試論《微納傳感器原理與技術》課程教學的改革實踐

（華僑大學信息科學與工程學院 福建廈門 361021）

對微機電系統（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）的研究和應用開始于上世紀九十年代，對了解MEMS技術人才提出了大量的需求。我校在《微納傳感器原理與技術》課程中也設置了MEMS技術基礎課程，注重提高學生對微納機電系統制備工藝的了解，并培養學生在系統設計方面的創新能力。。

一、《微納傳感器原理與技術》課程

《微納傳感器原理與技術》是高校中的一門具有學科交叉性特點的課程，包括多種學科體系，主要有涉及MEMS技術的微制造、機械工程、材料加工與電氣工程等。傳統教學方式中一般采用填鴨式教學，主要通過流程圖向學生講解微納傳感器原理與技術的基本理論、生產加工方法與測試方法等，教學過程比較抽象，無法體現前沿科學技術在生產生活中的應用，導致教學效果也比較有限。同時，課程教學過程中缺乏具體實例的講解，與實際生產脫離，難以充分激發學生的學習興趣，不利于學生創新意識與創新能力的提升。因此需要對《微納傳感器原理與技術》課程教學進行一定改革[1]。

二、《微納傳感器原理與技術》課程教學的改革實踐

1.改革理論授課方式

《微納傳感器原理與技術》課程中具有大量的理論知識，在教學過程中綜合使用PPT與板書的教學形式，除傳統的教師講授外，充分發揮學生的主導作用，采用交互式教學方式，以提問、演示、討論與答疑等方式促進學生對知識的理解與運用，促進學生真正地參與到教學活動之中。對傳統填鴨式教學方式進行了很大改進與優化，將反映MEMS傳感器件工作及制造過程的視頻資料引入課堂，使學生直觀了解微納傳感器的工作特點及制備過程，符合《微納傳感器原理與技術》課程理論知識的教學特點，改變了傳統的單向傳播的教學模式，有效提升了學生學習《微納傳感器原理與技術》課程的積極性與主動性[2]。

2.在教學中引進實物觀測

《微納傳感器原理與技術》課程是一門復雜程度比較高的課程，單純地理論講解比較枯燥與抽象，所達到的教學效果比較有限，為了提升教學活動的直觀性與有效性，教師通過開展演示實驗及其他多種實驗課程，如顯微鏡下MEMS芯片結構的觀察與尺寸測量、微納光纖的制備等，增加學生對基于MEMS的微納傳感器的實踐認知，促進學生在傳感器結構設計方面的理解及創新，這種教學方式的運用能夠極大地提升學生們的學習興趣。

3.對討論課程的改革

討論課程是《微納傳感器原理與技術》課程中的重要組成部分，目的在于加強學生與學生之間以及學生與教師之間就某一知識的討論，加深學生對知識點的理解。討論課程的開展具有多種形式：教師就某一知識點提問，學生以小組討論的形式進行回答與講解，完成之后，其他組的學生對這一問題的解答進行評價，教師針對學生的解答進行綜合性評價并總結；或者由學生提問，以學生解答為主，由提問的學生對提問的效果進行評價打分，教師對學生在這一環節中的表現進行評價打分。對教學中的原理部分較適用上述兩種討論形式，可促使學生對MEMS傳感器的原理有較為充分和全面的理解。此外，教師選取國際學術期刊中的研究論文，與課本內容相結合，采用師生共讀的方式，對一項技術創新的過程及思考角度進行討論，了解現代科學原理及技術在微納傳感領域中的應用，使學生建立前沿科技與實際生產之間的聯系。

4.加強理論與實際的結合

《微納傳感器原理與技術》課程是一門應用性較強的課程，由此在教學改革過程中不能局限于對學生進行知識理論教學的改革，而是應當加強MEMS技術理論知識與應用背景之間的結合，探索研究型教學模式的運用。在本科教學活動開展中，充分融合進教師自身的科研興趣與科研成果，達到教學與科研之間的互動，以此促進對《微納傳感器原理與技術》課程教學方式的改革，使得培養出的學生具有完善的系統知識結構與研究能力，具有較強的研究意識，能夠真實實現MEMS技術與具體應用之間的結合。如此通過理論與實踐活動之間的有效結合，促進教學質量的充分提升。

5.改革考核方式

傳統的考試方式是采用一次性考試的方式來決定學生的學習成績，這種考核方式具有一定的局限性，難以充分反映出學生日常的學習情況，比較善于應付考試的學生往往能夠取得較為理想的成績，但是對那些平時學習比較努力刻苦認真而最終考試成績不理想的學生不夠公平。因此《微納傳感器原理與技術》課程進行了一定改革優化，對傳統的教學方式進行了改善，在傳統的課程論文考核之外，添加了自主學習式與交流討論式等多種考核機制。其中，自主學習式的考核方式指的是學生兩人一組，結合教學中感興趣的知識點，搜集整理相關資料，完成微型課程設計后，在結課考核時向任課教師及全體選課學生匯報并討論，通過PPT匯報內容、答辯情況等的評價，由師生共同評分考核。學生在完成學習之后，通過文獻綜述、課程設計匯報和實驗觀測等方式總結MEMS技術的結構設計、微加工工藝流程和微納傳感器性能評價等，課程考核以課題報告、PPT答辯與實驗報告三部分組成[4]。

三、結束語

《微納傳感器原理與技術》課程教學中教師采用了多種教學方式，對傳統的教學方式進行了有效改革，極大地促進了學生學習主動性 與積極性的提升，實現了將《微納傳感器原理與技術》理論知識與應用之間的結合，充分鞏固了學生的MEMS技術理論知識，提升了學生知識的應用能力。