《傳感器工藝制作技術》實驗教學方法的改革與實踐

摘要：本文針對傳感器制作所采用的大型精密貴重儀器操作復雜，而本科生教學面臨著學生數量多，機器少，大四學生忙于考研和找工作，用于課堂上的時間和精力少的現實問題，在實驗教學中采用多媒體教學和常規實驗教學相結合，以及實行彈性實驗教學的方式，以提高學生的學習興趣和本門課程的整體教學質量。

關鍵詞：傳感器工藝制作技術；實驗教學；改革；大型儀器教學方法

中圖分類號：G642.0?搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）32-0026-02

一、引言

物聯網被看作信息領域一次重大的發展和變革機遇，是使用信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，從而實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡[1]。

傳感器制作技術是測控技術及儀器專業和物聯網工程專業的一門技術與實驗基礎課，通過本課程的教學，使學生了解傳感器工藝制作過程的特點以及傳感器設計、加工、制作的具體原則、技術和方法，主要致力于培養學生綜合運用各種基礎知識解決與分析問題，鍛煉學生動手實驗能力，努力培養學生的分析問題和解決實際問題的能力。

大學生的實踐動手能力，是提高大學生創新能力的重要途徑，是培養大學生科學研究能力的基礎，也是制約高等教育發展的重要因素[2，3]。

目前傳感器制作大多采用大型精密貴重儀器以及需要超凈的工作環境，其中大型設備運行、維護費用較高，操作復雜[4]，面向本科生教學面臨著學生數量多，機器少的現實問題。同時，儀器設備精貴，不可能讓毫無經驗的學生操作，超凈工作環境，不可能讓很多人進入。如何有效地提高本科生的教學實踐將是各大學面臨的重要課題。

二、實驗教學改革的途徑

1.選題。在教學活動中，教師需要精心選擇實驗問題，組織學生進行討論，以啟發、引導的方式指導學生自行設計實驗方案，完成正常的實驗操作，留給學生思考、討論、動手的空間，培養學生敢想敢干的獨立意識。

2.方案的制定。以具體項目為基礎，提升學生的傳感器工藝實踐能力。師生通過共同設計并制作一個完整的“傳感器”來學習傳感器的制作工藝與常用設備的基本理論知識、培養能力及訓練技能，此過程為提高學生學習積極性，使學生真正掌握傳感器制作的實用技術和技能。其主要過程如下：（1）設計一個傳感器及其制作工藝過程。（2）通過課件和錄像的方式形象地給學生展示一個完整傳感器的設計及制作過程，讓學生有一個全面的認識。（3）通過實際實驗操作，再次給學生演示傳感器的制作工藝過程，并講解儀器設備的使用及原理。（4）讓學生們分組討論，并利用所學知識設計一個傳感器及其制作工藝，觀察學生的學習效果，并汲取學生好的創意應用到下一屆學生的實驗教學當中。

3.方案的實施。（1）采用多媒體教學和常規實驗教學相結合的方式。制作和編輯各種工藝的課件，錄制整個制作工藝過程的錄像資料，通過傳感器制作過程的課件和錄像，將理論課上學習到的各種工藝串聯到一起，讓學生對基礎理論知識有個系統的掌握和直觀的認識。看完課件和錄像后，學生們分組討論，提出問題，分析問題，帶著疑問和興趣去上實驗課。在實驗課中，讓學生到實驗室親自看到各種工藝中相關的儀器設備的結構、實際操作和具體的實驗現象，以加深課堂學習的印象，同時講解儀器的工作原理，解答學生們的疑問。（2）實行彈性實驗教學。《傳感器工藝制作技術》是大四上學期開設的一門課程，大四上學期同學們都忙于考研或找工作，每天穿梭于各種考研輔導班或各個招聘會，學習時間緊、壓力大。因此運用在專業課學習上的時間和精力比較少，實驗課的時間有可能與招聘會、面試或輔導班的時間沖突，為了面試同學們對實驗課也只是“應付”，嚴重影響整個教學質量。針對這種情況，對學生實行彈性實驗教學。

