傳感器原理課程“理實結合”教學案例探索

張曉宇　李林芷　石東平　龍曉霞　楊欽宇　劉孝麗

【摘 要】通過對傳感器課程現狀的分析，提出了針對該課程的“理實結合”教學模式。對該教學模式的理念和主要特點進行了闡釋，介紹了一種“理實結合”在傳感器課程中的具體實施案例，該方法有助于在傳感器原理教學中提升學生主動學習能力和學習效果。

【關鍵詞】傳感器原理;理實結合;教學模式

中圖分類號： TP212 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）21-0091-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.041

Exploring the Teaching Case of “The Combination of Theory and Practice” in Sensor Theory Course

ZHANG Xiao-yu1 LI Lin-zhi2 SHI Dong-ping1 LONG Xiao-xia1 YANG Qin-yu1 LIU Xiao-li3*

（1.Chongqing Engineering Research Center of New Energy Storage Devices and Applications， Chongqing University of Arts and Sciences， Chongqing 402160，China;

2.Chongqing municipal agricultural school，Chongqing 401329，China;

3.School of Energy Engineering， Yulin University，Yulin Shaanxi 719000，China）

【Abstract】Analyzing of the current state of sensor theory courses，a teaching model combining theory and practice was proposed.In this paper，the concept and main features of the teaching model are explained.A concrete implementation case of“the combination of theory and practice”is introduced for the sensor theory course，whichishelpfulfor improving studentsactive learning ability and learning gain in sensor theory teaching.

【Key words】Sensor theory;Combination of theory and practice;Teaching mode

1 傳感器課程概述

傳感器是各種智能硬件的感覺器官，幫助其獲取外界環境和自身的各種信息。傳感技術（信息獲取技術）、信息傳遞技術（下一代互聯網、5G通訊）、信息處理技術（計算機技術）在智能領域中都擁有很高的地位，而傳感技術是這三者的重要前提。鑒于傳感技術的廣泛應用背景和良好應用前景[1-4]，理工科中許多專業開設了這門課程。該課程是一門綜合性、理論性、實踐性都非常強的課程，教材內容涉獵廣，理論部分普遍比較生硬艱澀，理論和應用也有所脫節[5-6]。如此，學生對該課程的理論部分缺乏學習興趣，學習效果較差。為傳感器原理這門課程的學習效果，本文提出了一種“理實結合”教學模式的探索案例，旨在增強學生的學習興趣，提高學生的學習效果。

2 “理實結合”教學模式

2.1 教學理念

“理實結合”教學模式即理論實踐合二為一的教學模式[7-8]。打破了以往理論與實踐相互脫節的情況。通過教師設定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教、邊學、邊做。全過程構建素質和技能培養的框架，豐富融合課堂教學和實踐教學環節，達到提高教學質量的目的。在整個教學環節中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交叉出現，無固定的先實后理或先理后實等順序，而是在理中有實，在實中有理。讓學生從感性認識中總結理性認識，知行合一，以技能訓練為核心，充分調動和激發學生的學習興趣。

2.2 理實結合的特點

（1）理論與實際結合，列舉與生活密切聯系的實例來組織教學。因生活中見過，學生接受起來便會相對容易。

（2）理論與實踐結合，將枯燥抽象的理論學習轉化為生動有趣的實踐學習，在實踐中增加學生的感性認識，在實踐中驗證理論知識，在實踐中開發學生思維能力，在實踐中鍛煉學生的動手能力。

（3）教學與生產結合，努力讓整個教學過程貼近現實的生產過程，產教融合，讓學生直接在課堂上學到今后就業的必備技能。

3 理實結合在傳感器課程教學中的案例探索

3.1 教學環境建設

“理實結合”教學模式體現的是“通過行動來學習”這一教學理念，故對于實施“理實結合”教學模式的場地有一定的要求。需要學校建立或改造集理論教學、小組工作、實驗操作等功能于一體的多功能教室。就傳感器原理課程而言，可以按照傳感器實驗環境的要求來進行教室布局改造，或改造已有傳感器實驗室滿足基本理論講授條件。

