“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要：在對(duì)“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程教學(xué)改革的實(shí)踐中，結(jié)合宿遷學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及手段、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、課程的考核體系進(jìn)行綜合的改革探索。教學(xué)實(shí)踐表明，這些改革探索有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、提高課堂教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，教學(xué)效果反映良好。

關(guān)鍵詞：檢測(cè)與傳感器技術(shù)；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）23-0052-02

傳感器是把非電參量轉(zhuǎn)換成電參量的裝置，它所獲得的信息是否正確決定了整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的優(yōu)劣。當(dāng)今社會(huì)生活中汽車產(chǎn)品、電子通訊、自動(dòng)化裝備等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展都離不開傳感器技術(shù)。為了培養(yǎng)人才的工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，[1]“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程被列為高校機(jī)電、電子、自動(dòng)化等專業(yè)的主要必修課程之一。“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程的特點(diǎn)是與工程實(shí)際結(jié)合較緊密，集電學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械等于一體，注重介紹各種傳感器的組成結(jié)構(gòu)、測(cè)量電路、應(yīng)用方法以及傳感器敏感元件的工作原理、材料特性和加工工藝等。所以給學(xué)習(xí)者帶來(lái)的困難是所學(xué)傳感器種類繁多，原理枯燥難懂，測(cè)量電路和檢測(cè)系統(tǒng)晦澀復(fù)雜。[2]此外，各種新型傳感器不斷涌現(xiàn)，在客觀上就必須要求教學(xué)內(nèi)容能夠與時(shí)俱進(jìn)。傳統(tǒng)的教學(xué)理念重理論輕實(shí)踐、輕技能培養(yǎng)，理論與實(shí)踐脫節(jié)，這種以課堂教學(xué)為主的教學(xué)方法和以理論考試為主的考核方式已不能滿足當(dāng)今教與學(xué)的需要。其主要表現(xiàn)為：教學(xué)內(nèi)容以理論敘述為主、事件為輔；教學(xué)手段單一；與工程實(shí)踐脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單，缺乏創(chuàng)新性。故“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程亟待進(jìn)行教學(xué)改革。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，對(duì)“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及手段、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等多方面進(jìn)行了探索性的改革。

一、教學(xué)內(nèi)容的改革

1.教材選擇遵循“夠用”原則

教材是學(xué)生在校獲取知識(shí)的主要來(lái)源，也是教師進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的依據(jù)。能否順利完成教學(xué)任務(wù)，教材的選擇至關(guān)重要。根據(jù)宿遷學(xué)院學(xué)生的實(shí)際基礎(chǔ)狀況，應(yīng)降低對(duì)理論知識(shí)的要求，重點(diǎn)加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在教材選擇上應(yīng)按照理論淺、應(yīng)用多、內(nèi)容新的要求，遵循“理論夠用”的原則，注重工程實(shí)例的介紹，同時(shí)包括新技術(shù)、新動(dòng)向的介紹。在慎重選擇現(xiàn)有教材的同時(shí)，結(jié)合課程、學(xué)生就業(yè)形勢(shì)、地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要對(duì)教材內(nèi)容以自編講義的形式做適當(dāng)補(bǔ)充。在授課順序上也不要拘泥于教材的順序，而是根據(jù)實(shí)際需要和課堂教學(xué)情況重新組織。

2.結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)與就業(yè)形勢(shì)，突出應(yīng)用，合理選擇授課內(nèi)容

