傳感與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)改革探索

曹原+曹婷

摘要：傳感與檢測(cè)技術(shù)課程是電子信息專業(yè)的一門專業(yè)平臺(tái)必修課，在分析傳感與檢測(cè)技術(shù)課程現(xiàn)狀之后，根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)提出了課程改革的目的，并設(shè)計(jì)了課程改革的思路，包括教學(xué)模式改革、充分運(yùn)用多媒體技術(shù)手段加強(qiáng)教學(xué)效果、注重實(shí)踐環(huán)節(jié)和考核方式改革等方案，實(shí)現(xiàn)傳感與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)改革的探索。

關(guān)鍵詞：傳感與檢測(cè)技術(shù)；課程教學(xué)目標(biāo)；實(shí)踐環(huán)節(jié)改革；考核方式改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）05-0117-02

傳感與檢測(cè)技術(shù)是一門以傳感器為研究對(duì)象，以數(shù)據(jù)的檢測(cè)、分析和處理為基礎(chǔ)的專業(yè)課，其廣泛應(yīng)用于電子信息工程、自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造等各個(gè)專業(yè)，課程以模擬電路和數(shù)字電路知識(shí)作為基礎(chǔ)，融合單片機(jī)理論，在掌握各類傳感器的基本原理和結(jié)構(gòu)之后，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)面向應(yīng)用的傳感器模塊和系統(tǒng)，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各類電子電器設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、物聯(lián)網(wǎng)等各個(gè)行業(yè)[1-2]。

一、課程現(xiàn)狀分析

傳感與檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容中除了各類傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用外，還有傳感器信號(hào)的采集、處理和運(yùn)算，以及檢測(cè)部分中對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理，這部分內(nèi)容理論性強(qiáng)，且大部分都有復(fù)雜的函數(shù)推導(dǎo)，對(duì)于學(xué)生而言較難理解和掌握，其枯燥的內(nèi)容也容易引起學(xué)生厭倦的心理[3-4]。傳感與檢測(cè)技術(shù)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)一般是對(duì)給定傳感器和電路的機(jī)械模仿，無(wú)法進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，也無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

從理論層面對(duì)傳感與檢測(cè)技術(shù)課程進(jìn)行分析之后，為了更好地掌握課程的現(xiàn)狀，采取了對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查的方式進(jìn)一步了解學(xué)生對(duì)于課程的切身感受，對(duì)我校電子信息工程專業(yè)13級(jí)同學(xué)的調(diào)查結(jié)果如下圖所示。

由上圖中對(duì)學(xué)生在課程初期、中期和后期的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檎n程中傳感器的直觀生動(dòng)以及在現(xiàn)實(shí)中的實(shí)用性等特點(diǎn)，有96.2%的學(xué)生在課程初期對(duì)課程的興趣很高，但是在課程中期時(shí)比例已經(jīng)下降到63.7%，而到課程后期已經(jīng)有31.8%的學(xué)生對(duì)課程失去了興趣，從問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果說(shuō)明傳感與檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)改革已經(jīng)刻不容緩。

其次，傳感與檢測(cè)技術(shù)課程傳統(tǒng)的考核方式是通過(guò)期末考試“一考定終身”，這種模式既不科學(xué)又不全面，考核方式也需要把課堂表現(xiàn)、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力等考察加入到考核方案中來(lái)，從以前單純的理論書面考試，拓展為集理論、實(shí)踐、動(dòng)手、創(chuàng)新等于一體的多層次多方位的考核模式。

二、課程教學(xué)目標(biāo)

本課程在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的定位是培養(yǎng)能夠從事電子產(chǎn)品涉及傳感器的生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的操作、現(xiàn)場(chǎng)管理和技術(shù)管理，具有一定動(dòng)手能力的技術(shù)人才，為后續(xù)進(jìn)一步提升專業(yè)能力奠定良好的基礎(chǔ)，包括理論知識(shí)目標(biāo)、動(dòng)手能力目標(biāo)和創(chuàng)新能力目標(biāo)三個(gè)方面。

理論知識(shí)目標(biāo)：理論知識(shí)要求學(xué)生掌握各類傳感器的概念、種類和結(jié)構(gòu)組成，了解傳感器的最新發(fā)展方向和水平，各類傳感器的特性、測(cè)量電路以及應(yīng)用；還需要掌握傳感器數(shù)據(jù)的采集處理方法，誤差的種類、影響和消除，了解傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，以及其靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定的校準(zhǔn)等知識(shí)體系。

動(dòng)手能力目標(biāo)：動(dòng)手能力是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要一環(huán)，目標(biāo)體系要求學(xué)生能夠熟練地使用傳感器搭建測(cè)量電路，能夠?qū)﹄娐分挟a(chǎn)生的誤差和干擾進(jìn)行處理；能夠?qū)σ粋€(gè)傳感系統(tǒng)進(jìn)行分析，得到其測(cè)量的方法及工作的特點(diǎn)；最后，達(dá)到自主設(shè)計(jì)、自主實(shí)現(xiàn)、自主分析的能力。

創(chuàng)新能力目標(biāo)：現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)創(chuàng)新的社會(huì)，國(guó)家鼓勵(lì)和推進(jìn)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，學(xué)生的創(chuàng)新能力就顯得尤為重要。學(xué)生的創(chuàng)新能力首先是從思想上致力于打破傳統(tǒng)傳感器使用的固有思維，以現(xiàn)有傳感器設(shè)計(jì)出應(yīng)用的新領(lǐng)域和新環(huán)境；更進(jìn)一步的創(chuàng)新是以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)新型傳感器以應(yīng)對(duì)各種新興行業(yè)的環(huán)境及需求。通過(guò)這兩種創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生具有更廣闊的思維和更澎湃的動(dòng)力。

