《檢測與傳感技術》課程教學改革的探索與實踐

蔡鵑 張樂冰

【摘要】檢測與傳傳感是一門實踐性和應用型很強的學科，學生通過理論和實驗教學，學生除了能掌握和驗證理論知識外，還能加強創新和實踐能力的培養，立足于電子信息專業需求，針對檢測與傳感技術本科教學現狀，圍繞培養創新型和設計型人才的要求，研究了高等院校檢測與傳感技術的相關教材，教學方式，結合課程特點，調整課程內容與結構，改革課堂教學和實驗教學方法，建立合理的教學體系，增添工程應用實例教學，重點培養學生傳感器和檢測技術的應用能力，提高學生的工程實踐能力，培養創新型人才。

【關鍵詞】檢測與傳感技術 應用型人才 項目驅動

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）10-0237-02

傳感器在測量與控制系統的具有重要的地位，它是采集信號的主要工具，傳感器技術在工農業生產和日常生活中得到廣泛的應用。電子信息工程專業設置傳感技術課程，目的是希望學生通過理論知識的學習，對常用傳感器和現代檢測系統的基本理論知識的掌握及應用能力的培養，能夠提高動手能力。傳感器技術隨著信息技術和網絡技術迅速的發展有了新的特點，首先不斷向新型、微型、智能型方向發展，其次趨于集成化、功能化、智能化；再次，網絡化傳感器及及網絡化檢測系統出現。因此，新時期的傳感器課程教學尤其是實踐環節的教學迫切需要改革創新。

一、檢測與傳感技術課程教學存在的問題

目前在檢測與傳感技術課程的教學中，雖然已經改變了傳統的只注重理論教學，提高了實踐教學的比例，但是仍然存在很多問題，主要表現在從下各方面。（1）檢測與傳感技術課堂教學方面：抽象的、枯燥的普遍工作原理講解內容，很難引起學生的興趣。我們需要對課程內容進行篩選，采取相應的教學手段提高學生積極性以及對理論更好的理解。（2）檢測與傳感技術實驗教學方面：目前的驗證性實驗過度的依懶于試驗箱其自身開發能力較弱，按照實驗指導書按部就班操作，僅僅連接指定的幾條線路，而對于每個項目的具體實現方法、設計原理，不求甚解；而且，上課教師對實踐教學參與較少，理論教學和實踐教學出現脫節分離。（3）檢測與傳感技術應用能力實踐培養方面：目前，我們只完成了對特定課程的相關知識的驗證和鞏固，而傳感器教學往往只關注傳感器本身，而在傳感器的實際應用中，傳感器只是自動檢測系統或自動控制系統中一個重要的獲取和傳輸信號的環節，必須結合其他環節才能完成實踐功能。（4）檢測與傳感技術課程實踐考核難：實踐教學的考核，只能根據是否到課，實驗報告，給出印象成績，不管做的過程中效果如何都會通過，因此學生也重理論不重實踐。

二、優化檢測與傳感技術教學內容和教學方法

遵從“學以致用”的原則，適應電子信息工程專業創新能力培養體系，按照分階段，遞進式的教學改革思路，改變傳統教學方法，增強學生創新意識，培養科技開發能力。

1.以工程應用能力培養為核心，設置合理的檢測與傳感技術課程的教學體系，解決內容多與課時少的矛盾，理論多與實踐少的矛盾。

（1）篩選教學內容，壓縮課內教學時數

目前的教學安排，大綱規定總的課時為51課時，其中理論教學41課時，實驗10課時，并且國內大多數教材的主要內容是介紹傳感器的原理、內部結構、轉換電路，甚至是敏感元件的制作材料和工作原理，內容多而繁雜，涉及到各個學科，深奧而枯燥，難以調動學生的學習興趣。我們學習傳感器主要是掌握傳感器信號轉換和處理以及傳感器在各個領域中的應用。我們篩選課堂教學內容，選擇一些典型常用的傳感器（電阻、電容、電感、熱電偶等）進行詳細的講解，讓學生深刻的理解理解這幾種基本的傳感器，掌握傳感器的用途，如何選擇和如何使用；對于其他不常用傳感器可以跟學生興趣自己找查相關資料進行自學，只需要大概粗略的掌握，不必深究。

