《檢測與傳感技術(shù)》課程教學改革的探索與實踐

蔡鵑 張樂冰

【摘要】檢測與傳傳感是一門實踐性和應(yīng)用型很強的學科，學生通過理論和實驗教學，學生除了能掌握和驗證理論知識外，還能加強創(chuàng)新和實踐能力的培養(yǎng)，立足于電子信息專業(yè)需求，針對檢測與傳感技術(shù)本科教學現(xiàn)狀，圍繞培養(yǎng)創(chuàng)新型和設(shè)計型人才的要求，研究了高等院校檢測與傳感技術(shù)的相關(guān)教材，教學方式，結(jié)合課程特點，調(diào)整課程內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，改革課堂教學和實驗教學方法，建立合理的教學體系，增添工程應(yīng)用實例教學，重點培養(yǎng)學生傳感器和檢測技術(shù)的應(yīng)用能力，提高學生的工程實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

【關(guān)鍵詞】檢測與傳感技術(shù) 應(yīng)用型人才 項目驅(qū)動

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）10-0237-02

傳感器在測量與控制系統(tǒng)的具有重要的地位，它是采集信號的主要工具，傳感器技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到廣泛的應(yīng)用。電子信息工程專業(yè)設(shè)置傳感技術(shù)課程，目的是希望學生通過理論知識的學習，對常用傳感器和現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的基本理論知識的掌握及應(yīng)用能力的培養(yǎng)，能夠提高動手能力。傳感器技術(shù)隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速的發(fā)展有了新的特點，首先不斷向新型、微型、智能型方向發(fā)展，其次趨于集成化、功能化、智能化；再次，網(wǎng)絡(luò)化傳感器及及網(wǎng)絡(luò)化檢測系統(tǒng)出現(xiàn)。因此，新時期的傳感器課程教學尤其是實踐環(huán)節(jié)的教學迫切需要改革創(chuàng)新。

一、檢測與傳感技術(shù)課程教學存在的問題

目前在檢測與傳感技術(shù)課程的教學中，雖然已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的只注重理論教學，提高了實踐教學的比例，但是仍然存在很多問題，主要表現(xiàn)在從下各方面。（1）檢測與傳感技術(shù)課堂教學方面：抽象的、枯燥的普遍工作原理講解內(nèi)容，很難引起學生的興趣。我們需要對課程內(nèi)容進行篩選，采取相應(yīng)的教學手段提高學生積極性以及對理論更好的理解。（2）檢測與傳感技術(shù)實驗教學方面：目前的驗證性實驗過度的依懶于試驗箱其自身開發(fā)能力較弱，按照實驗指導(dǎo)書按部就班操作，僅僅連接指定的幾條線路，而對于每個項目的具體實現(xiàn)方法、設(shè)計原理，不求甚解；而且，上課教師對實踐教學參與較少，理論教學和實踐教學出現(xiàn)脫節(jié)分離。（3）檢測與傳感技術(shù)應(yīng)用能力實踐培養(yǎng)方面：目前，我們只完成了對特定課程的相關(guān)知識的驗證和鞏固，而傳感器教學往往只關(guān)注傳感器本身，而在傳感器的實際應(yīng)用中，傳感器只是自動檢測系統(tǒng)或自動控制系統(tǒng)中一個重要的獲取和傳輸信號的環(huán)節(jié)，必須結(jié)合其他環(huán)節(jié)才能完成實踐功能。（4）檢測與傳感技術(shù)課程實踐考核難：實踐教學的考核，只能根據(jù)是否到課，實驗報告，給出印象成績，不管做的過程中效果如何都會通過，因此學生也重理論不重實踐。

二、優(yōu)化檢測與傳感技術(shù)教學內(nèi)容和教學方法

遵從“學以致用”的原則，適應(yīng)電子信息工程專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，按照分階段，遞進式的教學改革思路，改變傳統(tǒng)教學方法，增強學生創(chuàng)新意識，培養(yǎng)科技開發(fā)能力。

1.以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心，設(shè)置合理的檢測與傳感技術(shù)課程的教學體系，解決內(nèi)容多與課時少的矛盾，理論多與實踐少的矛盾。

（1）篩選教學內(nèi)容，壓縮課內(nèi)教學時數(shù)

目前的教學安排，大綱規(guī)定總的課時為51課時，其中理論教學41課時，實驗10課時，并且國內(nèi)大多數(shù)教材的主要內(nèi)容是介紹傳感器的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換電路，甚至是敏感元件的制作材料和工作原理，內(nèi)容多而繁雜，涉及到各個學科，深奧而枯燥，難以調(diào)動學生的學習興趣。我們學習傳感器主要是掌握傳感器信號轉(zhuǎn)換和處理以及傳感器在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。我們篩選課堂教學內(nèi)容，選擇一些典型常用的傳感器（電阻、電容、電感、熱電偶等）進行詳細的講解，讓學生深刻的理解理解這幾種基本的傳感器，掌握傳感器的用途，如何選擇和如何使用；對于其他不常用傳感器可以跟學生興趣自己找查相關(guān)資料進行自學，只需要大概粗略的掌握，不必深究。

