗箱對學生的開放程度比較低，傳感器的測量電路學生很少接觸到，不涉及或很少涉及傳感器的安裝、接線和信號處理等，學生只是進行簡單的接線，記錄實驗數據，對實驗原理和方法根本不去關心，這種通過實驗箱完成的以驗證性實驗為主的實驗方式不利于培養學生實驗的積極性和動手能力；有時傳感器實驗模塊出現故障時，學生會比較感興趣，想拆開看看里面到底是什么結構，經過仔細研究會發現里面的電路比實驗本身要有趣得多。而且，大多數實驗項目的都是測量壓力、位移和溫度等，對于振動、轉速等不能測量，實驗項目比較單一。根據目前培養方案的實驗學時分配，實驗項目主要集中在壓力、位移和溫度的測量，比如位移的測量，雖然不同的傳感器原理不同，但實驗操作步驟及接線相似，對學生動手能力沒有提高，限制了學生的創新思維。

3.教學方式單調枯燥

傳統的傳感器實驗教學是注入式的，從實驗原理、步驟、實驗注意事項，都面面俱到地由老師講解，然后學生被動地按老師的演示方法進行實驗操作。這使學生處于被動的學習狀態，甚至有的學生做完后還不知道做這個實驗為什么這樣做，扼制了學生學習的主觀性、創造性，阻礙了學生的全面綜合素質的培養，實驗效果一般。

4.實驗考核手段單一

傳統的實驗教學中，學生實驗成績是按照實驗報告完成情況進行考核，包括實驗預習、實驗操作步驟、實驗結果及數據處理等，存在同學之間互相抄襲的問題，不能夠真實反映學生對實驗掌握的真實水平。為了激發學生實驗的積極性，將實驗成績計入學生的平時成績，占30%～40%。

三、傳感器實驗教學改革的應對措施

1.深化傳感器實驗教學改革，著力培養學生動手能力

根據傳感器實驗教學存在的問題，對目前的傳感器實驗教學進行全面改革：從教師的教學觀念，到學生的實驗的目的等各方面都要認識到傳感器實驗在傳感器教學中的重要性，在實際實驗教學中不斷培養學生獨立的操作動手能力?？傮w上說，注重引導，使學生普遍對實驗重視程度提高，能主動預習準備實驗，甚至帶著問題進實驗室。

2.改革傳感器實驗教學的內容及方法

（1）實驗教學內容的改革

為使學生通過實驗，掌握傳感器的基本原理，鞏固教學內容；在實驗教學過程中除了要求學生得出實驗數據外，還要求對數據進行處理，包括非線性誤差、靈敏度的計算及思考題的分析等。同時，開發設計性實驗項目，如電子秤，對電子秤標定時要反復調節差動放大器增益電位器Rw3及零位電位器 Rw4，直至托盤空時電壓表顯示為0V，200g砝碼時顯示為0.2V，反復調節最終是可以達到要求。

（2）實驗教學方法的改革

在實驗教學方法上，要注意因材施教，采用啟發式教學方法。實驗課前要求學生預習，課上根據具體實驗項目的特點，可以不進行演示實驗，只簡單介紹傳感器的結構、原理，注意事項，讓學生自己動手操作，發揮主觀能動性。教師對學生操作過程中存在的問題進行指導，并對測量結果進行驗收。比如在做差動變壓器零點殘余電壓測試實驗時，學生調不出來零點殘余電壓時銜鐵對應的位置，這時老師可以提問學生，差動變壓器銜鐵向兩個方向移動，輸出電壓的大小和相位都是怎么變化的，明白了移動方向不同，相位不同，就能夠根據示波器上的波形判斷出什么位置時的輸出電壓是零點殘余電壓。通過像這個實驗一樣的實驗教學方法改革，我們認識到如果在每次實驗指導中都能夠采用啟發式的方法引導學生，那么學生就能夠舉一反三，還能激發學生的學習興趣。

3.改革課程考核方法

學生通過實驗不僅能很好理解理論知識，還可以培養學生的動手、創新能力。因此，將實驗成績考核定位在是否理解并靈活應用所學知識以及鼓勵創新實踐的過程，而不僅僅是結果正確與否。以實驗課的上課經驗，采用當面驗收的方式，通過演示和口頭介紹展示實驗過程，學生完成實驗報告。實驗成績包括學生的實驗操作過程、實驗數據的測量；同時為了確保實驗數據的真實性，要求每組學生提交一份實驗數據，由指導教師確認后成績才有效。

四、傳感器實驗教學改革效果分析

通過傳感器實驗教學方法的改革實踐，改革的目的就是要讓學生感覺到每一個實驗都是一次挑戰，必須要有充分的準備、細心的操作和靈活的思維。每一次實驗的完成，不僅要讓學生的實驗能力得到充分的訓練和提高，更重要的是要激發學生的主觀性和創造性。

實踐證明：改革傳統的教學方法，采用啟發式教學法進行實驗教學，能很好地激發學生的學習的興趣，明顯提高教學效果。

參考文獻：

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[2]周杏鵬.現代檢測技術[M].北京：高等教育出版社，2010.

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[4]孫傳友.現代檢測技術及儀表[M].北京：高等教育出版社，2012.

作者簡介：

蘇敏，（1983-02 ），女，漢族，遼寧沈陽，碩士，副教授，研究方向：自動化儀表