3.2 教學實施

在教學光電式傳感器計數原理時，可使用具體實例如：圖書館門口有一塊大屏幕能實時顯示今日入館人數，停車場出入口也會顯示剩余多少車位。請學生使用實驗室提供的設備和器件，根據課堂所學，分小組完成圖書館實時人數檢測系統裝置或模擬小型停車場車位統計系統裝置。案例實施路徑如下：

3.2.1 前情引導

提示學生：生活中大家都見過圖書館、停車場等大型封閉場館都會實時顯示內部人數或車輛數，如何用本堂課程所學知識實現該功能？從生活實例中喚醒學生的舊知，激發學生的求知欲，有目標的進行學習和實踐。

3.2.2 進行相關知識的理論講解

課堂講授光電式傳感器的基本原理、基本特性、測量電路等相關理論知識

3.2.3 分小組布置設計任務

請學生自主選擇，根據所學知識，課堂上完成相關案例任務。包括（a）根據講授知識準備材料：光敏電阻、紅外發射器、頻率計數器、導線、焊接工具、PCB板;（b）根據理論設計電路：設計并在電腦上畫出光敏傳感器電路原理圖，布局合理：（c）簡單實物制作：先將元件合理布局在PCB板上，再按照電路原理圖用焊接工具把元件焊接在PCB板上并焊接出電路，連計數器導線;（d）對焊接好的模塊進行測試;（e）模塊組裝與調試。將學生自己動手焊接的傳感器模塊組裝起來，在教師的指導下，進行調試，實現任務。

3.3 教學方法

將以“教師教”為主的“教堂”變為以“學生學”為主的“學堂”，改變以往“滿堂灌”的做法。與理實結合相互配套使用的教學方法有三種：討論法、任務驅動法、自主學習法。

3.3.1 討論法

指在教師的指導下，學生以個人或小組為單位，圍繞教師設置的中心問題，各抒己見，通過討論或辯論的形式，獲得知識或鞏固知識的一種教學方法。優點在于，可以培養合作精神，激發學生的學習興趣，提高學生學習的獨立性。

3.3.2 任務驅動法

指根據實際的教學需求對所授課程內容進行任務分解，由學生圍繞每個任務制定計劃并通過自己的努力去實現或完成該任務的一種強調“在做中學”的教學方法。任務驅動法可以讓學生在完成“任務”的過程中，培養分析問題、解決問題的能力，培養學生的探索能力和合作精神。

3.3.3 自主學習法

教師只是給學生留思考題或對遇到的一些生產問題，讓學生利用手邊資源自主地尋找答案，提出解決問題的措施，然后提出討論評價。可培養學生的學習習慣和自主學習能力，鍛煉學生的綜合素質。

3.4 教學評價與反思

在教師的指導下，圍繞教師設置的中心問題，學生制定計劃并自主實現或完成該任務。由任務驅動的教學，讓學生在完成“任務”的過程中，提高學習興趣，培養分析問題、解決問題的能力，提高學生內化知識的能力。而后師生間，小組間進行自評互評，再次回顧相關知識點，總結收獲，反思不足。在學習的同時，培養學生探索精神和團隊協作力。

4 結語

本文提出了一種有效的傳感器課程理實結合教學模式的探索性案例，該方案理論與工程應用結合緊密，與新工科教育背景下應用型人才培養理念結合緊密。隨著教學改革持續進行，“理實結合”教學模式將理論知識教學和實際實踐教學有機地結合起來，從感性認識出發，加大了實踐教學的份額，提高了學生的動手能力，增加了知識的內化效率，增強了學生的就業競爭力學生綜合素質養成效果較好，學習效果提升明顯，是應用型本科傳感器課程中的一種行之有效的教育教學模式。

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