傳感器原理及應用課程教學改革研究

王方媛

[摘? ? ? ? ? ?要]? 傳感器原理及應用是物聯網工程專業的一門專業必修課程。基于自身的教學實踐和對這門課現狀的深入了解，并結合現狀與我校應用型課程改革的要求，力求從教學內容、教學方式、考核體系等幾個方面進行改革，激發學生的興趣，全面提升教學效果與質量。

[關? ? 鍵? ?詞]? 傳感器原理及應用;教學內容;教學方式;考核體系

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2020）09-0116-02

傳感器技術作為現代科技的前沿技術，與通信技術、計算機技術并稱為現代信息技術的三大支柱，是國內外公認的最具有發展前途的高技術產業。傳感器主要實現的是信息的采集，采集的信息準確與否直接影響到信息傳輸與處理等后續一系列過程。我校作為一所應用型高等院校，重在培養學生的知識應用能力與動手實踐能力。傳感器原理及應用是物聯網專業的一門專業必修課程，在整個物聯網專業的課程架構中起著承前啟后的作用。通過本課程的學習，學生應理解非電量信號的轉換和測量原理，并能進行非電量信號的檢測，為學生走上工作崗位后從事相關工作打下堅實的理論基礎。但是傳統的教學內容、教學方法等都難以滿足學生對現代信息技術的需求，也難以滿足社會對學生專業知識和技能的需求。因此，本文從以下幾方面出發，對本課程教學進行改革。

一、教學內容分析與改革

傳感器原理及應用課程是一門實踐性、應用性很強的專業課，對培養學生的動手操作能力和創新能力起著重要的作用。但傳統的課程以課堂教學為主（48課時），驗證性實驗為輔（16課時）。傳感器原理及應用課程是以傳感器的分類展開的，講授的主要內容有電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、輻射式傳感器、新型傳感器等內容，每類傳感器都是從基本原理、等效電路、測量電路、靈敏度與誤差等幾個方面展開介紹的。實驗16課時，依托學校購買的全功能物聯網教學科研平臺（CBT-SuperIOT），以驗證性實驗為主。

可以看出，傳統的課堂講授內容較多，按照教學大綱的要求，內容以基本的傳感器為主，目前廣泛使用的光纖傳感器、圖像傳感器、超聲波傳感器、生物傳感器等新型傳感器安排的課時較少，這樣的內容無法適應現代企業對高水平人才的需要。同時，依托于已有實驗箱的驗證性實驗不能使學生完全了解傳感器在生活中的應用，也不能真正提高學生的動手實踐能力和思維創新能力。

因此，傳感器原理及應用課程內容改革可以從以下幾方面入手：

1.從內容上優化理論授課內容，通過與地方企業進行交流接觸，了解地方企業需要的人才需要具備的知識與能力，多增加新型傳感器的原理及應用，讓學生了解主流傳感器在生活中的應用。

2.實驗部分以理論內容為指導，以傳感器在生活中的應用為依托，涵蓋驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗等多種形式，加強鍛煉學生的實踐能力。同時，結合我院開展的創新開放實驗項目，讓學生根據自己的興趣與能力自主選擇設計一些開放性實驗。學生選做內容的難度越大，完成質量越好，那么對學生的評定等級越高，通過這種辦法鼓勵學生大膽地進行實踐。

二、教學方法分析與改革

傳統的課堂教學以教師講授為主，在內容上側重于不同傳感器的原理與測量電路，而在應用上則多是舉一些簡單的例子，學生并不能真正掌握其應用過程。這種教學方法很難激發學生的學習熱情。因此，在老師要求到課率的基礎上，學生去了教室也是偷偷地玩手機或者是干其他事情，即使老師一再要求課堂上認真聽講，學生也是心不在焉，不能接受課堂上的內容，因此，教學效果較差。

（一）采用學習通平臺進行翻轉課堂，改變傳統課堂的教學模式

鑒于傳感器原理及應用這門課內容較多，傳統的在課堂上進行講授會使學生覺得枯燥無味。采用學習通平臺后，將課上的部分內容轉移到課下，在學習通平臺上布置課下預習作業，并實時掌握學生的預習進度及程度，課上針對問題進行講解，使課堂更有針對性，能留給學生更多的思考時間，學生由被動接收者轉變為主動學習者，對知識的掌握較傳統課堂有了較大的提高。

學習通平臺同時還有其他豐富的功能，如簽到、問卷、搶答、選人等，這種新穎的形式使學生能夠積極地參與到課堂中來，改變了傳統課堂老師拼命在講，學生假裝在聽的局面。通過這種形式上的改革，使學生在積極性上大大提升。

