高職高專《傳感器與檢測技術》課程教學改革研究

趙 鋒

（焦作大學機電工程學院，河南 焦作 454003）

進入21世紀以來，新一代互聯網、物聯網、人工智能、云計算等多技術的融合，可以實現對一切物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控與管理，提高物與物、物與人、人與人的互聯互通，全面感知和利用信息能力，從而能夠極大提高政府管理和服務的能力，極大提升人民群眾的物質和文化生活水平，而傳感器與檢測技術是以上所述信息融合的關鍵，所以我們有必要深入地掌握這門課程。

為了達到培養高素質技能人才的目的，依據教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》的指導思想，改革教學內容、方法和手段，將“教、學、做”有機地融為一體，對本門課程的教學在進行了充分調研、論證的基礎上進行了有效的改革，在教給學生知識的同時，強化對學生實際操作能力的培養，使得學生的積極性、分析問題和解決問題的能力得到了較大提高，取得了比較好的教學效果。

1.理論教學的改革

1.1 教學內容項目化

傳感器與檢測技術、信息技術和通信技術構成了現代科學技術的三大支柱，廣泛地應用于生產、生活和科學研究的各個方面。本課程除傳感器與檢測技術基礎知識外,還包括許多其它學科的變量，這些變量可以是物理量、化學量或是生物量等，所以就要求我們掌握不同變量的檢測原理、方法與技術等知識。因此，學生剛接觸本課程時通常會感覺很抽象、知識枯燥、不容易學好。為了充分調動學生的積極性，很好地掌握本門課程，我們對《傳感器與檢測技術》進行了課程教學改革。

由于《傳感器與檢測技術》的教學內容比較繁雜，在教學計劃規定的教學學時內無法做到詳細講解，而且在日常的實際應用中，不同的行業和不同的場合所使用的傳感器也各有不同。根據傳感器的特點，可以將教學內容改為項目驅動式教學，以應用為目的，以必需、夠用為尺度，理論少而精，加強理論與實際的統一，兼顧原理性與實用性、傳統性與新型性。為此，本人精選教學內容，結合教學實踐編寫了由哈爾濱工程大學出版社于2011年1月份出版的《傳感器與檢測技術》的教材。本教材采用“以案例導入教學”的模式，將不同原理的傳感器分為不同的項目單元，在對基本的工作原理講解的同時，緊密結合實際，援引大量鮮明、實用的案例進行分析說明，加強教學過程的實踐性、開放性和職業性，大力推行工學結合，突出實踐能力培養。

傳感器與檢測技術主要內容包括測量基礎知識項目、傳統型和新型項目模塊，其中傳統型項目模塊又分為：電阻式、電容式、電感器、磁敏式、壓電式和熱電式。新型項目模塊分為：光電式、數字式和智能式。除此以外，本教材還添加了課程設計與實踐環節的內容，研究不同類型傳感器的同時，結合實際讓學生去思考在不同的條件下，對傳感器有何要求，應選擇何種類型的傳感器。同時，教材配備了大量的工業實例，可以讓學生自己動手設計比較簡單的項目，從而能夠體現“做中學、做中教”的高職教育特點。

在具體的教學過程中，傳統型傳感器的教學我們依然可以采用傳統的教學方法，但是對于一些新技術、新知識或相對比較簡單的內容，如“傳感器基礎”“生物傳感器”等這些內容可以采用多媒體教學，也可以充分利用網絡教學環境與資源，讓學生自學。比如，學生可以在我院校園網上的“傳感器與檢測技術精品課程網”網頁上查詢與本課程相關的多項資料，也可以查詢國內外本專業的技術期刊和網站，從而獲得許多在課堂上沒有涉及到的知識。

1.2 教學方法的改革

教學方法既包括教師的教法，也包括學生的學法。實踐表明，教師如能選擇出適合學生特點和教材內容的教學方法，學生作為學習的主體，學習積極性能夠得到很大程度的提高。

傳統型教學方法一般注重知識的傳授，習慣于用注入式、“填鴨式”的方式去增加學生的知識，而后在教學的過程中再安排5-6個實驗，這樣的方法不僅不能讓學生有效地掌握課堂所學，也不能有效地鍛煉學生的實際動手操作能力，最終導致學生理論和實踐的脫節。針對這種情況，我們可以采用“四位一體式”的教學，將網絡技術和多媒體技術等計算機輔助教學多種教學手段相融合，真正達到理論和實踐的最好結合。