教學(xué)時(shí)應(yīng)按照重基礎(chǔ)、偏應(yīng)用的原則，結(jié)合課程和專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行合理篩選。保留經(jīng)典理論和原理性內(nèi)容，刪除陳舊內(nèi)容，突出重要內(nèi)容。如：熱電偶溫度傳感器是“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程的重點(diǎn)內(nèi)容，它的原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用案例必須詳細(xì)講解，尤其是熱電偶的使用定則及其冷端的溫度處理更要結(jié)合實(shí)際案例講解。但后續(xù)的信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)，如噪聲濾除、前置放大電路等微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)等盡管也很重要，但由于已有先修課程的基礎(chǔ)，則可以略講。又如：應(yīng)變式力傳感器部分除了理論教學(xué)外，還要針對(duì)性地增加電子稱相關(guān)實(shí)訓(xùn)。而對(duì)于教材中很難進(jìn)行實(shí)訓(xùn)或應(yīng)用較少的內(nèi)容，在遵照教學(xué)大綱基本要求的基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)纳釛壔蛉趸幚?，如輻射傳感器、生物傳感器等，只作理論性介紹即可。

3.素質(zhì)教育貫穿于教學(xué)過(guò)程的始終

素質(zhì)是由知識(shí)內(nèi)化而形成的一種穩(wěn)定的心理品格，具體包含文化素質(zhì)、思想道德素質(zhì)、身體素質(zhì)、心理素質(zhì)、業(yè)務(wù)素質(zhì)等，概括為知識(shí)和能力并重。學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高是學(xué)校全體教職員工共同努力的結(jié)果，其中既包括學(xué)生思想政治工作者的汗水，又包括專業(yè)任課教師的心血。這就要改變過(guò)去傳統(tǒng)的片面認(rèn)識(shí)，即學(xué)生素質(zhì)教育是少數(shù)思政工作者的任務(wù)，而與專業(yè)任課教師無(wú)關(guān)。要把素質(zhì)教育既貫穿于課堂教學(xué)實(shí)踐中，也貫穿于非課堂教學(xué)活動(dòng)實(shí)踐內(nèi)。高校所有教師都是學(xué)生成長(zhǎng)的導(dǎo)師，教師不僅要幫助學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和技能，幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，還要幫助學(xué)生培養(yǎng)情商，更重要的是要引導(dǎo)和幫助學(xué)生學(xué)會(huì)如何做人、如何做事、怎樣與人和睦相處，做一個(gè)忠厚誠(chéng)信，遵守法紀(jì)，愛(ài)崗敬業(yè)，對(duì)社會(huì)有益的人。

二、教學(xué)方法與手段的改革

1.上課地點(diǎn)的改變

“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程可以把在教室講授的課程安排在實(shí)驗(yàn)室講授，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的桌椅呈圓桌式擺放，這樣便于師生們之間的討論與交流。圖1是宿遷學(xué)院開放式實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)布局圖。此外，還需在實(shí)驗(yàn)室配備多媒體授課系統(tǒng)，借助多媒體課件和實(shí)驗(yàn)室布設(shè)的眾多實(shí)物共同演示，讓學(xué)生能親眼見到、親手摸到傳感器實(shí)物，從而增加理論教學(xué)的生動(dòng)性和直觀性。可以對(duì)應(yīng)多媒體課件中的各種應(yīng)用實(shí)例，結(jié)合一些簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程將更快樂(lè)、更容易。例如在講解光電傳感器時(shí)，通過(guò)制作的課件動(dòng)態(tài)給出各種光電效應(yīng)以及各種光電傳感器實(shí)物，如光敏電阻、光電池、光敏二極管等，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的光電轉(zhuǎn)速傳感器與光電開關(guān)進(jìn)行展示，說(shuō)明其應(yīng)用。然后可以讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)光電傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量與控制實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中學(xué)會(huì)光電傳感器的原理和使用方法。這種教學(xué)過(guò)程既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也大大增強(qiáng)了教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。

