基于多維度學習方式的“傳感器與檢測技術”課程探討

劉靖瑤

摘要：“傳感器與檢測技術”課程是高職院校自動化類的專業基礎課程，基于傳感器技術在教學過程中存在的不足，以及高職院校學生的學習特點，文章提出了符合現授課對象學習習慣和思維特點的教學模式。通過優化教學內容，以項目導向為理論教學，傳統的實訓設備和虛擬仿真軟件相結合的實踐教學，依托專題網站的建設和使用，同時引導學生參加課題研究等方式，多維度深入推進學習研究一體化教學。

關鍵詞：傳感器技術；多維度學習；多媒體教學；仿真軟件

傳感器作為人類感知世界的重要工具，正隨著時代的發展而發展，在以工業變革為引領的科技潮流之中，以信息化人工智能為背景的時代下，傳感器將發揮越來越大的作用，其在工業控制、產品生產、交通運輸、航空航天、消費電子等各行各業的領域中都有廣泛的應用[1]。傳感器是用來獲取設備控制信息和采集外部數據的主要部件，通常在連接被測控對象和測控系統的接口位置中處于關鍵環節。傳感器的種類和數目眾多，其基本原理和應用場合是現代自動化類技術人員必備的基礎知識，故傳感器技術的相關課程是自動化類、機電類、電氣工程專業的一門專業基礎課程。

1 “傳感器與檢測技術”課程現狀

“傳感器與檢測技術”是無錫機電高等職業技術學校自動化專業的專業基礎課程。該課程主要介紹傳感器的定義、種類、應用場合、發展趨勢、選用原則等基礎知識，包括常見的溫度傳感器、電容式傳感器、壓阻式壓力傳感器，光電傳感器、霍爾傳感器等典型傳感器，分析其結構、主要參數、工作原理、檢測電路及典型應用。從課程內容看，這是一門內容復雜、實踐性很強的交叉性學科，在整個控制系統課程體系中有承上啟下的重要作用。然而，結合我們多年教學的經驗和討論發現，傳感器的課程教學中仍存在些許問題：傳統的傳感器原理講授與工程實踐脫節，教學內容相對滯后，課程整體連續性不強等[2]。

本課程針對無錫機電高等職業技術學校高職二、三年級的學生，高職院校的學生雖然主動性較弱，學習習慣較差，但他們更注重各方面的能力，而不是單純地看學習成績。他們喜歡豐富的學習過程，有趣的實驗、開放的探索、綜合性的評價過程對于他們來說更為合適。為解決這些問題，必須在教學方式上加以創新，本文針對高職院校學生的具體情況，具體分析，提出以項目為導向的，結合實驗裝置、仿真軟件、學習軟件、課外研習以及專題網站等多種手段來探索多維度的教學方式[3]。

2 探索多維度的教學方式

培養高職院校的高層次應用型學生是我們的目標，根據“傳感器與檢測技術”的課程特點，我們探索了該課程的多維度教學方法，從課堂內容，教學方式，輔助教學，評價體系等方面改善，讓學生提高學習興趣，慢慢地從“要我學”轉變為“我要學”，培養創新能力，增強學習效果。

2.1 精簡優化理論教學

根據高職院校“傳感器與檢測技術”這門課的教學大綱，我們對傳感器的理論知識進行了科學的整理和歸納，刪減了部分理論性太強及過時的內容，同時增加了新型的傳感器及其應用和相關項目研究的內容。課程內容從基礎理論、典型傳感器原理、對應物理量的測量入手。在最初的基礎理論部分，讓學生在生活中常見的物體和事件中科學地認識傳感器，增加直觀性、趣味性、新穎性。自動化類專業的學生在今后的工作中可能會比較少的直接用到檢測技術，但是仍應該適當增加有應用前景的內容，如智能汽車、機器人等。以問題為核心，從科學到工程實例，引導學生對傳感器的工作原理進行探究，根據工程實際需要對科學問題進行提煉。在典型物理量測試部分，可以以案例或課題為核心，進行設計學習[4]。

