高職院校傳感器技術(shù)教學(xué)改革創(chuàng)新策略

【摘 要】本文分析高職院校傳感器技術(shù)課程理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)存在的弊端，從改革教材內(nèi)容、豐富教學(xué)手段、引入簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)、鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手、增加課程設(shè)計(jì)、完善配套設(shè)備以及開展競(jìng)賽活動(dòng)等方面提出改善高職院校傳感器技術(shù)教學(xué)的創(chuàng)新策略。

【關(guān)鍵詞】高職院校 傳感器技術(shù) 教學(xué)改革 創(chuàng)新策略

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）03C-0159-02

傳感器技術(shù)是高職電子類及自動(dòng)化專業(yè)中的必修科目之一，也是內(nèi)容繁雜的交叉性學(xué)科。傳感器技術(shù)研究對(duì)于現(xiàn)代人們的生活、生產(chǎn)、科研都具有重要作用。它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，主要通過理論和公式的理解結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教育培養(yǎng)，在學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，不僅能驗(yàn)證理論的正確性，也能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。教師應(yīng)積極改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方式，通過現(xiàn)代化、創(chuàng)新的教育方法教學(xué)傳感器技術(shù)相關(guān)內(nèi)容，提高課堂效率。

一、傳感器技術(shù)及其特征分析

（一）傳感器技術(shù)及其特征。傳感器具有響應(yīng)速度快、精度高、靈敏度高等特點(diǎn)，在特殊場(chǎng)合中，傳感器能夠測(cè)量關(guān)鍵部位的參數(shù)信息，而這就需要參數(shù)能夠快速反應(yīng)變化。目前的傳感器檢測(cè)溫度已經(jīng)達(dá)到-273℃-1000℃范圍，精度可達(dá)0.001%-0.1%范圍，可靠度最高已經(jīng)達(dá)到9級(jí)水平。傳感器具有在特殊惡劣環(huán)境中進(jìn)行檢測(cè)的能力，這樣一來也便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄。很多人類無法涉足的地帶，都需要借助傳感器進(jìn)行信息數(shù)據(jù)記錄，另外在高溫、高壓等環(huán)境中，人僅靠五官難以感受參數(shù)變化，就需要借助傳感器設(shè)備進(jìn)行探測(cè)。此外，傳感器設(shè)備還可以同計(jì)算機(jī)設(shè)備連接，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)及時(shí)處理參數(shù)信息，提高探測(cè)效率。

（二）衛(wèi)星傳感器參數(shù)概述。衛(wèi)星主要運(yùn)用傳感器的光譜分析、無線通信等多種技術(shù)，并且衛(wèi)星體現(xiàn)了傳感器微型化、數(shù)字化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化以及多功能化的特點(diǎn)。此外，通過研究微型傳感器的參數(shù)、功能等信息，可以幫助學(xué)生深刻了解到傳感器的實(shí)用意義，有助于提升學(xué)生對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)和重視程度，促使學(xué)生更努力地學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)。

二、高職院校傳感器技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

對(duì)于理論教學(xué)而言，目前高職院校關(guān)于傳感器理論的教材種類繁多，并且多偏重于抽象原理推導(dǎo)，學(xué)生很難掌握其基礎(chǔ)知識(shí)，而在教學(xué)方法上，教師的教學(xué)手段也顯得過于單一和枯燥，使得學(xué)生難以提升興趣，難以理解；對(duì)于實(shí)踐教學(xué)而言，高職院校側(cè)重各類傳感器運(yùn)用教學(xué)，而大多數(shù)高職院校的傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備十分落后，學(xué)生能自由操作的機(jī)會(huì)很少，因此導(dǎo)致學(xué)生漸漸失去學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

（一）課程培養(yǎng)目標(biāo)較籠統(tǒng)。通過研究教材可知，目前部分高職院校的傳感器技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生獲得用作生產(chǎn)一線的技術(shù)、管理和維護(hù)等知識(shí)點(diǎn)，并且通過綜合設(shè)計(jì)的方式培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力及科技創(chuàng)新能力。而另一部分高職院校的傳感器技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)則是以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)和傳感器的動(dòng)、靜特征認(rèn)識(shí)和理解為主，重視學(xué)生對(duì)工作原理和常見非電量參數(shù)檢測(cè)方法的掌握。根據(jù)研究，高職院校的教學(xué)目標(biāo)，雖然大都涉及生產(chǎn)第一線，但并沒有以實(shí)際出發(fā)，明確培養(yǎng)的具體目標(biāo)，因此可以理解為是通過教材內(nèi)容制定教學(xué)目標(biāo)。更有甚者，個(gè)別學(xué)校還存在指向不明確的問題，教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容明顯照本宣科。

