《傳感器及應用》課程綜合改革初探

王軍琴

【摘 要】傳感器技術是現代信息技術的重要支柱之一，是一門繁雜的交叉學科。本文針對應用型本科教育轉型發展的特點及要求，探討了《傳感器及應用》課程傳統教學內容及教學方法中存在的不足，提出了課程綜合改革的新思路。實踐表明，這些改革在一定程度上激發了學生的學習積極性，提高了學生的動手操作能力，為學生進行實際傳感器的設計與制作提供幫助。

【關鍵詞】傳感器；課程改革；教學

0 引言

傳感器技術是當今世界上一項迅猛發展的高新技術，是一個國家科學技術發展水平的重要標志，在現代檢測與控制系統中有著舉足輕重的作用。《傳感器及應用》課程內容相當寬泛，它集力學、電學、光學于一體，綜合了物理、化學、材料、電子、計算機、機械等多個學科[1]，又包含信息的獲取、變換、處理、顯示等多種檢測方法，知識點相互交叉，正是由于傳感器教學的這些特殊性導致學生的學習積極性較差，教學效果不佳。基于《傳感器及應用》課程的這些現狀，同時結合本人教學過程中的心得和經驗，考慮到傳感器行業對員工的要求，對本課程的教學改革作了一定的思考，進行了大膽的探索，總結出幾點教學經驗并不斷完善，取得了較好的教學效果。

1 傳感器教學現狀與存在問題

1.1 教學現狀

目前在實踐性較強的課程教學中，教師被傳統的教學模式所束縛，在課堂上，教學內容大多以各類典型傳感器的原理及公式的推倒為主，這就要求學生具備較好的高等數學、工程數學、物理學、電子學等基礎[2]。大多數學生經常感到教師所講內容理論性過強，難于理解，因而造成部分學生上課注意力不集中，課堂互動不好；而實踐教學主要是在傳感器實驗臺上進行，實驗臺上設置了已經調試好的常用傳感器及其測量電路，如放大器、電橋橋路、霍爾傳感器等模塊。學生只需按照實驗指導書上的步驟進行接線，就可以輕松的得到正確的實驗結果。學生的整個實驗過程也只是對傳感器工作原理和性能的進行了驗證。當學生需要設計應用具體傳感器時則往往沒有思路，不知道該如何靈活應用該傳感器來完成電路的測量，搭建簡單的測量系統有哪些規則。其原因是他們缺少這方面訓練的機會，導致經驗缺失。

1.2 存在問題

（1）教學內容過多的講述傳感器原理的推導，有關傳感器的設計與應用內容較少；

（2）雖在考核方式上做了一定的改進（由習題作業改為實踐作業），但改進的力度不夠（可從期末考核內容上再做改進），學生作品相對較少，參與度不夠高；

（3）實驗設備都是經過調試的常用傳感器及測量電路，實驗內容只停留在對傳感器工作原理和性能的驗證階段，對學生創造力的形成十分不利。

（4）學生學習的方式比較單一，目前學生只是從課堂上獲取知識，自主學習資源欠缺，自主學習的時間較少。

2 理論教學

2.1 教學內容

我們以電子信息工程專業學生為試點，在教學內容的改革上，項目組教師搜集了大量實際生活中使用的傳感器圖片，經過精心選擇并不斷地更新、豐富，對原有教學內容進行了重新整合。除此之外，教師還從電子專業領域的實際工程案例中抽取了具有典型實際應用價值的教學案例，這些教學案例用到的元器件一定要是學生已熟知的常見元器件，案例盡可能多的囊括了相關傳感器涉及的傳感器應用技術知識和專業技能并具有一定的趣味性，在提高學生學習興趣的同時又為實訓環節準備了項目材料。

2.2 教學方法

教學過程的評價與教學方法的改進是教學質量監測中更古不變的話題，能夠靈活運用不同的教學方法是教師業務水平的體現。在《傳感器及應用》的教學中我們以專題、項目式教學為主導，采用多媒體教學與傳統板書相結合的方式，將教材中所講解的傳感器原理與實際傳感器聯系起來，充分發揮多媒體教學的生動、逼真、容量大的優點，將傳感器的基本工作原理配以實物圖片，做成動畫進行演示，再結合教師板書講解，實現教學手段的多元化。最后針對學生的學習情況和知識掌握情況進行分級分類指導，做到因材施教。例如之前在講解CCD圖像傳感器時只是靜止的分析波形的差異，內容枯燥、乏味，學生似懂非懂、情緒低下，但是如果采用動畫演示，各個信號的工作時序就直觀的顯示出來，使課堂氣氛更加活躍，學生更加透徹深入地理解其工作原理與過程。

