應(yīng)用型本科傳感器技術(shù)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

謝春利 劉俊杰

摘要：針對(duì)傳感器技術(shù)本科課程教學(xué)的現(xiàn)狀，主要圍繞著培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型工程技術(shù)人才的需求，研究了應(yīng)用型本科院校傳感器技術(shù)課程教學(xué)改革的思路，提出了優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室等措施。同時(shí)，特別增設(shè)了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，并建立了課程的多元化考核方式。通過(guò)多年來(lái)的改革探索與建設(shè)，本課程已成為有特色、有優(yōu)勢(shì)的一門(mén)本科生專業(yè)基礎(chǔ)課。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù)；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）13-0123-02

傳感器技術(shù)課程是高校儀器儀表類與自動(dòng)化類專業(yè)的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課，主要講授各種傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)組成、測(cè)量電路和應(yīng)用等方面的內(nèi)容[1，2]。該課程的主要教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生在掌握各類傳感器的原理基礎(chǔ)上合理地選擇與使用傳感器設(shè)計(jì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。

目前，圍繞著應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，國(guó)內(nèi)很多高校開(kāi)展了傳感器技術(shù)課程的教學(xué)改革研究[3，4]。近年來(lái)，依據(jù)大連民族大學(xué)的辦學(xué)定位，以培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型，滿足社會(huì)需求的測(cè)控專業(yè)人才為目標(biāo)，對(duì)“傳感器原理與技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及考核方式等方面開(kāi)展了有益的探索，并取得了良好的教學(xué)效果。

一、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

“傳感器原理與技術(shù)”包含了傳感器原理、測(cè)量電路與傳感器應(yīng)用三大知識(shí)模塊。在廣泛聽(tīng)取校內(nèi)外同行專家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，并結(jié)合專業(yè)的定位與特色，確定了下列的主要教學(xué)內(nèi)容：（1）典型傳感器的工作原理；（2）傳感器的測(cè)量電路；（3）數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)。授課內(nèi)容突出了從傳感器基本單元到測(cè)量電路以及測(cè)量數(shù)據(jù)處理的全流程結(jié)構(gòu)，保證了教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和實(shí)用性。

二、教學(xué)方法與手段的改革

采用案例式教學(xué)、多樣化教學(xué)手段、注重比較和軟件仿真等多種教學(xué)方法與手段。

1.在課程的準(zhǔn)備工作中，收集具有實(shí)際工程應(yīng)用背景的案例，將課程內(nèi)容融入案例中，采用啟發(fā)式教學(xué)和課堂討論相結(jié)合的方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)工程應(yīng)用能力。

2.采用實(shí)驗(yàn)演示、黑板板書(shū)和PPT教學(xué)三者相互結(jié)合的多樣化教學(xué)方式，充分利用我校的數(shù)字化管理平臺(tái)，構(gòu)建互動(dòng)式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。

3.在工程應(yīng)用中，學(xué)生不知道選擇合適的傳感器來(lái)完成檢測(cè)任務(wù)，為此，我們?cè)诮虒W(xué)中注重采用比較的方式進(jìn)行講授[5]。例如，對(duì)差動(dòng)電感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的比較，如表1所示。

4.利用Proteus、Multisim軟件，對(duì)電橋、相敏檢波和光柵辨向等電路進(jìn)行仿真運(yùn)行。例如，自感式傳感器相敏檢波電路仿真，如圖1所示。

三、推進(jìn)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在進(jìn)行理論課程優(yōu)化的同時(shí)，開(kāi)展配套的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容建設(shè)，包括課程實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)踐項(xiàng)目。

1.課程實(shí)驗(yàn)。采用開(kāi)放式教學(xué)方式，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，除了必做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外，還為學(xué)生提供了開(kāi)放自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí)，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生探索與改造基本實(shí)驗(yàn)，開(kāi)拓研究性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)。

2.課外實(shí)踐項(xiàng)目。基于專業(yè)創(chuàng)新工作實(shí)驗(yàn)室，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課外實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。

案例：稱重儀設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案如圖2所示，完成的實(shí)物圖如圖3所示。

四、多元化的課程考核方式

課程的成績(jī)?cè)u(píng)定內(nèi)容有期末考試、課外實(shí)踐項(xiàng)目考核、平時(shí)考核和課堂表現(xiàn)四個(gè)方面，具體如下。

1.期末考試占50%。題型涵蓋填空、簡(jiǎn)答、計(jì)算、綜合設(shè)計(jì)四個(gè)部分。

2.課外項(xiàng)目完成情況考核占20%。主要考核系統(tǒng)方案、仿真調(diào)試、實(shí)物運(yùn)行和項(xiàng)目報(bào)告四個(gè)部分。

3.平時(shí)考核占20%。主要考核平時(shí)作業(yè)和課堂小測(cè)試。

4.課堂表現(xiàn)占10%。主要是對(duì)學(xué)生在理論教學(xué)過(guò)程中的出勤、紀(jì)律和回答問(wèn)題等方面的評(píng)定。

五、結(jié)語(yǔ)

圍繞著培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，近年來(lái)對(duì)“傳感器原理與技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)及考核模式等方面進(jìn)行了一系列的改革與嘗試，并取得了良好的效果。同時(shí)，還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐能力與工程素質(zhì)，初步實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新型、高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐科軍，馬修水，李曉林，等.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[2]王化祥，張淑英.傳感器原理及應(yīng)用[M].第3版.天津大學(xué)出版社，2007.

[3]徐科軍.“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程建設(shè)探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31（3）：23-24.

[4]陳淑紅，候培國(guó)，屈曉陽(yáng)，弓洪瑋.基于CDIO理念的傳感器技術(shù)課程教學(xué)模式改革[J].教學(xué)研究，2012，35（1）：83-85.

[5]徐科軍.注重比較方法教學(xué)講授“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程[J].教育教學(xué)論壇，2016，（10）：170-171.