（2）教學內容模塊化

整個檢測與傳感器技術課程體系可以由4各模塊組成，第一個模塊是基礎理論教學，主要講解相關的典型常用的傳感器的工作原理以及內部結構；第二個模塊是“討論式”教學，針對教材其余的內容以及感器的最新動態，學生根據興趣分成小組，學生課后查找資料自學，以小論文的方式分組討論，最后以答辯的方式進行考核。第三個模塊是基礎實驗教學，選擇2到3個基礎驗證性實驗，教師講授一部分知識學生做一部分實驗，主要使學生掌握常用傳感器的使用和標定方法。第四個模塊是設計性綜合實驗， 以項目的形式，學生將檢測與傳感技術與接口技術、單片機、PLC等技術有效的結合，設計幾個典型的自動控制實驗，例如自動液位控制系統、溫度自動報警器。

2.以應用能力培養為導向優化教學方法，采用多樣化教學手段，提高學生的理論理解和實踐的認識。

傳感器的理論教學是非常枯燥和乏味的，而且知識涉及面廣，傳統的教學方式比較單調，采用講解為主，多種教學手段為輔的方式，不斷提高學生對這么課程的興趣以及更好地理解這門課程。利用多媒體教學，借助教學課件、影像等多媒體教學手段來提高教學效果，可用動畫演示工作原理使學生更好地理解抽象的概念；大量的應用實例可以吸引學生的注意力，引導學生積極主動的思考，激學習興趣和潛能。

三、檢測與傳感技術課程實踐教學改革

1.以基礎實驗為鋪墊，革新驗證性實驗

基礎實驗教學，注重引導，理論教師積極參與，加強實驗考核，使學生提高對實驗的重視，能主動預習準備實驗，帶著問題進行試驗。在實驗指導過程中，采用啟發式教學方法，要求學生尋找更好的改進方法，發展學生的發散思維能力，達到學以致用的目的，并且激發學生的創新興趣。通過基礎驗證性實驗使學生理解傳感器的基本原理和特性，消化教學內容，掌握常用傳感器的使用和標定方法，學生對傳感器在理論學習的基礎上有感性的認識，能獨立進行實驗數據的讀取和實驗結果的分析。

2.項目驅動式教學方法，改變傳統實驗和實踐環節，增強學生創新能力

以項目的方式增加設計型綜合型實驗，學生將檢測與傳感技術與接口技術、單片機、PLC等技術有效的結合，提高學生的專業知識的應用能力和實驗技能。使學生受到更為實際、全面的訓練，在實踐過程中逐步鍛煉和培養學生自主學習能力、團結協作、面向過程的管理方式的能力，并大幅增強學生創新意識和科技開發能力。按照分階段、遞進式的教學改革思路，教師根據能力層次，專業區分建立項目資源庫，由學生根據自身的能力和興趣，自由組合，選擇項目。采取項目驅動式的教學方法，每個學生都能帶著項目（課題）學理論做實驗，同時在項目的實現過程中加強對理論的掌握，提高應用能力。

3.調整實驗管理方式，實行開放實驗室。

現有實驗室開放方式主要是固定時間開放，實行固定開放與預約開放相結合的方式進行，為學生提供一個開放的實驗環境，提高他們自主學習的興趣。

四、建立科學的課程考核和實驗考核方案

考核方式是教學管理中一個重要的手段，考慮本課程的特點，注重平時考核，成績結構多樣化，考試不是唯一的考核方法。考核方式由多部分組成，課堂常用傳感器的資料查詢，和新知識、新型傳感器的查詢查閱分別以小論文方式上交；項目實訓部分的完成情況，期末考試成績等，增加創新成績。這樣一方面加強了學生實踐教學的重視，不再敷衍而過；另一方面學生的理論和實踐得到了全面的考核。

五、結論

檢測與傳感技術的課程改革在于培養學生傳感器和檢測技術的應用能力，解決學生綜合素質培養問題，提高學生的工程實踐能力，培養創新型人才；改變傳統實驗和實踐環節，使學生能夠獨立或合作完成項目的能力，在實踐過程中逐步鍛煉和培養學生自主學習能力、團結協作、面向過程的管理方式的能力。