3 實驗教學

3.1 實驗環節

傳統的實驗項目大多屬于參數的驗證、已知性能的測試實驗等，學生通常都是參照實驗指導書提供的電路圖進行連線，隨后觀察實驗結果并記錄數據。只有個別學生會觀察實驗現象，分析工作過程，獨立發現問題，分析并解決問題。部分同學甚至根本沒動手做實驗，只是簡單的記錄數據、填寫實驗報告。實驗效果不夠理想。經過改進，實驗前，我們首先給出需要完成的實驗項目，不提供具體的電路及實驗步驟，由學生根據要求寫出預習報告、實驗原理、擬選用的元器件及具體的實驗步驟等，在實驗室根據自己設計的電路獨立完成實驗，寫出實驗報告。這樣可以激發學生的學習熱情，充分發揮學生的主觀能動性，使理論知識掌握的更加牢固，動手能力也大大提高。

3.2 實訓環節

實踐訓練旨在讓學生了解實際工程項目的操作流程，培養學生的工程意識，增加學生的就業機會。

教師在課堂教學中，每講完一類傳感器的原理后，我們便及時安排與之有關的實踐訓練，通常以精選的教學案例為制作內容，教師首先為學生建立必要的背景知識，告知設計要求，根據項目描述進行分組討論，查找相關資料，進行方案的可行性分析，并整理出設計思路與方法；完成具體電路原理圖的設計和相關參數計算，畫出電路硬件系統組成方框圖；選擇合適的電子元器件，然后在老師的指導下，確定最佳方案，進而領取元器件，進行焊接、調試；教師填寫實訓成績單，完成整個項目的評估考核。

4 課程考核

成績考核是教學活動中的一個重要環節，用于督促教師的教學和學生的學習，教師通常對學生進行《傳感器及應用》課程考核的形式都是通過筆試答題。一些學生為了追求好成績，考前突擊背誦傳感器及應用原理方面的知識，這樣的考核方式不能真正起到考核的作用。所以我們在考核中是將理論與實踐結合起來：從課堂表現、原理的理解、傳感器實物制作及效果評價、課程結課論文等多方面進行全面考核，做到公平、合理、可行。從而引導學生將學習的重點放在實踐能力的提高上，可以有效地培養學生獨立運用所學知識選擇傳感器、設計測量電路的能力，并能對測量結果進行分析，達到滿足工程需求、自己制作傳感器的目的。

在分值的分配上，我們經過充分調研和多次討論，將由期末筆試決定課程成績的方式，改進為由期末筆試成績（占35%）、平時表現（占20%）、和實驗技能考核（占45%）三部分組成學生課程總成績的方式，這樣就可以對學生的理論知識、課堂效果與動手能力做一個全面的評價，能夠有效地促進學生積極參與實踐項目，為學生畢業后從事工程活動奠定的基礎[3]。

5 結語

近幾年來，在逐漸落實我校“地方性、應用型、開放式”辦學定位的過程中，項目組成員結合專業特點，積極探索和研究課程改革的新思路，從課堂教學、實驗教學和考核方式上做了一定的改進，鼓勵有能力的同學組成幾個興趣小組應用所學知識，通過搭建實際電路，完成簡單傳感器的制作與調試，最后這些同學在課堂上將自己的制作過程及心得體會與全班同學分享，提高了學生的學習積極性與主動性，收到了很好的教學效果。

【參考文獻】

[1]姚娟，堵俊，華亮.啟發式實例分析在“傳感器與檢測技術”課程理論教學中的應用[J].教育教學論壇，2012，（3）：157-158.

[2]盛春明，趙玉林.《傳感器應用技術》課程教改方案及其實施成效[J].職業教育研究，2011（11）：93-94.

[3]張敏.學生工程素質的培養在《傳感器原理及應用》系列課程教改中的實踐[J].中國科教創新導刊，2013（3）：37-38.

[責任編輯：朱麗娜]