2.授課內(nèi)容及時(shí)更新和補(bǔ)充并兼顧前瞻性

隨著檢測(cè)與傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，課堂上所使用的教材在內(nèi)容上一定會(huì)滯后于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平。為彌補(bǔ)這方面的缺陷，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上采用以自行制作的多媒體課件和自編講義為主、以書本教材為輔的形式。課件制作充分利用聲音、動(dòng)畫、圖片等多種形式的多媒體手段，幫助學(xué)生更容易地掌握課程所講授的內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容方面，除必須的重點(diǎn)、難點(diǎn)外，還應(yīng)積極了解新技術(shù)的動(dòng)態(tài)，及時(shí)補(bǔ)充反映新的傳感技術(shù)的內(nèi)容，力求使學(xué)生了解傳感器發(fā)展最前沿的動(dòng)態(tài)。教學(xué)過(guò)程中應(yīng)盡可能補(bǔ)充一些新型傳感器產(chǎn)品的介紹以及一些科研經(jīng)歷、科研成果和正在進(jìn)行的科研項(xiàng)目。把相關(guān)科研成果在課堂上展示給學(xué)生，達(dá)到拓寬學(xué)生視野、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的，以期取得良好的教學(xué)效果。

3.結(jié)合實(shí)物演示，配合簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”作為一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，根據(jù)宿遷學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，其教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握如何使用各種傳感器。為了使學(xué)生更好地了解某種傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、外形、安裝以及使用中的各種注意事項(xiàng)，教師上課前應(yīng)做好充足的準(zhǔn)備，通過(guò)各種渠道收集大量的傳感器實(shí)物或傳感器應(yīng)用系統(tǒng)的案例圖片，上課時(shí)直接展示。另外，有條件的院校可以對(duì)一些方便拆裝的傳感器在課堂上和學(xué)生一起進(jìn)行傳感器拆卸與組裝的實(shí)際操作，學(xué)生通過(guò)教師的演示和親自動(dòng)手實(shí)踐獲得第一直觀感受后，再有針對(duì)性的聽課，就能把理論與實(shí)際聯(lián)系在一起，課堂學(xué)習(xí)也不再枯燥乏味，學(xué)習(xí)興趣自然也會(huì)提高。

4.“四步法”節(jié)奏在理論課授課中的運(yùn)用

在理論教學(xué)方面，主要是讓學(xué)生了解傳感器的工作原理和特性，學(xué)會(huì)傳感器的選型和使用方法。一些必要的講解過(guò)程在所難免，但問(wèn)題是長(zhǎng)篇闊論式的講解很容易使學(xué)生感到枯燥，很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法、問(wèn)題思考方法以及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，除上述實(shí)物演示外，還在教學(xué)過(guò)程中采用“四步法”，[3]即“提出問(wèn)題→講解問(wèn)題→討論問(wèn)題→問(wèn)題總結(jié)”。具體操作過(guò)程如表1所示。

表1 “四步法”教學(xué)過(guò)程

步驟教學(xué)流程教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容

第一步提出問(wèn)題教師根據(jù)大綱和教材或者某個(gè)典型案例為學(xué)生制定出思考題，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)學(xué)生根據(jù)思考題，仔細(xì)閱讀教材，思考問(wèn)題，規(guī)劃解題思路，保留疑問(wèn)

第二步講解問(wèn)題教師對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)有針對(duì)性的講解學(xué)生認(rèn)真聽講，做好記錄，消除問(wèn)題

第三步討論問(wèn)題教師對(duì)學(xué)生在討論過(guò)程中的錯(cuò)誤進(jìn)行糾正，并引導(dǎo)討論順利進(jìn)行學(xué)生根據(jù)老師的引導(dǎo)，提出自己的構(gòu)想，在不斷完善的過(guò)程中是自己的學(xué)習(xí)認(rèn)知提升到一個(gè)更高的水平

第四步問(wèn)題總結(jié)教師對(duì)學(xué)生的思路、方法等給出綜合的總結(jié)評(píng)價(jià)學(xué)生通過(guò)自學(xué)，老師講解，熱烈討論，完善解題方案，復(fù)習(xí)總結(jié)課堂知識(shí)點(diǎn)

