傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀與改進(jìn)策略*

陳茂林 ，劉 杰 ，馮雪嬌

（湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430079）

當(dāng)下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，而傳感器是各種系統(tǒng)的首要檢測(cè)環(huán)節(jié)，這使得傳感器與檢測(cè)技術(shù)受到越來越多的重視和關(guān)注。傳感器與檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用廣泛，涉及工業(yè)生產(chǎn)、民用生活、機(jī)械制造、消費(fèi)電子產(chǎn)品、自動(dòng)化控制等各個(gè)領(lǐng)域，為人工智能和自動(dòng)化控制提供了重要依據(jù)[1]，因此，學(xué)好這門課程對(duì)幫助學(xué)生拓展職業(yè)空間具有非常重要的作用。高職教育中傳感器與檢測(cè)技術(shù)的課程教學(xué)，經(jīng)過多年實(shí)踐已有了很大的發(fā)展，但由于這門課程涉及的知識(shí)面廣、內(nèi)容豐富且與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系緊密，所以在教學(xué)上也存在著一些問題，如教學(xué)方法單一、學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、考核方式不完善等，下文將對(duì)這些主要問題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)對(duì)策。

1 傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)的目標(biāo)與任務(wù)

“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”是機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等專業(yè)的必修課，該課程以傳感器為對(duì)象，由淺入深，重點(diǎn)講述靈活運(yùn)用傳感器及其如何獲得測(cè)量信息應(yīng)用于工程實(shí)際方面的內(nèi)容，使學(xué)生理解傳感器的基本工作原理。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解測(cè)量系統(tǒng)的基本知識(shí)、各類傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、測(cè)量電路和應(yīng)用，學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際要求選用傳感器，掌握建立基本檢測(cè)系統(tǒng)的原則與方法，并初步具有檢測(cè)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。該課程的主要目標(biāo)是使學(xué)生具備用于參數(shù)測(cè)量的各種常用傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)和選擇、應(yīng)用傳感器的基本技能，熟悉各種常用傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特性和應(yīng)用，并掌握實(shí)際工程中的檢測(cè)技術(shù)，其主要任務(wù)是使學(xué)生具備較為扎實(shí)的傳感器和檢測(cè)技術(shù)理論基礎(chǔ)。

該課程的知識(shí)目標(biāo)為：了解傳感器的定義、組成和分類，熟悉各種傳感器的主要性能指標(biāo)，掌握傳感器的選用原則；了解測(cè)量的基本概念，掌握常用測(cè)量方法和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成；了解常見物理量的概念和表示方法，并熟悉相應(yīng)檢測(cè)方法；了解常見傳感器分類、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)以及測(cè)量電路，掌握常見傳感器的工作原理。

2 傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)的現(xiàn)狀與問題

2.1 教學(xué)方法單一、缺少反饋

在傳感器與檢測(cè)技術(shù)傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師講學(xué)生聽已成為常態(tài)，而目前，不少高職院校仍采用的是這種教學(xué)模式，雖然加入了信息化教學(xué)手段，但也只是板書加文字的PPT，形式過于單一，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)導(dǎo)致其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不高，且容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。同時(shí)，由于課堂教學(xué)的時(shí)間有限，教師無法和學(xué)生進(jìn)行有效互動(dòng)，課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)與課后鞏固三個(gè)環(huán)節(jié)無法有效銜接，缺少反饋環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生在上課時(shí)間里基本都是被動(dòng)接受，思考較少，甚至有睡覺現(xiàn)象，這都嚴(yán)重影響了傳感器與檢測(cè)技術(shù)教學(xué)質(zhì)量和效果。

2.2 課程涉及面廣，教學(xué)難度大

傳感器與檢測(cè)技術(shù)作為機(jī)電一體化專業(yè)的主干課程，其理論性較強(qiáng)、覆蓋面較廣，涉及了電工技術(shù)、電子技術(shù)、電路理論、大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和大學(xué)物理等多門學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，且該課程的內(nèi)容分散、知識(shí)點(diǎn)眾多，是一門綜合性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)的課程，多年來一直是教師感到難教、學(xué)生感到難學(xué)的課程，若學(xué)生對(duì)其他相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢，則后續(xù)學(xué)習(xí)傳感器課程的難度會(huì)大大增加。傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程每一章節(jié)都包含了傳感器的基本原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路的內(nèi)容，教師講課時(shí)一般情況下會(huì)重點(diǎn)講解電路理論的分析和推導(dǎo)，只簡單介紹了傳感器的工程實(shí)際應(yīng)用，而學(xué)生對(duì)各種類型傳感器的直觀印象比較模糊，一味枯燥的理論講解無法使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，從而導(dǎo)致傳感器課程的學(xué)習(xí)效果不佳。

2.3 內(nèi)容抽象，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程的理論教學(xué)以講授傳感器的工作原理和檢測(cè)方法為主，理論推導(dǎo)和定量分析較多[2]，由于學(xué)生缺乏生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)中總是感覺理論知識(shí)比較抽象難懂，無法提起學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致教學(xué)效果較差。且傳統(tǒng)教學(xué)中往往以純理論教學(xué)為主，教學(xué)內(nèi)容單一陳舊、課堂活躍程度嚴(yán)重欠缺，學(xué)生往往為了應(yīng)付考試而敷衍被動(dòng)學(xué)習(xí)，雖然理論考試能夠通過，但畢業(yè)后走向?qū)嶋H工作崗位卻很難將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際之中，不知工作該從哪里做起。