（二）現(xiàn)有教材側(cè)重不合理。目前高職院校的傳感器教學(xué)教材大致可以分為兩類：一類是普通教材，一類是項(xiàng)目化教程。普通教材大多采用對(duì)原理進(jìn)行劃分的方式，不同章節(jié)講述不同的工作原理、結(jié)構(gòu)類型以及其他主要參數(shù)等；在項(xiàng)目化教程中，教材的內(nèi)容被模塊化地編排起來，所有特征相同的傳感器類型都作為一個(gè)模塊進(jìn)行講解，而模塊下的項(xiàng)目則是傳感器的不同工作原理。這樣的教材編排都比較重視對(duì)傳感器工作原理和設(shè)計(jì)方法的教學(xué)，但這樣的側(cè)重只適合學(xué)生在制作電路較為簡(jiǎn)單的傳感器機(jī)械時(shí)才能用到，但和工程應(yīng)用中的傳感器完全不是一個(gè)概念。

（三）教學(xué)與實(shí)踐任務(wù)脫節(jié)?，F(xiàn)在很多高職院校倡導(dǎo)采用項(xiàng)目教學(xué)方法，也就是在模擬任務(wù)地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)，讓學(xué)生充分運(yùn)用已有資源和已掌握經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐中掌握理論知識(shí)。教師可以借助的最直接資源就是校內(nèi)的相關(guān)設(shè)備，因此教師一般會(huì)在教學(xué)設(shè)計(jì)中對(duì)教材知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重新整合，并將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為基本學(xué)習(xí)任務(wù)。但根據(jù)目前已有的實(shí)訓(xùn)設(shè)備來看，大多只能進(jìn)行驗(yàn)證性或探究性實(shí)驗(yàn)，和實(shí)際工作內(nèi)容有所區(qū)別，甚至基本沒有關(guān)聯(lián)，因此教學(xué)和實(shí)踐基本脫節(jié)。

三、高職院校傳感器技術(shù)課程教學(xué)的改進(jìn)措施

（一）教材內(nèi)容改革。目前很多學(xué)校所使用的教材與實(shí)際情況不符，往往會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教材內(nèi)容不一致的情況，雖然教材的方向主要是實(shí)踐運(yùn)用，但存在側(cè)重點(diǎn)上的不同。教材的內(nèi)容是相對(duì)固定的，但教師的教學(xué)內(nèi)容卻可以靈活改變，因此教師在制定課程時(shí)，應(yīng)靈活應(yīng)對(duì)，綜合教材與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既不會(huì)偏離教材的指導(dǎo)性，又滿足實(shí)驗(yàn)要求。因此具體的做法為：教師在進(jìn)行課堂教學(xué)的過程中，遵循教材要求，在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)縮減教材中難以實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)實(shí)工作中不會(huì)用到的內(nèi)容，只作簡(jiǎn)單的理論概述即可。

（二）豐富教學(xué)手段。現(xiàn)在很多學(xué)校都安裝了多媒體設(shè)備，因此教師也可以充分利用這一便利條件，結(jié)合多媒體課件和教材內(nèi)容，通過多種形態(tài)展現(xiàn)教材理論，突出教學(xué)重點(diǎn)，將教學(xué)的難點(diǎn)分散。例如，教師在講解到差動(dòng)電感傳感器章節(jié)時(shí)，可以將差動(dòng)變隙式和差動(dòng)螺線管式的運(yùn)行原理制作成動(dòng)畫，或從網(wǎng)絡(luò)上下載相關(guān)視頻，將這一工作過程通過投影儀展現(xiàn)出來，方便學(xué)生理解。此外，教師也可以下載一些實(shí)際操作的視頻，將其插入到多媒體課件中，在課堂教學(xué)時(shí)播放這些視頻給學(xué)生觀看，讓學(xué)生更好地理解如何操作這一裝置。

（三）鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手。電子設(shè)計(jì)制作有助于學(xué)生在實(shí)踐操作的過程中，充分運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)理論，將腦海中的抽象概念轉(zhuǎn)換為具體方法，并通過實(shí)踐操作驗(yàn)證并完善理論認(rèn)知。另外，學(xué)生也能通過親自動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)的過程將所學(xué)專業(yè)的其他科目知識(shí)有機(jī)結(jié)合，統(tǒng)一運(yùn)用，以此形成整體性的專業(yè)知識(shí)體系，從而完善自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)。以壓阻傳感器部分為例，教師可以讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)和概念自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的電子秤，而該系統(tǒng)主要包含電橋、壓力傳感器、放大電路、顯示電路及AD轉(zhuǎn)換電路等元件。學(xué)生在動(dòng)手操作時(shí)，會(huì)自動(dòng)聯(lián)想到電子、電路、編程等相關(guān)知識(shí)。

