淺析傳感器技術(shù)課程教學(xué)

居勇峰++王允龍

【摘要】傳感器技術(shù)是當(dāng)今信息社會(huì)發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相發(fā)展的高新技術(shù)，作為信息技術(shù)的三大支柱之一，傳感器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，是一門集電子、機(jī)械和物理等學(xué)科于一體的綜合性技術(shù)，近年來(lái)已成為國(guó)內(nèi)高校電子、電氣信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)課。目前，關(guān)于傳感器技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容和方法的研究探討較少，本文基于該課程多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容、方法和效果等方面進(jìn)行了探討，以期推動(dòng)該課程的教學(xué)質(zhì)量水平。

【關(guān)鍵詞】傳感器技術(shù) 教學(xué)方法 教學(xué)質(zhì)量

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

一、 引言

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使當(dāng)今社會(huì)跨入了信息技術(shù)時(shí)代，人類對(duì)信息資源的需求不斷增長(zhǎng)，掌握和利用信息技術(shù)是世界各國(guó)的迫切需求。傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)三者共同構(gòu)建了現(xiàn)代信息技術(shù)，通常，人們把能將被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可輸出電信號(hào)的元器件或裝置稱為傳感器。如果將計(jì)算機(jī)比喻為處理和識(shí)別信息的“大腦”，把通信系統(tǒng)比喻為傳遞信息的“神經(jīng)”，那么傳感器就是感知和獲取信息的“感官”[1]。從三者的關(guān)系中不難看出傳感器技術(shù)乃重中之重，因此，美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家都將傳感器技術(shù)列為各種尖端技術(shù)之首。傳感器技術(shù)業(yè)已成為電子、電氣及測(cè)控類專業(yè)的一門主干課程，由于該課程涉及到機(jī)械、電子、物理和化學(xué)等多門學(xué)科，屬于高技術(shù)交叉學(xué)科范疇，學(xué)生通常在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握起來(lái)有較大難度，因此我們一直在教學(xué)內(nèi)容和方法上努力探索，尋求更好的教學(xué)效果。本文結(jié)合平時(shí)授課情況，主要在教學(xué)內(nèi)容和方法上提出了一些新的思路和見解。

二、 教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)充與更新

目前，按照傳感器技術(shù)教學(xué)大綱要求，在講授該課程中，通常都是逐步深入地介紹電阻式、電感式、熱電式、壓電式和光電式等常用的經(jīng)典傳統(tǒng)傳感器的工作原理、測(cè)量電路以及一般應(yīng)用[2]。然而這些傳感器大多數(shù)都是上世紀(jì)六七十年代開始發(fā)明應(yīng)用的，有些已不能滿足生產(chǎn)實(shí)踐的需要，所以學(xué)生在聽課過(guò)程中學(xué)習(xí)興趣并不高。當(dāng)給學(xué)生介紹最新發(fā)展的傳感器及相關(guān)應(yīng)用時(shí)，學(xué)生反而表現(xiàn)出了很大的學(xué)習(xí)積極性。例如在介紹電容式傳感器時(shí)，將該傳感器與當(dāng)前流行的手機(jī)或平板電腦等觸摸屏電子設(shè)備結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生掌握電容式感應(yīng)是一種以觸摸操作為基礎(chǔ)的感應(yīng)形式，電容式感應(yīng)技術(shù)可作為傳統(tǒng)機(jī)械式按鈕和滑動(dòng)觸頭的一種替代技術(shù)，用來(lái)設(shè)計(jì)觸摸屏、觸摸板和接近感應(yīng)裝置。這項(xiàng)技術(shù)主要用于檢測(cè)導(dǎo)電物體是否存在，一般情況下，用戶的手指就是這個(gè)導(dǎo)電物體。如此講授，使傳感器原理與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合起來(lái)，從而較好地激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此，在備課時(shí)通常都要在網(wǎng)上搜索與課程相關(guān)的大量資料，例如上一些專業(yè)的學(xué)術(shù)論壇，查詢相關(guān)傳感器的最新應(yīng)用，了解不同傳感器的安裝、價(jià)格及特性，給學(xué)生介紹大量新型的傳感器的應(yīng)用實(shí)例以及傳感技術(shù)在工程上應(yīng)用的調(diào)整方法、技巧，通過(guò)以上這些教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)充與更新，使得原來(lái)的教材內(nèi)容更加通俗易懂，貼近生活，最終學(xué)生的學(xué)習(xí)效率明顯得到提高。