2.4 課程考核方式不完善

傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程一般以理論考試為主，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)概念、傳感器工作原理以及典型測(cè)量電路的掌握，這種考核方式過多地局限于書本上的理論知識(shí)，但此課程還包括許多實(shí)際檢測(cè)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用等其他方面的知識(shí)，而這些體現(xiàn)應(yīng)用能力的重要知識(shí)在試卷上很難全面反應(yīng)出來，只能體現(xiàn)出部分學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的記憶和理解能力[3]，導(dǎo)致部分學(xué)生分?jǐn)?shù)雖然較高但實(shí)際動(dòng)手和應(yīng)用能力較差，這將不利于高職院校實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

3 改進(jìn)教學(xué)的幾點(diǎn)建議

3.1 豐富教學(xué)手段、利用信息化技術(shù)，少講理論、多講應(yīng)用

傳統(tǒng)教學(xué)主要采用板書和PPT，為豐富教學(xué)手段，可在課件中適當(dāng)加入一些動(dòng)畫和視頻，把傳感器內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行時(shí)復(fù)雜的電磁關(guān)系形象地展現(xiàn)出來，這樣不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，也能使學(xué)生更容易理解傳感器的結(jié)構(gòu)和工作過程；采用互動(dòng)式教學(xué)法和小組討論法，并進(jìn)行實(shí)例演示，讓學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)過程中來，在學(xué)會(huì)了課程知識(shí)后，讓學(xué)生講給其他人聽，鍛煉學(xué)生的口才能力，適當(dāng)讓學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自己獲取知識(shí)和獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)，在介紹各種類型傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解不同傳感器的實(shí)際應(yīng)用案例，包括在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的一些問題和解決辦法，引導(dǎo)學(xué)生們主動(dòng)發(fā)表自己的看法，培養(yǎng)學(xué)生的探索能力。

3.2 延伸知識(shí)面，把握教學(xué)重難點(diǎn)

在上傳感器課程的同時(shí)，把章節(jié)中涉及到的其他專業(yè)知識(shí)也給學(xué)生講一遍，如傳感器的應(yīng)用電路涉及電路電子知識(shí)，則把相關(guān)的電路電子知識(shí)進(jìn)行回顧和復(fù)習(xí)，讓學(xué)生理解了相關(guān)知識(shí)后再講解傳感器電路的應(yīng)用，這樣既能豐富教學(xué)內(nèi)容，也能讓學(xué)生更深入地理解。針對(duì)學(xué)生畢業(yè)后不常用的一些難點(diǎn)知識(shí)，如公式推導(dǎo)、復(fù)雜電路等，不做詳細(xì)講解，只做簡單介紹，把主要精力花在重點(diǎn)內(nèi)容和學(xué)生容易理解的知識(shí)點(diǎn)上，這樣既能讓學(xué)生學(xué)到主要知識(shí)，也避免了學(xué)生因?qū)W不懂而降低學(xué)習(xí)積極性。

3.3 結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

當(dāng)前檢測(cè)技術(shù)與傳感器的應(yīng)用越來越廣，新型傳感器也越來越多，相關(guān)專業(yè)知識(shí)也在不斷更新，這就要求教師要及時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行修改調(diào)整，跟上目前傳感器和檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的最新成果，將傳感器發(fā)展的新技術(shù)和新成果及時(shí)傳授給學(xué)生，以開闊學(xué)生們的設(shè)計(jì)和使用思路。為避免理論教學(xué)枯燥無味的現(xiàn)象出現(xiàn)，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容在課堂上展示一些相關(guān)的傳感器實(shí)物，做一些簡單的傳感器實(shí)驗(yàn)并給學(xué)生演示，做完后邀請(qǐng)學(xué)生參與教學(xué)和演示，激發(fā)學(xué)生對(duì)傳感器的學(xué)習(xí)興趣。

選用最新且適合湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的教材，新教材應(yīng)更加注重檢測(cè)技術(shù)和傳感器的應(yīng)用實(shí)際，淺講理論多講應(yīng)用且內(nèi)容要新穎，同時(shí)增加實(shí)訓(xùn)課學(xué)時(shí)，合理安排基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和綜合性應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，做到理論和實(shí)訓(xùn)并重。為不斷提高實(shí)訓(xùn)課教學(xué)質(zhì)量，教師還必須根據(jù)本專業(yè)教學(xué)目標(biāo)和就業(yè)崗位需要不斷改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改變傳統(tǒng)的老師演示學(xué)生照做的實(shí)訓(xùn)方法，這樣才能培養(yǎng)出既有扎實(shí)理論基礎(chǔ)又有較強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手能力的應(yīng)用型技術(shù)人才。

3.4 改革課程考核方式

傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，該課程的考核應(yīng)該是理論與實(shí)踐并重。在以前理論考試的基礎(chǔ)上增加技能考試，同時(shí)將平時(shí)成績（占總成績30%）細(xì)分為考勤、課堂表現(xiàn)和作業(yè)等，理論考試成績（占總成績30%）在期末考的同時(shí)增加期中考，技能成績（占總成績35%）由實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)打分，并增加一個(gè)附加分模塊（占總成績5%），根據(jù)獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、參加電子設(shè)計(jì)大賽等打分。

同時(shí)，每個(gè)考核的部分可以根據(jù)本專業(yè)學(xué)生的不同特點(diǎn)調(diào)整其所占的比例，改革傳感器課程考核方法能夠最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性[4]，使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，也促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)、理論教學(xué)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革創(chuàng)新，通過實(shí)踐證明，教學(xué)效果有較大提升。

高職院校的最終目的是培養(yǎng)高出符合企業(yè)和市場(chǎng)需求的高技術(shù)應(yīng)用型人才，傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程對(duì)機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生技術(shù)能力的培養(yǎng)十分重要，學(xué)生學(xué)好這門課程，對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展將產(chǎn)生積極的影響。本文針對(duì)高職院校中傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)方面存在的一些問題，給出了相應(yīng)的改進(jìn)建議，這將對(duì)提升傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量起到積極作用。