2.2 傳統實驗臺和仿真軟件配套使用

根據“傳感器與檢測技術”的課程特點，我們在教學過程中發現，實驗課時與理論學時分配不太合理，而且由于實驗設備的欠缺（以無錫機電高等職業技術學校實訓室為例：實驗臺12個，每臺可坐兩位學生，每班平均有35人以上）、學時少（以無錫機電高等職業技術學校實訓安排為例：一般為2周）等原因，實驗項目多為驗證性，缺乏創新性和設計性、綜合性的實驗，不利于學生應用能力的提高和創新思維的培養。因此，我們對傳統的實訓內容進行整合，增加設計性、綜合性及演示性的實驗。另外，為了彌補實驗設備和學時上的不足，我們用軟件構建了虛擬電子實驗室（見圖1），一方面提高了學生在課堂的效率和自學的能力，讓每個同學都能有東西可用；另一方面，有些不能用現有設備完成的實驗可用這些虛擬儀器進行仿真，提高實踐教學質量，使學生的實踐能力和應用相關軟件的能力得到進一步鍛煉和提高。

2.3 網絡第二課堂的輔助教學

結合長期的教學實踐，我們依托網絡資源環境，針對傳感器設計實驗、科研，開設了第二課堂活動，正好可以作為一種很好的教學補充和延伸。我們鼓勵學生參加第二課堂活動，他們通過手機超星軟件APP提前預習課程內容，通過課程組教師組建的課程網站中課后復習和課程作業，學生的課堂效果和學習能力有了很大的提高。課程組教師多年來積累的建設成果、優質的教學資源能夠無界限地為學生自主學習和研究性學習提供豐富的資源。

2.4 課后研習討論及多元化評價體系

將研究性教學模式引入課堂教學，讓學生進行課后研習，通過加強研討的環節讓學生成為學習的主體。教師可以結合重要知識點，提出適合學生學習研究的專題，引導學生利用多媒體資料庫和相關資源，開展研究、討論和交流，了解相關領域的研究熱點，開闊視野，啟發創新思維，并使學生逐步掌握研究性學習的方法。通過前期了解，老師選出專業基礎較好、有責任心的同學作為小組長，讓其進行分工，安排研究進度等任務。在老師完成基礎課程的講解后，學生便可以自主選題、自主設計、課題里所使用的傳感器可以是老師講過的類型，也可以選用新類型。教師在整個過程中輔導啟發，給學生發揮的空間，充分激發和調動學生的潛在能力和積極性。最后，每小組選出代表對課題進行總結，簡要匯報課題的主要觀點、材料和結論，其他組員可以做課件演示等工作。當完成相關課題的匯報任務后，教師可以給出課題成績，寫出評語，這是對學生課題內容成果的一個評價。與此同時，我們還要對每個學生在課題研習活動中的表現做一個多元化的評價，可以從參與研究性學習活動的態度，資料采集、歸類和分析處理的能力，是否主動提出研究和工作設想，與他人合作等方面綜合性地去考慮[5]。

3 結語

筆者通過對傳感器課程現狀的分析、高職院校學生的特點及教學改革的措施的研究，從理論教學、實踐教學、課外研習及第二課堂建設等多角度出發，提出采用多維度學習方式教學模式。實踐教學證明，這有效地提高了教學效果，為學生的畢業設計奠定了專業基礎，這對于高職院校的傳感器教學是非常有意義的，進一步為應用型高職院校人才做好了準備。然而，傳感器教學模式的貫徹和改革拓展任重而道遠，需要廣大教師共同研究，是一個堅持不懈的奮斗目標。

[參考文獻]

[1]錢旭升.我國研究性學習的研究綜述[J].教育探索，2003（8）：22-25.

[2]周利，祝杰.“傳感器”課程內容革新及實驗教學改革與實踐[J].實驗實踐教學，2013（2）：141-144.

[3]寧小波，楊漢生.“傳感器與檢測技術”的教學改革探索[J].巢湖學院學報，2009（6）：134-136.

[4]楊鵬，常鳴.《傳感器原理及應用》研究性教學實踐與思考[J].中國現代教育裝備，2008（10）：85-87.

[5]陳玉華，錢玲玲，張廣川.談“傳感器與檢測技術”課程的項目化教學[J].科技信息，2010（1）：566-567.