多模式結合的《傳感器與檢測技術》教學探索

摘要：針對目前《傳感器與檢測技術》課程的教學模式單一的問題，本文提出“以交互式教學為基礎，多媒體網絡教學為支持，綜合性實驗教學為平臺，課外實踐為補充”的多模式結合的教學方式，對如何提高該課程的教學質量進行了分析與探討。

關鍵詞：實驗室；通用儀器設備；新型管理模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）30-0240-02

一、引言

傳感器技術是現代測控技術中的一項重要技術，《傳感器與檢測技術》[1，2]對不同類型傳感器的工作原理、測量電路及其應用等相關知識進行介紹，是測控技術與儀器、自動化等專業比較重要的專業課程。在教學過程中發現，該課程具有以下特點：（1）教學內容量大，除傳感器與檢測技術基礎知識外，還包括眾多電工參量、機械參量、熱工參量、成份參量的檢測原理、方法與技術等內容；（2）涉及種類繁多，不僅涉及電學、磁學、力學、光學、聲學、化學、生物學、數學、材料、機械原理、計算機技術等多門學科[3]，還涉及工業現場的一些實際情況及制作工藝學等，幾乎涉及支撐現代文明的所有學科；（3）教學內容分散性大，各章內容之間的聯系并不甚緊密，并且都涉及多門相關課程知識及這些知識的綜合應用等。這些特點使得學生開始學習本課程時通常感覺內容深奧難懂、思維跟不上、不知道從何學起的感覺。因此，僅僅應用“課堂講授+驗證性實驗”這種單一模式的教學，會極大影響學生學習的主動性，且不利于學生動手實踐能力的提高。為了能夠提高學生的學習主動性，讓學生更好地學習理解、消化授課內容，本文提出了“以交互式教學為基礎，多媒體網絡教學為支持，綜合性實驗教學為平臺，課外實踐為補充”的多模式結合的教學方式，并對每種模式的教學方法進行改進，對如何提高該課程的教學質量進行了分析與探討。

二、多模式教學方式探討

在傳統常規的教育方法中，主要是以“教師課堂講授，學生實驗驗證”這種模式，這種教學模式單一，學生對所學的知識處于被動接受狀態，達不到理想的教學效果。所謂“多模式結合”就是將課堂、網絡/多媒體、設計/綜合性實驗，以及課外實踐相結合。

1.交互式課堂教學為基礎，激發學生學習積極性。以往對該課程的教學中，通常都是授課教師采取照本宣科的模式授課。這種以老師為中心，灌輸式的教學方法會打擊學生的學習主動性，使其學習興趣下降，從而影響教學質量。針對這一問題，作者在教學實踐中，采取以下方法：（1）啟發講授與課堂討論相結合的方法。在講授相關的理論知識的同時更多穿插配套具有生活應用背景的實例，使學生不必死記硬背就可加深對理論性質知識的理解，培養其學習興趣，從而逐步去自主探索，相互協作學習。（2）在授課過程中，適時安排相關的課程討論。通過這些討論使學生成為學習的主體，讓學生們主動的提出問題、分析問題，并幫助學生找到解決方案。在討論的過程中，不但使得學生明確學習的方法和目標，而且增強了學生思考、分析、發現和創造的能力；不但充分調動了學生的主動性和創造性，引導和激勵學生探求與教學內容涉及的理論及實踐相關的知識，而且激發了學生探求未知知識的進取精神，養成嚴謹務實的優良學風。讓學生積極的參與到教學中來，引導學生主動學習，不斷地歸納、總結，靈活運用各種方式來獲取知識。這樣既調動了學生的學習積極性又培養了學生良好的學習方法及自學能力。

2.多媒體網絡教學為支撐，提高教學質量。隨著網絡、多媒體技術的快速發展，在實際教學過程中，將黑板、多媒體教學課件與網絡學習相結合的教學手段，已成為提高教學質量的方法之一。多媒體教學課件以教材為藍本，通過引入聲音、圖片、動畫、視頻等多媒體素材，既直觀、清晰地闡明教學內容，尤其是《傳感器與檢測技術》這門課程較為抽象，在講授不同類型的傳感器工作原理的闡述及應用過程中，教師可以增加相應的動畫演示傳感器工作過程，又通過例題演示等內容，增加了理論講解和工程實際的直觀性；同時，網絡教學網站不但可以進行實驗教學、視頻點播、網上自測、網上答疑、課程論壇、課程導學、教學改革、教學信息發布等信息，而且還為師生間提供了討論交流的平臺。教師可利用網絡進行輔助教學，如教師可以將案例、論文以及自制的部分課件、學生的優秀習作等上傳到了網絡上，供學生瀏覽、學習、評述等。學生也可利用網絡進行遠程、自主的輔助學習，共享教學資源。這種方式不但豐富了教學手段、提高教學效率，而且拓展學生視野，增強學習興趣，最終使學生更好地掌握這門知識，同時，在此過程中，教師也可從中受到啟發，不斷改進自己的教學方法。