（四）增加課程設(shè)計(jì)。對(duì)于傳感器的教學(xué)實(shí)驗(yàn)來說，教材中的很多實(shí)驗(yàn)只具有驗(yàn)證性，雖然實(shí)驗(yàn)器材中很多設(shè)備都是透明外殼，以便學(xué)生了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)，但其也不適宜學(xué)生對(duì)測(cè)量電路的學(xué)習(xí)研究。為解決此類問題，學(xué)校相關(guān)專業(yè)教師計(jì)劃增加課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自己去市場(chǎng)購(gòu)買相關(guān)的元件設(shè)備，同時(shí)根據(jù)自己已學(xué)理論，自己設(shè)計(jì)傳感器課程，鞏固所學(xué)知識(shí)，并保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近現(xiàn)實(shí)狀態(tài)。此外，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的過程中，教師應(yīng)要求學(xué)生將自己的設(shè)計(jì)方案、主題以及具體工作寫出來交給教師檢查，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生還要記錄結(jié)果并作總結(jié)性敘述，這些資料對(duì)于學(xué)生畢業(yè)前完成論文寫作及答辯都具有重要參考作用。

（五）側(cè)重專業(yè)重點(diǎn)。例如，教師可以安排70個(gè)學(xué)時(shí)左右的時(shí)間讓學(xué)生主學(xué)應(yīng)用類專業(yè)。由于具有更多的學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)生可以全面學(xué)習(xí)各類傳感器的操作及使用方法，教師也可以單獨(dú)設(shè)置課程；而對(duì)自動(dòng)化的學(xué)習(xí)只需要安排40個(gè)學(xué)時(shí)左右即可，因?qū)W時(shí)不多，教師可以根據(jù)培養(yǎng)的方向?qū)?cè)重點(diǎn)放在位移傳感器、力學(xué)傳感器等專業(yè)上；至于機(jī)電專業(yè)，教師可以將側(cè)重點(diǎn)放在光電檢測(cè)傳感器、稱重傳感器等方面，以提升學(xué)生日后的工作能力。教師通過采取一系列符合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)方法，側(cè)重某一方向或內(nèi)容，獲得更好的教學(xué)效果，提升學(xué)生對(duì)專業(yè)的重視程度及學(xué)習(xí)積極性。

（六）開展競(jìng)賽活動(dòng)。人都是有好勝心的，因此比賽活動(dòng)是最能夠激發(fā)學(xué)生斗志、喚醒學(xué)生沉睡的舊知識(shí)的有效手段。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以從每個(gè)班級(jí)或宿舍中挑選一些具有較強(qiáng)知識(shí)水平和實(shí)際操作能力的學(xué)生進(jìn)行比賽。以電阻應(yīng)變片電子秤部分為例，在實(shí)驗(yàn)過程中，因?yàn)殡娢黄鞑豢赡芤淮蔚轿唬枰磸?fù)調(diào)整，因此當(dāng)精度不同時(shí)，最后的結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生明顯區(qū)別，這也成為它比較適合比賽的重要原因之一。在比賽過程中，學(xué)生既存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，也存在合作關(guān)系。做得好的學(xué)生，其作品就會(huì)被其他學(xué)生當(dāng)作榜樣，而不同學(xué)生在比賽過程中相互學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，就能夠更好地掌握傳感器技術(shù)相關(guān)知識(shí)。

總之，傳感器技術(shù)是高職院校儀表自動(dòng)化、機(jī)器人控制、機(jī)電技術(shù)類專業(yè)中最重要的課程之一，在信息自動(dòng)化領(lǐng)域具有重要意義。傳感器與檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，也為教學(xué)改革提出了新的要求。本文研究的傳感器技術(shù)課程教學(xué)改革，通過引入創(chuàng)新教學(xué)理念和手段，提升教師的教學(xué)水平和教學(xué)效果，為今后對(duì)此類課程教育方法的進(jìn)一步改革創(chuàng)新提供參考。

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【作者簡(jiǎn)介】周雪會(huì)（1981— ），女，河北唐山人，碩士，廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真及實(shí)時(shí)控制，電力系統(tǒng)防護(hù)等。

（責(zé)編 王 一）