傳感器技術課程教學方法的設計與思考

鄧亞琦，李加升

摘要：傳感器技術是電子類專業的一門專業必修課程。針對當前教學方式存在的弊端和不足，結合專業特點和教學目標，提出了一些有效的教學方法：開展案例教學和討論教學激發學生學習動機，提高學生積極性;采用基礎性實驗、綜合性實驗和創新性實驗的遞進模式促進學生個性化發展，培養學生探索、創新能力;多方面量化、統計學生平時成績，客觀反映學生學習效果，以提高教學質量，滿足新時代對傳感器專業人才的需要。

關鍵詞：傳感器技術;教學模式;創新實踐;綜合測評

中圖分類號：G424文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）21-0193-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

傳感器技術是電子類專業的一門重要課程，在現代檢測和控制系統中有著舉足輕重的地位[1]。這門課程實踐性強、應用范圍廣，綜合性強，涉及電路分析、數字電子技術、模擬電子技術、信號與系統等課程專業知識。通過學習傳感器技術既可以獲得專業理論知識，又能培養學生分析問題和解決問題的能力、探索創新能力和實踐動手能力，為后續課程設計、電子競賽和畢業設計打下堅實的基礎。傳感器技術是控制系統用于感知和獲取外界信息的工具，已滲透至宇宙開發、軍事國防、醫療診斷、生物工程、商檢質檢等不同領域。隨著人工智能和電子信息技術的發展，用于獲取信息的傳感器技術在各行各業中發揮著重要作用，傳感器的發展成為極端技術研究和邊緣學科開發的先驅[2]。同時，高速發展的信息時代對控制系統提出了更高要求，比如更強的適應性（在超高溫、超高壓、超強磁場等環境中的適應性）、更高的精確度、更好的靈敏性、更高的自動化程度等，也對傳感器專業人才提出了更高的要求。筆者深刻意識到只有在教學過程中采用更加科學有效的教學方法，才能培養出優秀的專業技術人才，從而滿足現代社會對傳感器專業人才的迫切需求。

2 《傳感器技術》課程教學現狀

目前，一些地方本科院校的傳感器技術課程的教學現狀并不樂觀，可能達不到預期的教學效果。結合筆者所在的地方本科院校，傳感器技術在教學過程中主要存在教學方法單一、實驗創新性低和考核方式單一等問題。

2.1 教學方法單一

目前，教師在傳感器課程教學過程中主要采用多媒體和粉筆板書教學，以講授原理為主。而教師利用課件向學生灌輸理論知識，學生在課堂上全程處于被動接受知識的狀態。課堂上氣氛沉悶，學生的注意力難以集中，學習興趣難以激發[3-4]。同時，學生看不到傳感元件實物，缺乏對傳感器變量的感性認識和對測量原理的直觀把握，學生的主動性也隨之降低。這就使部分學生，尤其是理論基礎相對薄弱的學生在學習過程中學習積極性不高，跟不上教學進度，對知識理解不到位，實踐操作能力不強，學習效果不佳。因此，改進傳統的教學方法勢在必行。

2.2實驗創新性低

結合筆者所在的地方一本學校的實際情況，傳感器技術的實踐教學主要以驗證性實驗為主，絕大部分學生機械地重復講義中的實驗步驟，僅通過記錄實驗數據來驗證傳感器特性。學生在實驗過程中并未深入思考實驗流程設置的合理性和必要性，實踐教學鞏固理論知識的目的難以實現。并且實驗目的稍有變動，學生都很難獨立自主地完成實驗[5]。同時，由于與工程應用相結合的綜合性實驗涉及較少，在實踐教學過程中難以培養學生分析問題和解決問題的能力。此外，學生作為教學活動中學習的主體，在實驗過程固化的實踐教學中無法激勵他們的主觀能動性，阻礙了學生實踐動手能力和探索創新能力的發展[6]。因此，傳統的實踐教學方法已無法滿足現代崗位對專業人才的培養需求，需要綜合考慮學生個體的差異對實踐教學進行改革。

2.3考核方式單一

該課程通常采用30%的平時成績和70%的考試成績來進行考核，其中平時成績包括作業、實驗和考勤，考試成績指期末考試的卷面成績。這樣的考核方式側重理論知識的考察，不注重過程評價，難以達到理想的教學評價效果。此外，平時成績沒有量化指標，統計的隨意性較大，總成績難以公平客觀地評價課堂表現好的學生的學習情況[7]。因此，以課堂教學和實踐教學方式為基礎，順應時代發展，設計一套涵蓋收集相關文獻能力、創新實踐能力和知識點歸納總結能力的考核標準，更有利于對學生成績的綜合評價。

3 《傳感器技術》課程教學設計

由于傳感器專業知識與生產、生活聯系逐步增加，高速發展的時代對傳感器專業人才提出了更高要求，傳感器技術這門課的講授面臨新的挑戰。因此需要教學改革提高學生綜合運用傳感器專業知識的能力，培養知識、能力和技能全面發展的專業技術人才。結合筆者所在地方本科院校的情況，我們從課堂教學設計、實踐教學設計和學習效果評價三方面對教學改革進行討論。

3.1 課堂教學設計

教師在理論教學的基礎上，可以從案例教學和討論教學兩方面提高教學質量。

首先，在案例教學中，教師在知識點講授前和講授后分析一個具體案例，但案例分析在講授前后各有側重，目的也各不相同。知識點講授前的案例可進行簡要分析，側重于實際應用中該傳感器知識的作用，目的在于引導學生對該傳感器原理的思考，提高學生的學習積極性。而知識點講授后的案例分析側重于對傳感器原理的復習，各傳感器適用范圍的分析，以及對應用場景的擴展，目的在加深學生對理論知識理解，促進專業知識的實際運用。因此，講授前后的案例教學可使教學內容由抽象到具體，課堂氛圍由沉悶到趣味，可以激發學生學習興趣，提高學生主觀能動性，不斷擴展學生自主學習的空間和時間。

其次，在討論教學中，教師在一堂課結束前布置一個與下節課內容相關的問題，要求學生課后查閱相關文獻進行思考與探索，在下堂課開始的前10分鐘進行分組討論，討論結束后提問學生，考查學生對知識點預習情況。對回答較好的同學可加平時分進行肯定和鼓勵。通過教師課內提出問題和學生課外解決問題的方式，不僅可以提高學生收集相關資料、總結歸納相關知識點的能力，還可以通過復習之前所學知識來提高基礎薄弱學生的學習興趣。