三、 教學(xué)方法和考核方法的改進(jìn)

在課堂上，傳感器技術(shù)課程的講授通常都以傳感器原理講授為主、輔以必要的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而對(duì)于傳感器的應(yīng)用一筆帶過(guò)[3]。這種教學(xué)方法通常教學(xué)效果都不太好，因?yàn)閷W(xué)生一般對(duì)傳感器的真實(shí)應(yīng)用求知欲較大，因此，我們把重點(diǎn)放在講授傳感器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)思想和測(cè)量方法，并利用ppt給學(xué)生列舉該類型傳感器的大量應(yīng)用實(shí)例。此外，結(jié)合動(dòng)畫等技術(shù)，將傳感器的機(jī)理模型和典型應(yīng)用等以動(dòng)態(tài)形式表現(xiàn)出來(lái)，從而提高學(xué)生對(duì)傳感器的感性認(rèn)識(shí)和理解，最終提升學(xué)生對(duì)該課程深入學(xué)習(xí)的興趣。

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，為了使學(xué)生及時(shí)對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入理解，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，除了按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上規(guī)定的幾個(gè)常規(guī)性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之外，我們通常會(huì)圍繞一個(gè)較為綜合的帶有科研性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目給學(xué)生演示講解基本工作原理，之后將這個(gè)綜合項(xiàng)目分解成幾個(gè)部分，讓學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，淡化教師的參與，即所謂的課程設(shè)計(jì)，這樣可以為每個(gè)學(xué)生提供獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)，從而加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的進(jìn)一步理解，并將為今后本科畢業(yè)設(shè)計(jì)起到推動(dòng)作用。實(shí)踐證明，學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后，其獨(dú)立思考和分析問(wèn)題的能力以及動(dòng)手能力方面都有了很大的提高，更重要的是使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)得到了應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。

在教學(xué)過(guò)程中，考核方式的改進(jìn)也非常重要，根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們一改以往由期末成績(jī)決定學(xué)習(xí)成績(jī)的方式，將學(xué)生最終成績(jī)由期末考試、平時(shí)成績(jī)、課程設(shè)計(jì)三部分按一定比例組成：期末考試改為開卷，主要考核學(xué)生分析和設(shè)計(jì)傳感器電路的能力；平時(shí)成績(jī)由平時(shí)學(xué)生回答課堂問(wèn)題、參與小測(cè)試的情況決定；課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)考察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獨(dú)立分析、解決問(wèn)題和動(dòng)手的能力。這種考核方式，雖然增加了教師的工作量，但可以將考核貫穿到整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，從而推動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

四、 總結(jié)

傳感器技術(shù)課程的教學(xué)活動(dòng)是一項(xiàng)與時(shí)俱進(jìn)的系統(tǒng)工程，無(wú)論在理論教學(xué)還是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將該學(xué)科的最新科學(xué)前沿內(nèi)容引入課堂無(wú)疑將為該課程注入新的血液。教學(xué)和科研從來(lái)都不是處在對(duì)立和矛盾之中，而是相輔相成的。在進(jìn)行傳感器技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)的過(guò)程中，引入傳感器的最新發(fā)展應(yīng)用及態(tài)勢(shì)，一方面可以使學(xué)生加深對(duì)課本知識(shí)的理解，另一方面也必然增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是，在改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的過(guò)程中，最終還是要一切從實(shí)際出發(fā)，緊緊圍繞“是否能夠提高教學(xué)效果”這個(gè)核心問(wèn)題來(lái)開展。教學(xué)的最終母的還是要讓學(xué)生能夠成為獨(dú)立思考、自主創(chuàng)新的有用人才。最后，我們希望通過(guò)以上對(duì)傳感器技術(shù)課程教學(xué)改進(jìn)，能夠?qū)υ撜n程的教學(xué)質(zhì)量水平具有一定的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張洪潤(rùn)，張亞凡，鄧洪敏. 傳感器原理及應(yīng)用 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[2] 曹良玉，趙堂春. 《傳感器技術(shù)及其應(yīng)用》課程改革初探[J]. 職教之窗，2005，12：62.

[3] 倪震松. 《傳感器技術(shù)》課程教學(xué)方法探討[J]. 中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012，20：49.

作者簡(jiǎn)介

居勇峰，（1982-），男，博士，研究方向?yàn)楣怆姴牧吓c器件，紅外傳感與探測(cè)。endprint