3.綜合性實驗教學為平臺，培養學生實踐能力。實驗教學是培養學生理論聯系實際、綜合技術應用、創新意識和能力等的重要環節和途徑[4]。對《傳感器與檢測技術》這門課來說，實驗教學更是理論聯系實際的重要一環。傳統的《傳感器與檢測技術》的實驗課程以驗證性為主，即對傳感器性能測試及使用方法，包括電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器等為主要驗證內容。而為了培養學生實踐能力，綜合性的實驗教學被越來越提倡。綜合性實驗是集驗證性、設計性為一體的實驗，從剖析系統結構、建立系統的數學模型，到觀察、記錄系統的運行特性，從而用評判一個系統的有關知識全面地分析、綜合這一系統的各項性能，讓學生運用所學的知識和技能進行分析、綜合。比如設計“環形輸送線實驗臺綜合實驗”，該實驗中應用了紅外反射式傳感器、電渦流傳感器、色差識別傳感器、霍爾傳感器等，學生首先可以通過該實驗驗證各類傳感器的工作原理及其應用，同時，學生還可以通過整個系統中傳感器安裝位置、角度等設計對檢測結果的影響進行分析評測。另外，在此類綜合性的實驗中，不僅包含了傳感器的相關知識，還包含了對機械、電機、控制等相關知識的應用和理解，學生可以在此過程中綜合理解及應用。通過這些綜合性、設計性實驗提高了學生的獨立操作能力，同時激發了學生的學習興趣。

4.課外實踐為補充，加強學生的實踐能力和創新意識。為學生提供豐富的課外實踐活動，不但能增強學生的實踐能力，而且使學生對書本上的知識有了更深的理解。如組織學生參加各種學科競賽活動，設定不同的小組，使學生之間既有協作又有分工，既有合作又有競爭。學生要運用所學的傳感器、模電、數電、機械、計算機仿真等知識進行綜合，用科學的方法來解決實際的問題。在此過程中，教師要作好協助指導和引導工作，如協助學生選擇應用背景、探索性、嘗試性都比較強的設計，使學生在深入和解決問題的過程中拓展思維，增強學習信心；為學生創造更好的研究氛圍，指導學生如何查閱文章、資料收集、調研分析等；邀請相關領域教師、專家進行專題講座，鼓勵學生更多地交流、學習、思考，掌握前沿領域知識。

以學生參加學校組織的電子設計大賽為例。比賽過程中，選擇“智能小車”為設計主題，要求學生設計一款可蔽障的遙控智能小車。在設計過程中，學生可發揮自己的創新能力，選擇不同的傳感器實現自己的設計，同時設計中，還需要學生綜合應用到無線控制等技術。整個過程由學生獨立操作完成，從而鞏固了對課堂學習內容的理解，鍛煉了學生動手能力，拓展其學術視野，提高其創新意識和創新能力，同時增加了學會的團結協作精神。

三、結束語

《傳感器與檢測技術》這門課程信息量大、發展迅速、涉及眾多類學科。通過以上對該門課程多模式教學方式的探索，在實際的教學過程中已取得了一定的成效。但在以后的教學中，還需要不斷探索，不斷總結，才能進一步提高教學質量，培養出更具有實踐能力、創新意識和創業精神的專業技術人才。

參考文獻：

[1]吳莉莉，林愛英，劉存祥.《傳感器原理與應用》課程教學方法探索[J].高教論壇，2008，（4）：114-116.

[2]陳靜.傳感器與檢測技術教學改革探索[J].中國現代教育裝備，2011，（15）：94-95.

[3]張向文.《傳感器原理及應用》課程教學改革的探討[J].科教資訊，2007，3（27）：150-151.

[4]張東，程正富.《傳感器原理》課程實驗教學設計[J].重慶文理學院學報（自然科學版），2006，5（1）：84-85.

基金項目：防災科技學院第四批重點課程建設項目