三、注重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在課程教學(xué)中具有重要作用。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)是除了要掌握基本傳感器器件使用和基本分析方法外，還要注重與電工電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)、單片機(jī)原理和PLC原理等多學(xué)科內(nèi)容的交叉結(jié)合，因此，利用實(shí)驗(yàn)室豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，以教學(xué)大綱為指導(dǎo)，安排了多個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。但是畢竟實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間有限，把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到理論教學(xué)的實(shí)物演示過(guò)程中，節(jié)省出寶貴的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間主要用于開設(shè)提高實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力的綜合性實(shí)驗(yàn)與培養(yǎng)學(xué)生工程技能和科研能力的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。此外，在課程教學(xué)之余還可進(jìn)一步向廣大學(xué)生開展開放性實(shí)驗(yàn)。開放性實(shí)驗(yàn)可以由任課教師提供一些貼近工程實(shí)際的題目或者學(xué)生自擬自己感興趣的題目，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇儀器設(shè)備搭建測(cè)試系統(tǒng)、自主完成測(cè)試過(guò)程，學(xué)生通過(guò)開放性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練能夠?qū)鞲衅饔懈娴恼J(rèn)識(shí)，能獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建，能自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，反過(guò)來(lái)進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解，也讓學(xué)生對(duì)傳感器的接口電路特點(diǎn)和傳感器輸出數(shù)據(jù)的處理都有一定的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，也增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

四、建立具有創(chuàng)新加權(quán)系數(shù)的成績(jī)考核評(píng)價(jià)體系

課程成績(jī)的評(píng)定方法也非常重要，必須客觀公正。學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，積極實(shí)踐，就應(yīng)獲得一個(gè)好的成績(jī)，因此除卷面測(cè)試的成績(jī)考核外，再結(jié)合帶有創(chuàng)新加權(quán)系數(shù)的考核評(píng)價(jià)體系，從以下幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位、綜合性的考核：[4]一是期末卷面測(cè)試占40%，測(cè)試偏重重要的理論知識(shí)點(diǎn)的考核。二是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)考核占30%，改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模式，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，根據(jù)要求完成方案的設(shè)計(jì)。同時(shí)，要把實(shí)驗(yàn)過(guò)程得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上，給出數(shù)據(jù)分析、處理的詳細(xì)過(guò)程，并在指導(dǎo)書后附上實(shí)驗(yàn)成績(jī)選項(xiàng)，如預(yù)習(xí)、操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、回答思考題等。這樣既避免了學(xué)生繁瑣的抄實(shí)驗(yàn)原理，也加強(qiáng)了對(duì)實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)的考核與監(jiān)督。三是增設(shè)創(chuàng)新加權(quán)系數(shù)的綜合考核，占30%，主要依據(jù)開放性實(shí)驗(yàn)完成的效果、開放性實(shí)驗(yàn)的難度等級(jí)給出成績(jī)。這種成績(jī)考核體系大大增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹饔^上的積極要求獲取。

五、結(jié)束語(yǔ)

“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程改革主要通過(guò)修整教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，改革成績(jī)考核機(jī)制等對(duì)課程完整的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行全方面、綜合性的改革。經(jīng)過(guò)近兩個(gè)學(xué)期的實(shí)施操作，與之前的教學(xué)方法相比，“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程教學(xué)改革取得了一定的成效。通過(guò)改革，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)研究能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與綜合能力，以使其能及早適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，完成職場(chǎng)身份的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

[1]張宣妮.基于“做中學(xué)，學(xué)中做”的傳感器教學(xué)模式探究[J].高教論壇，2011，（2）：70-71.

[2]徐科軍，黃云志，王海欣.“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程改革與探索[J].中國(guó)電力教育，2012，（2）：52-53.

[3]戴華.《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程教學(xué)改革的探討[J].湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，7（2）：20-22.

[4]楊匯軍，王俊生.“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2011，（9）：188，199.

（責(zé)任編輯：孫晴）