三、課程改革的目的

課程改革的目的是實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)的全面培養(yǎng)要求，為了達(dá)到學(xué)生能力提升的要求，需要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和課程考核方式三個(gè)方面進(jìn)行：

1.通過(guò)教學(xué)內(nèi)容改革，重構(gòu)和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)應(yīng)用電子信息工程專業(yè)工作崗位能力的實(shí)際要求將技術(shù)理論進(jìn)行精練處理，擯棄一些陳舊的、實(shí)踐指導(dǎo)意義不大的知識(shí)理論，同時(shí)加強(qiáng)與企業(yè)技術(shù)專家的合作交流，及時(shí)把最新的內(nèi)容引入課堂。

2.通過(guò)教學(xué)模式改革，把理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行融合統(tǒng)一，二者交叉進(jìn)行，相互促進(jìn)；采用“翻轉(zhuǎn)課堂”和“角色互換”等方式改變傳統(tǒng)“灌輸式”教學(xué)方式，在科學(xué)的計(jì)劃下以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，把課堂主角交給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和課堂活力。

3.通過(guò)考核方式改革，打破一考定結(jié)果的局面，把項(xiàng)目教學(xué)成績(jī)加入到學(xué)生的最終成績(jī)中，結(jié)合學(xué)生的課堂表現(xiàn)、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力等，從以前單純的理論書面考試，拓展為集理論、實(shí)踐、動(dòng)手、創(chuàng)新等于一體的多層次多方位的考核模式。

經(jīng)過(guò)上述方面的改革，最終為傳感與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)建立一套科學(xué)有效的教育機(jī)制，并在全校形成示范效應(yīng)，帶動(dòng)其他工科課程的改革和建設(shè)，提高全校應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

四、課程改革思路

緊緊圍繞應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合課程實(shí)踐性、綜合性較強(qiáng)的特點(diǎn)，確定改革思路如下：

1.教學(xué)模式改革。教學(xué)模式從單一的講授模式變?yōu)槎喾椒ㄈ诤系哪Ｊ剑瑢?duì)于各種傳感器的教學(xué)，首先通過(guò)理論講解，使學(xué)生掌握其基本原理和構(gòu)造；然后通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的方式，請(qǐng)學(xué)生思考其特點(diǎn)、應(yīng)用等問(wèn)題，并把思考的結(jié)果與大家分享，根據(jù)各自的理解，學(xué)生之間開展相關(guān)的討論，達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通；最后，要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)一個(gè)與所學(xué)傳感器相關(guān)的預(yù)設(shè)項(xiàng)目或者學(xué)生自選項(xiàng)目，包括思路、目的、方案、結(jié)論和應(yīng)用等，進(jìn)一步提高其理解和應(yīng)用的能力。

2.利用多媒體技術(shù)。根據(jù)傳感與檢測(cè)技術(shù)課程的特點(diǎn)，改變傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式，充分利用多媒體教學(xué)的巨大優(yōu)勢(shì)，提高教學(xué)質(zhì)量。首先，制作精良的幻燈片，把核心的知識(shí)內(nèi)容和圖片展示給學(xué)生，提高教學(xué)的層次；其次，在講授傳感器的工作原理時(shí)，利用動(dòng)畫的方式直觀演示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式；最后，分析其應(yīng)用，可以使用視頻播放當(dāng)前最新的產(chǎn)品動(dòng)態(tài)和具體案例。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)改革。傳感與檢測(cè)技術(shù)課程是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，實(shí)踐環(huán)節(jié)是必不可少的部分。傳統(tǒng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)基本上是按照給定的設(shè)計(jì)方案連接一個(gè)傳感器，這種方式刻板缺少創(chuàng)造，改革之后的實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)可以分為基礎(chǔ)電路實(shí)驗(yàn)和基于單片機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)兩部分，基本電路實(shí)驗(yàn)是使用基本的電阻、電容、電感等元件搭建外圍電路，結(jié)合傳感器實(shí)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象的檢測(cè)；基于單片機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是在以前基本電路的基礎(chǔ)之上，利用單片機(jī)來(lái)控制一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的傳感器模塊，基本貼近于現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用；在學(xué)期的末段，通過(guò)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，把所學(xué)的各種傳感器結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的系統(tǒng)，既是對(duì)所學(xué)知識(shí)的整體考察，又鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4.考核方式改革。考核、評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)是教學(xué)過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為了體現(xiàn)該門課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性，改革課程考核方式，建立一套科學(xué)、全面的課程考核體系。

近年來(lái)我校為適應(yīng)本科教學(xué)提倡“素質(zhì)教育”培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”的要求，需要對(duì)傳感與檢測(cè)技術(shù)課程進(jìn)行改革，在分析了課程的現(xiàn)狀之后，提出了改革的目標(biāo)和改革的思路，通過(guò)改革可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁森.自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]蔣全勝.傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)改革初探[J].巢湖學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，11（3）：144-146.

[3]周玲.傳感原理與檢測(cè)技術(shù)》課程教學(xué)改革的探討[J].黑龍江科技信息，2015，（23）：134.

[4]周榮艷.傳感與檢測(cè)技術(shù)_課程教學(xué)改革[J].軟件導(dǎo)刊，2017，（1）：33-35.endprint