地方性工科院校傳感器原理課程教學改革研究

林宏+++周傳璘+++李衛(wèi)中+++趙娜

【摘要】很多地方性高校逐漸向工科型、應用型轉變，以及目前傳感器新技術發(fā)展迅猛，使得傳統(tǒng)的傳感器原理課程教學也要發(fā)生很大轉變。通過更新傳感器原理課程的教學內容、提高實踐課時比重、增強學生動手能力、協(xié)調與其它課程的關系，以及改革傳統(tǒng)教學方法等方式，能夠使得傳感器原理課程的教學跟上時代的發(fā)展，滿足地方性高校學生學習的需求。

【關鍵詞】教學改革 課程教學 傳感器原理 地方高校

【基金項目】湖北工程學院教學研究項目（2015A22）、（2016A21）資助課題。

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）07-0231-02

引言

很多地方性高校逐漸向工科型、應用型轉變，使得傳統(tǒng)的《傳感器原理》課程教學也要相應發(fā)生轉變，同時也由于目前傳感器技術發(fā)展非常迅猛，可謂日新月異，但是傳統(tǒng)《傳感器原理》課程的教學內容更新卻相對緩慢，教學方法也跟不上時代的要求，而新時代大學生也對學習內容提出了很多新要求，因此迫切需要對傳統(tǒng)的《傳感器原理》課程進行教學改革。

1.教學中出現(xiàn)的主要問題

1.1 新傳感器技術的發(fā)展促使教學內容需要變更

傳感器技術是現(xiàn)代科技的前沿技術，發(fā)展非常迅猛，同計算機技術與通信技術一起被稱為信息技術的三大主要支柱，許多國家已將傳感器技術列為與通信技術和計算機技術同等重要的位置。現(xiàn)代傳感器技術具有巨大的應用潛力，擁有廣泛的開發(fā)空間，擁有巨大的市場前景，發(fā)展可謂日新月異，但是傳統(tǒng)《傳感器原理》課程的教學內容更新卻相對緩慢，教學方法也跟不上時代的要求。學生從課堂和書本中學到的知識與目前傳感器領域中使用的新技術、新方法以及新手段相差甚遠，同時教學內容缺乏實用性和先進性，教學方法也缺乏新手段和新變化。因此，隨著傳感器新技術的發(fā)展，地方性高校的《傳感器原理》課程必須緊跟時代的腳步，更新教學內容，轉變教學手段。

1.2 地方院校的轉型會引起課程教學的轉變

隨著大批地方性高校逐漸向工科型、應用型轉變，使得這些院校的《傳感器原理》課程教學也要相應發(fā)生轉變。例如湖北工程學院由原孝感學院更名而來，逐漸由綜合性地方院校向工科性地方院校轉變，要求一些課程必須側重于工程型或者應用型。而傳統(tǒng)的《傳感器原理》課程教學側重于理論教學，以講述原理為主，同時相應課程配備的實驗課程也是以驗證性實驗為主，因此，在當前地方高校轉型的大環(huán)境下，傳統(tǒng)《傳感器原理》課程教學必然不能滿足現(xiàn)在的教學要求，需要進行大規(guī)模的轉變，課程教學應該理論教學和實踐教學并重，同時提高實驗課程中綜合性實驗和設計性實驗的比重，要求達到50%以上。

1.3 傳統(tǒng)教學方式不能滿足學生的需求

《傳感器原理》課程屬于高新技術交叉學科的范疇，是一門知識覆蓋面廣，各章節(jié)內容相對獨立，課程內容比較多、更新快、理論性和應用性都很強的課程。其課程教學一般分為兩大部分同時進行，一部分是理論教學；另一部分是實踐教學。首先，在傳統(tǒng)的教學模式中，主要以課程講解為主，理論教學所占學時遠多于實踐教學學時。隨著現(xiàn)代技術的飛速發(fā)展，這種過于側重理論教學的模式越來越不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力。難以提高學生主動參與的興趣，不利于學生基礎知識及基本技能的掌握。其次，本課程涉及的基礎理論在廣度和深度上都超出其他課程，給學生深入理解傳感器機理帶來困難。同時與傳感器相關的新理論、新技術不斷涌現(xiàn)，教學內容大幅擴展。傳統(tǒng)“粉筆+黑板=教學”的方式已經(jīng)不能滿足教學需求。再次，目前大部分教材中對同一被測量的多種傳感方法缺乏深入的比較和分析，涉及的往往只有正確使用的例子，而沒有多種方案的比較或傳感器使用不當?shù)睦樱瑢W生難以學以致用。最后，本課程有較強的實踐性，注重傳感器應用等方面的訓練，而“儀器+實驗報告+簡單數(shù)據(jù)分析=實驗”的實驗教學方式不能很好地培養(yǎng)學生的實踐能力。在現(xiàn)有的實驗教學環(huán)節(jié)中，傳感器實驗箱實驗模塊較少，而且只能對有些知識點進行驗證性實驗，無法做到使學生真正理解與掌握全部知識點。這些都直接影響到學生的綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高，遠遠不能滿足學生畢業(yè)后實際工作的需要。