三、實踐效果

1.提高了學生的理解能力。采用了多媒體教學和常規實驗教學相結合的方式，讓學生對傳感器制作工藝有了系統的認識；在現場教學中，讓學生看儀器結構的同時講解儀器工作的原理、現象，加深了學生的理論知識，提高了學生的理解能力。學生們帶著疑問上實驗課，提高了學生們對各種原理的掌握。試卷分析表明，學生對基本知識和基本理論掌握較好。

2.激發了學生的學習興趣。在實驗教學中通過直觀形象、現場等多種教學方法的合理運用，提高了實驗效果，學生對本課程的學習興趣隨之得到激發。多媒體教學圖文聲色并茂、直觀、形象、信息量大，提高了學生學習的興趣和教學效率。采用直觀教學遠較抽象教學效果顯著，但是，多媒體課件不能代替儀器實物，更不能代替實際操作。如果在實驗教學中完全依賴多媒體，則不能稱之為“做實驗”，而是“看實驗”。如此以來，學生的動手能力、思維能力和創新能力將很難得到鍛煉和培養。所謂“聽會忘記，看能記住，做才學會”，學生自己親手做過的印象更深刻，更不容易忘記，并且在這個過程中能夠學會發現問題、獨立思考分析問題和提高創新思維能力。因此，應將多媒體教學和常規教學有機結合起來，取長補短，相互配合，切實提高實驗教學效果。

3.提高了課程整體教學質量。學生們都反映，各種原理太難懂，很難理解掌握，但是在上過實驗課，看過機器結構、實驗現象后，對課堂所學的各種原理容易理解掌握，同時在準備考試的過程中，也節省了不少的時間；實行彈性實驗教學的方式，學生們可以合理地安排面試和實驗的時間，不用為了自己的事情而應付實驗課；在給學生上實驗課的過程中發現，學生對以前各屆學生聽講認真，上課提問題多，這樣講起課來也覺得非常有意思。同時對各屆學生本課程試卷分析結果也表明，學生對本門課程的知識掌握較好，且考試成績有逐屆遞增的趨勢。而且與以前各屆學生相比，本門課程的課程設計的質量也提高了很多。

四、結束語

本文針對傳感器制作技術所采用的大型精密貴重儀器操作復雜，而本科生教學面臨著學生數量多，機器少以及大四學生忙于考研和找工作，用于課堂上的時間和精力少，對實驗課忙于“應付”的現實問題，在實驗教學中采用多媒體教學和常規實驗教學相結合，以及實行彈性實驗教學的方式，取得了良好的教學效果。在實驗教學中通過直觀形象或現場等多種教學方法的合理運用，提高了實驗效果，學生對本課程的學習興趣隨之得到激發。實行彈性實驗教學，充分調動了學生們的實驗積極性。各屆學生本課程試卷分析結果也表明，本課程的整體教學質量提高了。

參考文獻：

[1]沈蘇彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黃維.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京郵電大學學報（自然科學版），2009，29（6）：1-11.

[2]安利民.大學生實踐能力與創新素質的培養[J].世紀橋，2011，（7）：156.

[3]趙德平，朱寶彥，陳仲堂.淺談大學生實踐能力的培養[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2011，13（2）：244-248.

[4]周肅，劉愛華，秦紅，劉翠，周琴．大型精密儀器質譜分析課程教學的實踐與思考[J].中國地質教育，2008，（3）：44-47.

基金項目：哈爾濱理工大學教學研究課題“《傳感器工藝制作》課程實驗教學方法改革的探索”（P201100019）

作者簡介：馮僑華（1980-），女，山東煙臺人，哈爾濱理工大學測控技術與通信工程學院講師，工學碩士學位，測控技術與儀器黑龍江省高校重點實驗室，主要從事MEMS傳感器的設計、制造及檢測方面的教學及研究工作。