1.2.1 “四位一體式”教學法

“四位一體式”教學方法也就是對教材的部分內容采取有組織的自學、分組討論、集中提問答辯、課堂考察四個環節進行的一種教學方法，著重培養學生的學習能力、實踐能力和創新能力，構建了教師、教法、課堂、評價的課堂教學改革模式。該模式以教師教學理念的變革為引領，通過多種方法、多樣課堂、多元評價的綜合運用，讓有限的課堂時間發揮出最大的效益與培養功效，形成課堂特色，為提升教育教學水平和質量發揮更大作用。這種方法可以保證以學生為主體，在教師的引導下，學生自己思考、自己提問、自己解答，很好地激發了學生的學習主動性，發展了學生的創造能力。

1.2.2 在教學手段上，注意使用現代科技設備

《傳感器與檢測技術》課程知識點和工程實例都比較多，學生學起來枯燥。為了提高學生學習的積極性，便于課堂教學和學生自學，我們編寫了《傳感器與檢測技術》的多媒體CAI課件，并且與課程相關資料一起掛在網上。利用現代化科技設備進行教學，不但可以讓教學內容變得生動、形象、系統、直觀，而且能夠充分調動師生的積極性，使多種教學方法有機結合起來。教師選擇最優的教法進行教、學生選擇最優的學法進行學，從而獲得最優的教學效果。例如，在介紹智能傳感器的功能和特點時，采用多媒體課件，在大屏幕上顯示智能機器人的工作狀態，學生能夠快速熟悉所講知識點。

2.實踐教學內容的改革

在教學過程中，將實踐教學內容由傳統的12個學時實驗調整為18個學時實驗，一周實訓和一周課程設計，并且鼓勵學生參加全國各種類型的電子設計大賽。傳統的實踐環節主要是在教學過程中穿插安排5-6個原理性和驗證性的實驗，沒有一些應用性和綜合性的實訓和課程設計，導致學生實際操作的積極性不高、實驗效果不好。針對這種情況，結合職業院校人才培養目標，積極改善實驗室條件，購置CSY2000系列傳感器與檢測技術實驗臺，大量增加實訓環節和課程設計。

實訓環節選擇工程實踐中最通用的參數測量案例和實訓為主線，每個理論知識點講授完成后，教師編寫具有工程應用背景的實訓，與之相配套。由4～6個學生組成一個項目組，以組為單位組織實訓。針對所學內容，無論是常規實訓，還是綜合應用性實訓，全部由學生自己設計實驗步驟，自己處理數據，教師只做輔導。另外，可以讓有興趣的學生完成自主類綜合應用性實訓，由學生自己設計實驗內容、模擬實景、組成虛擬測量系統，完成實訓。

3.考核方式的改革

傳統的考核方式一般是以理論考試為主?？碱}側重于基礎知識，例如傳感器的工作原理和典型的測量電路，這樣導致有些學生分數較高但是不會實際應用，針對這種情況，我們對本門課程的考核方式作了改革。

改革后的考核可以分成三個方面，基礎知識考核、實踐能力考核和平時成績考核。

基礎知識考核可以采用“試題庫”的形式，由專業教師根據教學大綱編制出“傳感器與檢測技術試題庫”。試卷內容包括基本概念的理解和應用。

實踐能力考核分為三部分，常規實驗、應用性實訓和自主性綜合應用實訓。根據學生在實訓過程中所反映的對基本知識的掌握程度、設計能力、創新意識進行考核。

平時成績考核主要包括平時提問、作業、出勤的考核。

各個考核部分可以結合學生的特點分配各自所占的比例。

改革考核方法能夠充分調動學生學習的積極性，促進教學內容、教學方法和實踐教學的改革，真正融“教、學、做”為一體。通過兩個學期的實踐證明，教學效果明顯提升，將繼續探索教學改革之路。

綜上所述，針對《傳感器與檢測技術》課程的應用性較強的特點，我們采取的教材、實踐、手段三個方面相結合的方式有效地激發了學生的主觀能動性，使學生從被動學習轉變為主動參與教學過程，教學效果非常明顯。