傳感器技術教學方式探索

黃旭

摘要：傳感器技術是測控專業基礎課程中的重要內容。該部分內容綜合性強，是難點內容，針對傳統教學方式在教學中凸顯的問題，文章著重從理論教學和實驗教學兩方面提出了新的教學方式，以提升課堂效果，幫助學員真正學會傳感器技術的原理及使用方法。

關鍵詞：傳感器技術;理論教學;實驗教學

隨著信息時代的到來，對外界信息獲取的準確性決定著科學技術的有效應用。傳感器技術是實現測試與控制的一項核心技術，已被列為目前優先發展的科技領域之一。

傳感器技術是測試與控制的基礎，其綜合性較強，涵蓋了高等數學、電學、光學、力學等多項理論;與自動控制、計算機技術、信息處理等技術有著密切的聯系;廣泛應用到工業生產、日常生活、軍事醫療等應用領域中。教員應力求運用有效的教學模式，利用有限的課時，引導學生掌握理論、學會實踐。

1.?傳統教學中存在的問題

（1）課時的有限性

傳感器技術的原理十分復雜，涉及到高等數學、電學、光學、力學等相關知識，學習難度較大，但其學時分配十分有限，有限的課時分配與繁雜的課程內容形成矛盾，是教學過程中的難點。雖然學員們已經學習了數模電等基礎知識，但學員對這些課程的掌握情況，卻往往不理想。因此，必須提高授課的高效性。若對課程的要求僅止于掌握幾類基本傳感器的檢測原理，那么學生今后將感覺理論的更新與實際脫節。

（2）教學的重復性

這部分內容占據12個課時，實驗課時占大部分比重，但是實驗部分均為驗證性實驗：給出實驗器材、電路圖，學員只需依照實驗步驟調試，記錄、分析數據即可。學員只學會了在實驗臺上的實驗操作及基本的物理原理，而并沒有與實際應用相結合，并未達到實驗教學重在應用、讓學員在動手的同時兼鍛煉思維能力的教學目的。

（3）考核的矛盾性

該門課程作為必修課，其考核方式還是以卷面考試為主，而閉卷考試成績無法體現學員的動手操作能力。而動手能力也是教學的重要目的之一。所以，現有的課程考核方式的有所側重，在某種程度上壓制了學生對自身綜合能力的鍛煉。

2.?課堂教學方法的改革探索

教學的最終目的是在掌握理論基礎上，形成實踐能力。因此，平衡這兩者的相互關系十分重要，既不能局限于數理層面的講授，也不可在理論根基不牢固的情況下盲目加大實驗力度。

（1）針對理論教學方式的改革

采用應用為導向的理論教學。傳統的教學安排為：先做理論推導，再在應用介紹中對理論進行鞏固。在理論講授階段，因涉及到大量的物理知識、公式推導，學員會因內容枯燥難懂而失去注意力，在理論學習不牢固的基礎上進行應用介紹，理解上又感困難，會導致整個課堂效果非常差。為了激發學員興趣、提高學員積極性，我們對教學模式進行改革——由具體應用入手，在分析解決實際問題過程中學習知識。

由應用實例引出問題，隨著進一步提出問題、對問題的解決，這種層層遞進“謎底揭曉”式的教學方式，必然能帶動學生的求知欲，最后回歸到對基本原理的探究，加深學生對整個檢測系統的理解，使理論教學過程不再枯燥抽象。

采用多媒體、視頻動畫等教學新技術，也是提高學員積極性的有效方式。生動形象的多媒體素材更能激發學生的關注度、加深對知識的記憶。在課堂教學中注重把不同的教學手段應用在能充分發揮其優勢的教學內容中。對于多媒體教學，我們將其應用到教學中，讓學生對所學內容首先有一個直觀的掌握，對于一個新概念，先解決“為何物”的疑問。

但是，多媒體的應用并不能完全代替板書的作用，兩者是相輔相成的，板書是對課堂重點內容的總結歸納，因此，在授課過程中，要充分發揮各種方法手段的作用。板書和多媒體相結合的教學方式，讓學員對各種傳感器如何實現信號檢測的理解，既有畫面可聯想，又有公式數據可依，能對課堂所學內容更牢固更深入地掌握。

隨著科技發展，傳感器的種類成千上萬，但教學不可能涵蓋所有的新技術，涉獵所有類型的傳感器。所以，充分利用學員課余時間也有助于學員更充分的掌握這門技術。比如，完成對霍爾傳感器的學習后，布置學生課后搜集“目前霍爾傳感器的應用實例”，并整合資料在課堂上進行講解。實施效果表明，大部分學生積極于這樣的對工程中應用的探求工作。在資料查找及講解與互享的過程中，學生對課堂所學做到了鞏固，并有效地與實際建立了應用關聯。

（2）針對實踐教學方式的改革

傳統實驗大綱中編寫的實驗，多數為基于專業實驗臺的操作，基本為相關物理效應的演示，比如電阻應變片傳感器是將形變轉換為電阻值的變化，實踐操作只是對電阻應變效應的驗證。為了增強理論與應用的關聯，對于傳感檢測技術的原理驗證，我們融合了對產品實例的分析。比如，對于電阻應變片傳感器相關實驗，為每個試驗臺準備一個傳感器，鼓勵學生拆開分析其內部運作原理。實驗報告也并非簡單的數據記錄及處理，而是要求學員在拆解過程中分析電路，并通過簡易的外部輸出電路搭建，檢測不同形變發生時時，信號輸出的變化情況。

另外，為學員準備開放性設計實驗，使學員能夠開放思維，大膽設計。通過對傳感器檢測的設計，轉換電路的搭建，以及整個系統的調試，讓學生自主自發地在設計中引出相關理論知識點，在設計實現過程中加深對專業知識技能的綜合運用。

3.?總結

總之，教學改革的思想就是以學員為主體，充分調動學員的積極性，針對傳感器技術的特點，進行了針對性的嘗試探索。教學實踐證明，通過改變教學模式，激發了學生的學習興趣，又大大活躍了課程氣氛，通過設計系實驗培養小組合作共同解決問題的能力，增強了學員的思維能力，使學員真正掌握這門技術。

參考文獻：

[1] 王東霞，溫秀蘭. 傳感器與檢測技術課程教學改革探索[J]. 中國現代教育裝備. 2008（07）.

[2] 肖傳清. 傳感器與檢測技術實驗課程教學改革研究[J]. 科技論壇 . 2020（13）.