（二）采用實物教學方法，提高學生的學習興趣

學生對枯燥的理論知識缺乏興趣，但是對真實存在的物體還是比較感興趣的。利用這一點，把相關的傳感器帶入課堂上，讓學生真實了解到傳感器的外觀，從外觀出發去研究它的原理，引導學生進行自主學習。常言道：“興趣是最好的老師。”一旦學生產生了興趣，就會主動去認識事物、探索真理。我院每年都在進行電子大賽，部分電子大賽的作品就是基于傳感器進行的，如電子秤設計。電子秤在稱重過程中是基于應變導致某些導體或者半導體的電阻值發生相應的變化，從而將被測的非電量轉換成電阻值的變化，通過測量電阻值的變化實現重量的檢測。如果能將學生參加比賽的電子秤帶到課堂上，通過稱重不同的物體顯示不同的重量，讓學生研究其原理，通過學生主動積極地探索，學生對知識的理解與掌握程度也會大大提升。在我們日常生活中，空調、電冰箱、電飯煲等家用電器都離不開測溫元件，手機、數碼相機捕獲圖像時都離不開光學元件，判斷司機是否酒駕的酒精檢測儀離不開氣體敏感元件等，可以說生活中到處都是傳感器。如果能通過實物教學法，讓學生認識到傳感器在日常生活中的重要性，揭去傳感器原理及應用這門課的神秘面紗，可以大大提高學生的學習興趣。

（三）采用引導啟發式的教學手段，培養學生的創新思維能力

在我校應用型人才培養模式下，培養學生的創新能力是我們的主要目標之一，其主要特點就是重運用知識、重啟發、重發現，鼓勵學生主動探索，發散思維。在教法上，重在傳授研究方法。為了使學生獲得較高的創新思維能力，這就要求教師必須具備一定的理論基礎與實踐能力，同時還要有一定的創新意識。在實施引導啟發式教學時，以項目驅動作為主要方法，先給學生假設一個場景，提出相應的問題，采用拋出疑問的方法激發學生的興趣。比如，在光電式傳感器這部分內容的講授過程中，結合日常生活中的應用給學生拋出問題“為什么一些大型商場里的自動門會根據有無人靠近實現自動開關門的效果”，提出問題后讓學生進行查閱資料、獨立思考，課堂上再進行小組討論、發言，教師對結果進行總結點評，使學生對問題的理解更加深刻透徹。

（四）將傳統教學方法和現代教學方法有效結合起來，提高課堂教學效率

傳感器原理及應用這門課程在講授過程中，有很多原理圖、結構圖等，那么展現這些內容最好的方式就是選用現代化多媒體手段，還可以通過設置一些動畫來吸引學生的注意力，同時加深學生理解和記憶。此外，還有一些誤差分析、測量電路則需要傳統的板書來講授，涉及的推理部分用板書更易于讓學生接受。因此，在傳感器原理及應用這門課授課方式上，應該根據講授內容的特點有效地將傳統的板書與現代化的多媒體手段結合起來，不應該盲目地選擇其中某一種方式而排斥另一種方式。

三、考核體系分析與改革

傳統的傳感器原理及應用課程考核主要包括四個方面：平時成績、實驗成績、期中成績、期末成績，其中各部分所占的比例為1∶1∶1∶7，平時成績又由課堂出勤、課堂表現、作業完成情況等幾部分組成。可見，在整個考核過程中，期末成績占相當一大部分，導致有些學生不注重平時成績與實驗成績，認為在考試前進行突擊臨時抱佛腳，就可以取得好成績。因此，在考核方式上宜進行改革。改革后的考核體系仍采用過程考核和綜合考核結合的方式，主要考核方面依然包括平時成績、實驗成績、期中成績、期末成績四部分。但是要逐漸增加過程考核所占的比例，鼓勵學生進行創新。通過評價體系的改革，有效地提高了學生對這門課的重視程度，同時也促進了學生學習能力和創新能力的提升。

四、結語

傳感器原理及應用課程教學改革主要從教學內容、教學方式、考核體系等幾方面實施，提高了學生學習傳感器技術的興趣。同時，整個課程以學生作為主體，加強實踐環節的創新，有效增加了師生間的互動，從而提高了傳感器理論和實踐課堂教學的效果。

參考文獻：

[1]尤源.傳感器原理及應用課堂教學改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2016（5）：41-43.

[2]紀辛然.應用型高校轉型背景下傳感器課程改革的研究[J].辦公自動化雜志，2017（10）：17-18.

◎編輯 張 俐

Research on the teaching reform of sensor principle and application course

WANG Fang-yuan

Abstract：The principle and application of sensors is a required course for the professionalism of the Internet of Things. Based on my own teaching practice and in-depth understanding of the current situation of this course，combined with the current situation and the requirements of the application-oriented curriculum reform of our college，this paper tries to reform from the aspects of teaching content，teaching methods，assessment system and the like. It can stimulate studentsinterest and comprehensively improve teaching effectiveness and quality.

Keywords：the principle and application of sensors;teaching content;teaching method;assessment system