2.教學內容的改革

2.1 刪除過時的舊內容，更新時代前沿的新技術

針對目前《傳感器原理》課程的教學內容，可以將“傳感與檢測技術的理論基礎”這一章刪除，因為這一章側重介紹測量的概論和測量的原理，用處不是很大，與課程后面的內容相關性不高。同時可以將“應變式傳感器”、“電感式傳感器”和“電容式傳感器”這三章壓縮為一個章節(jié)，因為這3種傳感器主要原理相通，知識點相近，代表了最常見的3種無源電子元器件構成的常規(guī)傳感器，分別代表電阻、電感和電容。同時，“壓電式傳感器”、“磁電式傳感器”和“光電式傳感器”這三章內容也可以組成一個大的章節(jié)，因為這3種傳感器的主要工作原理也是相通的，知識點也比較相近，代表了最常見的3種有源器件構成的傳感器，分別代表由力到電的轉換、由磁到電的轉換、由光到電的轉換。另外，在常規(guī)內容的基礎之上增加一章新的教學內容“新型傳感器”，可以將目前出現(xiàn)的新傳感器、新傳感技術等內容包含進去，比如：“可穿戴式傳感器”、“新型智能式傳感器”和“新型數(shù)字式傳感器”等內容都可以加入教學內容。一般情況下，書本中的新知識、新技術更新較慢，因此這些新內容、新知識可以隨時用ppt或者講座的形式向學生講述。

2.2 減小理論課時，增加實踐課時

目前，很多地方高校的《傳感器原理》課程設置為：理論64學時；實驗：16學時，可以調整為理論48學時；實驗：32學時。因為《傳感器原理》課程只需介紹一些最基礎的傳感器、最基本的工作原理，理論課程48學時足夠滿足學生學習的要求。一般每個實驗項目3個學時左右，以前《傳感器原理》課程只能開設5個實驗項目，現(xiàn)在調整到32學時，可以開設10個左右的實驗項目，大大滿足學生實踐學習的要求。以前通常開設的傳感器原理實驗項目有：電阻應變式傳感器實驗、差動變壓器式傳感器實驗、電感式傳感器實驗、電容式傳感器實驗、光電傳感器實驗，現(xiàn)在可以增開：電渦流傳感器實驗、霍爾式傳感器實驗、光纖位移傳感器實驗、磁電式傳感器實驗、壓電式傳感器實驗。減小理論課時，增加實踐課時，能夠大大滿足學生的學習需求，提升學生的實際動手能力，為學生掌握一技之長提供有力的幫助。

2.3 增強與其它課程的結合度

刪除一些過時的舊內容，同時又減小理論課時量，就會造成知識點覆蓋面要大和講述內容深度之間存在矛盾。老師講述起來很難受，學生學習起來也會一知半解，造成部分學生學習的基礎不是很牢固，實際應用起來很難把握。由于現(xiàn)在很多課程的知識點有交叉，內容之間有部分重復，《傳感器原理》課程中就有部分知識點在別的課程中可能講述過，例如光電式傳感器的部分內容就在《光纖通信原理》、《光點技術》等課程中涉及到，《電子測量》、《自動控制原理》等課程中也涉及到部分傳感器的知識。因此，只要做好《傳感器原理》課程與其它相關課程的銜接，一些重復的內容和知識點就可以不講，這樣就能夠減輕老師的講述壓力和降低學生的學習難度。

3.教學方法的改革

3.1 進行互動式教學

要改變傳統(tǒng)的《傳感器原理》課程教學方式，將“老師主講，學生主聽”的方式進行變革。只有進行互動式教學，才能提高《傳感器原理》課程的課堂教學效率，減少學生在課堂上玩手機、注意力不集中、學習效率低下等現(xiàn)象。老師在進行互動式教學時，可以采用提問的方式互動，采用啟發(fā)的方式互動，也可以采用小組討論的方式互動，互動的形式可以多種多樣。只有在課堂上進行有效地互動，老師才能夠準確掌握學生的學習進度，合理安排教學速度，同時也能夠及時了解學生對知識難易點的掌握情況，也能夠提高學生的學習興趣。

3.2 舉例貼近生活

由于《傳感器原理》課程側重于原理性的講述，內容比較枯燥，如果課堂上不舉一些生動的例子，就很難調動學生的學習積極性。但是，一些老師舉的事例過于追求“高大上”，而沒有貼近生活、沒有接“地氣”，這樣往往會適得其反，讓學生難于理解，達不到追求的效果。因此，在《傳感器原理》課程的課堂教學中，老師要注意為了說明一個原理或者一個問題，舉的事例一定要貼近生活、貼近學生們身邊的事物，讓學生便于理解和想象。比如：在講述利用光電傳感器測量轉速的時候，可以舉測量教室中轉動的吊扇轉速的例子，如果有光電傳感器測量設備在現(xiàn)場測量一下吊扇的轉速，教學效果可能會更好。因為，教室中的吊扇是學生們可以看得見、摸得著的事物，舉這樣的例子效果會非常好。

3.3 充分利用課外時間學習

每節(jié)課只有45分鐘，《傳感器原理》課程一般一周3～4節(jié)課，僅僅利用課堂時間學習，遠遠是不夠的，因此，需要充分利用課外時間進行預習、復習、習題、答疑和查找資料等。老師在每節(jié)課結束時，一定要布置下節(jié)課的預習內容，要求學生提前完成，這樣在下節(jié)課上課時才能事半功倍，提高課堂的教學效率；另外還要布置本節(jié)課后的復習內容和習題，這樣下課后通過復習強化課堂上的教學內容，讓學生短期內不會忘記。在課外時間，老師還可以安排一些查找資料、撰寫小論文、開展分組討論和現(xiàn)場答疑等學習活動，提高學生的學習興趣和學習積極性，這樣在課堂教學時效果就會明顯提高。

4.總結

通過對傳統(tǒng)《傳感器原理》課程的教學內容進行改革，以及轉變傳統(tǒng)的教學方法，就能夠在一定程度上適應地方性高校逐漸向工科型、應用型轉變的時代發(fā)展要求，也能夠通過課程教學反映出當前傳感器新技術的發(fā)展趨勢，同時也能夠滿足地方性高校大學生各種學習的迫切需求。

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作者簡介：

林宏（1980-），男，副教授、博士，主要從事傳感器原理、通信原理等課程的教學和研究工作。