理科專業(yè)《傳感器原理及應(yīng)用》課程教學(xué)方法探討

尋之朋+吳玲+仇亮

摘要：本文基于近幾年的教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合實(shí)際，打破了傳統(tǒng)的教材上分章教學(xué)的方法，探討了理科專業(yè)傳感器原理及應(yīng)用課程新的教學(xué)嘗試。

關(guān)鍵詞：理科專業(yè)；傳感器教學(xué)；教學(xué)方法

【中圖分類號】TP212-4

1. 緒論

隨著電子計(jì)算機(jī)、生產(chǎn)自動化、現(xiàn)代信息、交通、環(huán)保、遙感等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會對傳感器的需求量與日俱增，其應(yīng)用的領(lǐng)域已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門以及人們的日常文化生活之中。

《傳感器原理及應(yīng)用》這門課程已作為應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)、機(jī)械類、電氣信息類等國內(nèi)外理工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)方向課，在教學(xué)中占有重要的地位。掌握傳感器技術(shù)，不僅有助于學(xué)生對專業(yè)知識技能的提高和動手能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，更重要的是能夠獲得實(shí)用的技能，增強(qiáng)就業(yè)競爭力。

然而一直以來，理科的學(xué)生學(xué)習(xí)傳感器原理及應(yīng)用這門課程的效果都不太理想，造成教學(xué)效果不理想的原因主要有：（1） 對物理學(xué)原理的學(xué)習(xí)本身就是非?？菰锏模唬?） 對于大多數(shù)的傳感器教材[1-4]來說，其章節(jié)的劃分都是根據(jù)傳感器的工作原理進(jìn)行分類的，如應(yīng)變式、電容式、壓電式、磁電式等。章節(jié)的劃分太過于固定，致使教學(xué)缺乏靈活性；（3） 教學(xué)手段為單一的課堂教學(xué)。

針對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的這些問題，作者在傳感器原理及應(yīng)用課程的教學(xué)過程中從現(xiàn)實(shí)生活中遇到的實(shí)際問題出發(fā)，打破了教材上的分章教學(xué)體系，并采用多種教學(xué)手段，進(jìn)行了一些新的教學(xué)嘗試。

2. 新的教學(xué)嘗試

（1） 從生活中遇到的實(shí)際問題出發(fā)。我們學(xué)習(xí)傳感器的目的，就是將學(xué)到的基本知識應(yīng)用到實(shí)際生活中去。因此學(xué)習(xí)的出發(fā)點(diǎn)也應(yīng)源于現(xiàn)實(shí)生活中遇到的各種問題，為了解決這些問題，我們應(yīng)該如何去做？按照這個(gè)思路逐漸引出所需要的傳感器，進(jìn)而再去分析該類傳感器的原理及實(shí)際應(yīng)用過程。

例如，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人均汽車擁有量越來越多，汽車成為了人們的代步工具。這樣不僅提高了人們的出行效率，而且縮短了時(shí)空距離。因此汽車成了現(xiàn)在人們經(jīng)常談?wù)摰脑掝}，并且在高校里面，拿到駕照似乎成了必修課，學(xué)生逃課去考駕照的現(xiàn)象已屢見不鮮。然而，在汽車使用的過程中也隨之出現(xiàn)了各種各樣的問題。在汽車這樣一個(gè)狹小的空間內(nèi)，空氣的質(zhì)量顯得尤為重要。由于汽車內(nèi)部不通風(fēng)、車體裝修等原因，通常情況下車內(nèi)空氣質(zhì)量極差，這種車內(nèi)空氣污染對人們的身體健康會帶來嚴(yán)重的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年冬、夏兩季都會發(fā)生多起空調(diào)車內(nèi)一氧化碳中毒死亡的事故，是有車族必須警惕的另類“車禍”。除了一氧化碳，汽車內(nèi)還存在二氧化碳、苯、甲醛、二甲苯等。如何來有效的檢測出這些氣體，幾乎成了每一個(gè)人關(guān)注的問題。由此便可引出對紅外探測器，各種氣敏傳感器的原理及使用的了解。爆胎是汽車在行駛過程中、尤其是在高速公路上行駛時(shí)遇到的非常危險(xiǎn)的情況。怎么樣提前預(yù)防這些危險(xiǎn)呢？可以在車上安裝胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。而胎壓監(jiān)測系統(tǒng)最主要的部分就是壓力傳感器，由此便又可引出對各種壓力傳感器的學(xué)習(xí)。

