開發優質教學資源 提高學生學習能力

張美鳳　趙泓揚

【摘 要】傳感器原理及應用課程是測控技術與儀器專業一門必修的專業基礎課。為提高該課程的教學效果，開發了遠程虛擬測控實驗室、傳感器網絡教學平臺、傳感器課程考試系統、自編了適合應用型本科學生使用的教材等。通過這些優質教學資源的應用，極大提高了學生的學習效果。

【關鍵詞】優質教學資源；可視化；交互式

1 優質教學資源開發的背景

《傳感器原理及應用》課程是高等院校測控技術與儀器、檢測技術與應用專業教學計劃中一門必修的專業基礎課，在其他專業培養計劃中是一門重要的專業拓展課。該課程主要講授各類傳感器的基本工作原理、相應的測量轉換電路以及在實際生產生活中的應用。由于受教學條件和傳統教育思想的影響，過去的教學主要以教師為主而學生被動接受的模式，加上有些傳感器部分沒有實物，部分學生感覺學起來枯燥無味。這些都導致學生對課程作用認識不足，嚴重影響了課程的教學效果，不利于學生分析問題、解決問題能力的培養和提高。

2 優質教學資源的開發及應用

2.1 可視化、交互式、可共享的遠程虛擬測控實驗室

我們在LabVIEW軟件平臺上，設計并開發了達到國內先進水平的具有創新性的遠程虛擬測控實驗室。

虛擬實驗室利用逼真形象的面板控件形成軟件模塊，依托計算機，能夠像實物儀器一樣的完成測試、分析、處理、顯示等任務，實現傳統儀器的測試功能，得到在實驗室里相同的實驗過程和測試結果。部分程序運行界面如圖1所示。

2.2 傳感器網絡教學平臺

以測控系統中的信息流（信息獲取、處理、顯示、應用）為主線，建成了具有“廣、實、新、活、多”特征的傳感器與檢測技術網絡教學平臺。“廣”——是指平臺包含的教學資源豐富，既有理論模塊，又有實踐模塊，還有習題、試卷等測試模塊，覆蓋面廣；“實”——是指平臺邏輯結構清晰、人機界面良好、交互性強，使用方便、實用性強；“新”——是指利用FLASH、JAVA、LabVIEW等軟件設計動畫、計算機仿真、虛擬實驗等教學資源，形式新穎，具有創新性；“活”——是指利用平臺實現了“教”和“學”的方式靈活多樣，真正做到了課堂上、下相結合，校內、校外相結合；“多”——是教學內容的組織采用了多種手段像文字、圖片、視頻、動畫、計算機模擬等，切合教學主題，啟發引導性強。

網絡平臺部分資源如圖2所示。

2.3 傳感器課程考試系統

為便于學生對所學知識的練習、自查、鞏固，教師及時了解學生對知識的掌握情況，我們利用VB開發了傳感器課程自助測試系統。該系統界面清晰，操作方便，學生可以通過此系統方便地進行習題練習，課程考試等，教師通過此系統可以對試題進行錄入、刪除、修改、查詢等，可以通過手動和自動兩種方式進行組卷，并可以對學生成績進行管理、查詢、分析等。

2.4 《傳感器原理與檢測技術》教材及實驗配套教材

課程組聯合其他大學主編了《傳感器原理與檢測技術》教材，被列為普通高等院校“十二五”規劃教材。教材已經在常州工學院、南京工程學院、太原理工大學、淮陰工學院等院校推廣使用。教材并不拘泥于單個傳感器件，而是從測控系統集成的角度來講解各類傳感器的基本原理、簡單的結構、測量轉換電路以及在測控系統中的實際應用等。這本書既講述傳感器的基礎理論，但更強調實際應用，每一種類型的傳感器都給出了實物的圖片和相關技術參數。同時對每類傳感器在實際生產、生活中的應用進行了實例講解，并且很多實例都配備了相關的電路，參照這些例子學生可以進行科技制作或者在此基礎上舉一反三進行科技制作，更好的鍛煉實踐能力。

與之配套的實踐教程《傳感器原理與檢測技術實踐指導教程》于2011年11月由國防工業出版社出版，被列為普通高等院校“十二五”規劃教材。教材中的實驗項目不是將實驗設備說明書中的實驗進行簡單的重復羅列，而是系統地對其分析、整理、歸納，通過常用電測儀表的使用、驗證性、綜合性、設計性、創新性實驗多個環節的分層次、遞進式反復訓練，實現從基礎層、應用層、提高層到創新層的跨越，以達到培養學生的實踐能力和創新能力的目的。

3 優質教學資源應用的成效

3.1 學生成績分析

通過優質教學資源的應用，教學內容和教學方法的不斷完善改進，學生成績穩步提升，近幾年學生傳感器原理及應用課程的及格率由74.31%提高到93.94%，平均分由69.04提高至81.7。

3.2 學生創新能力顯著增強

近年來，專業系學生獲全國電子設計大賽江蘇賽區一等獎、省高校大學生物理及實驗科技作品創新競賽特等獎、“挑戰杯”大學生科技作品競賽江蘇賽區二等獎、三等獎、江蘇省本科優秀畢業設計、省高校學生多媒體作品大賽二等獎等各類省級以上學科競賽獎勵30余項。獲江蘇省大學生實踐創新訓練項目20余項。

【參考文獻】

[1]潘雪濤，鄔華芝，等.創新虛擬實驗教學模式，培養自主學習能力[J].實驗室研究與探索，2014，33（11）：72-75.

[2]金梅，張立國，金菊.“傳感器原理及設計”課程立體教學模式的研究[J].電氣電子教學學報，2016，38（4）：48-50.

[3]張宣妮.基于“做中學，學中做”的傳感器教學的改革[J].高教論壇，2011（2）：70-71.

[4]潘雪濤，張美鳳，等.“傳感器原理及應用”網絡平臺的研發與應用[J].常州工學院學報，2011，24（1）：72-76.

[責任編輯：田吉捷]