（2） 有效使用多種教學(xué)手段。為了達(dá)到應(yīng)用為本、學(xué)以致用的教學(xué)目標(biāo)，國內(nèi)外學(xué)者對傳感器教學(xué)在教學(xué)體系、教學(xué)理念、教學(xué)方法、考試方法等方面都在進(jìn)行研究，并將項(xiàng)目化教學(xué)法、仿真教學(xué)法、多媒體教學(xué)法等先進(jìn)的教學(xué)方法引入到傳感器教學(xué)當(dāng)中?；谧陨淼奶攸c(diǎn)，我們在教學(xué)過程中也采用了多種教學(xué)手段。

多媒體教學(xué)。多媒體“聲、圖、文、顏色、光彩、視聽”并舉的特點(diǎn)，使得其在教學(xué)的過程中被廣泛使用。多媒體的優(yōu)點(diǎn)很多，如多媒體教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，多媒體教學(xué)可以啟發(fā)學(xué)生的想象力，多媒體教學(xué)可以擴(kuò)大信息容量，滿足學(xué)生的求知欲等。

注重實(shí)驗(yàn)。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力、獨(dú)立分析問題解決問題的能力以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。對照各種實(shí)實(shí)在在的傳感器，使教學(xué)更形象、直觀。我們在理論教學(xué)結(jié)合實(shí)驗(yàn)的過程中主要注重了：① 把部分演示實(shí)驗(yàn)改成學(xué)生上臺演示形式，給學(xué)生提供更多的親自動手操作機(jī)會，這些做法可以讓學(xué)生親身體驗(yàn)研究過程，激發(fā)興趣。② 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。③ 提供適當(dāng)?shù)臋C(jī)會讓學(xué)生能根據(jù)所學(xué)的知識自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

考察傳感器實(shí)際生產(chǎn)過程?，F(xiàn)在很多的高校為了提高學(xué)生的就業(yè)率，也給學(xué)生提供實(shí)習(xí)的機(jī)會，都會與一些企業(yè)建立聯(lián)系，一些企業(yè)成為了學(xué)生的實(shí)習(xí)基地。如作者所在的學(xué)校與格利爾數(shù)碼科技股份有限公司建立了合作關(guān)系。該公司有一個(gè)傳感器加工車間。借助于合作關(guān)系，帶學(xué)生親臨車間去觀看實(shí)實(shí)在在的傳感器生產(chǎn)過程。

考查方式多樣。把考查方式由單一的試卷考試轉(zhuǎn)換到多種考查模式。如在教學(xué)中，給學(xué)生留下這樣的一個(gè)問題：根據(jù)所學(xué)的傳感器理論知識，解決生活中存在的一個(gè)問題。再比如，把考試的時(shí)間和空間都擴(kuò)展到教室外面，我們曾經(jīng)讓學(xué)生寫出一天之中見到的傳感器以及可能和傳感器有關(guān)的器件等。學(xué)生對這些課外考查方式更感興趣。

（3） 師生互動討論，發(fā)揮學(xué)生的主觀性。愛因斯坦曾指出：“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更為重要。因?yàn)榻鉀Q問題，也許僅是技能而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！币虼?，鼓勵讓學(xué)生去主動提出問題。并且，學(xué)生提出的問題才是他們真正關(guān)注、感興趣的問題。

針對以上學(xué)生提出的問題，鼓勵學(xué)生上講臺提出來并給出自己設(shè)計(jì)的解決方案，然后師生集體討論優(yōu)缺點(diǎn)。在相互探討的過程中需注意：① 讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。蘇霍姆林斯基曾說過：“人的心靈深處，總有一種把自己當(dāng)作發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者的固有需要。”② 營造良好氛圍。在教學(xué)中營造寬松、民主的課堂氛圍，營造師生間，生生間相互尊重，接納的學(xué)習(xí)氛圍。③ 給學(xué)生空間。給學(xué)生質(zhì)疑的空間，給學(xué)生求同存異的空間。

3. 結(jié)論

本文針對理科學(xué)生在學(xué)習(xí)傳感器原理及應(yīng)用課程中出現(xiàn)的問題，從現(xiàn)實(shí)生活中遇到的實(shí)際問題出發(fā)，打破了教材上的分章教學(xué)體系，并采用多種教學(xué)手段，結(jié)合近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，通過這些新的嘗試，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性有所提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也有所增強(qiáng)。更重要的是，培養(yǎng)了學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)

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[4] 張培仁編著，傳感器原理、檢測及應(yīng)用[M]，清華大學(xué)出版社，2012.endprint