（2）教學內(nèi)容模塊化

整個檢測與傳感器技術(shù)課程體系可以由4各模塊組成，第一個模塊是基礎(chǔ)理論教學，主要講解相關(guān)的典型常用的傳感器的工作原理以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)；第二個模塊是“討論式”教學，針對教材其余的內(nèi)容以及感器的最新動態(tài)，學生根據(jù)興趣分成小組，學生課后查找資料自學，以小論文的方式分組討論，最后以答辯的方式進行考核。第三個模塊是基礎(chǔ)實驗教學，選擇2到3個基礎(chǔ)驗證性實驗，教師講授一部分知識學生做一部分實驗，主要使學生掌握常用傳感器的使用和標定方法。第四個模塊是設(shè)計性綜合實驗， 以項目的形式，學生將檢測與傳感技術(shù)與接口技術(shù)、單片機、PLC等技術(shù)有效的結(jié)合，設(shè)計幾個典型的自動控制實驗，例如自動液位控制系統(tǒng)、溫度自動報警器。

2.以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向優(yōu)化教學方法，采用多樣化教學手段，提高學生的理論理解和實踐的認識。

傳感器的理論教學是非?？菰锖头ξ兜模抑R涉及面廣，傳統(tǒng)的教學方式比較單調(diào)，采用講解為主，多種教學手段為輔的方式，不斷提高學生對這么課程的興趣以及更好地理解這門課程。利用多媒體教學，借助教學課件、影像等多媒體教學手段來提高教學效果，可用動畫演示工作原理使學生更好地理解抽象的概念；大量的應(yīng)用實例可以吸引學生的注意力，引導(dǎo)學生積極主動的思考，激學習興趣和潛能。

三、檢測與傳感技術(shù)課程實踐教學改革

1.以基礎(chǔ)實驗為鋪墊，革新驗證性實驗

基礎(chǔ)實驗教學，注重引導(dǎo)，理論教師積極參與，加強實驗考核，使學生提高對實驗的重視，能主動預(yù)習準備實驗，帶著問題進行試驗。在實驗指導(dǎo)過程中，采用啟發(fā)式教學方法，要求學生尋找更好的改進方法，發(fā)展學生的發(fā)散思維能力，達到學以致用的目的，并且激發(fā)學生的創(chuàng)新興趣。通過基礎(chǔ)驗證性實驗使學生理解傳感器的基本原理和特性，消化教學內(nèi)容，掌握常用傳感器的使用和標定方法，學生對傳感器在理論學習的基礎(chǔ)上有感性的認識，能獨立進行實驗數(shù)據(jù)的讀取和實驗結(jié)果的分析。

2.項目驅(qū)動式教學方法，改變傳統(tǒng)實驗和實踐環(huán)節(jié)，增強學生創(chuàng)新能力

以項目的方式增加設(shè)計型綜合型實驗，學生將檢測與傳感技術(shù)與接口技術(shù)、單片機、PLC等技術(shù)有效的結(jié)合，提高學生的專業(yè)知識的應(yīng)用能力和實驗技能。使學生受到更為實際、全面的訓練，在實踐過程中逐步鍛煉和培養(yǎng)學生自主學習能力、團結(jié)協(xié)作、面向過程的管理方式的能力，并大幅增強學生創(chuàng)新意識和科技開發(fā)能力。按照分階段、遞進式的教學改革思路，教師根據(jù)能力層次，專業(yè)區(qū)分建立項目資源庫，由學生根據(jù)自身的能力和興趣，自由組合，選擇項目。采取項目驅(qū)動式的教學方法，每個學生都能帶著項目（課題）學理論做實驗，同時在項目的實現(xiàn)過程中加強對理論的掌握，提高應(yīng)用能力。

3.調(diào)整實驗管理方式，實行開放實驗室。

現(xiàn)有實驗室開放方式主要是固定時間開放，實行固定開放與預(yù)約開放相結(jié)合的方式進行，為學生提供一個開放的實驗環(huán)境，提高他們自主學習的興趣。

四、建立科學的課程考核和實驗考核方案

考核方式是教學管理中一個重要的手段，考慮本課程的特點，注重平時考核，成績結(jié)構(gòu)多樣化，考試不是唯一的考核方法?？己朔绞接啥嗖糠纸M成，課堂常用傳感器的資料查詢，和新知識、新型傳感器的查詢查閱分別以小論文方式上交；項目實訓部分的完成情況，期末考試成績等，增加創(chuàng)新成績。這樣一方面加強了學生實踐教學的重視，不再敷衍而過；另一方面學生的理論和實踐得到了全面的考核。

五、結(jié)論

檢測與傳感技術(shù)的課程改革在于培養(yǎng)學生傳感器和檢測技術(shù)的應(yīng)用能力，解決學生綜合素質(zhì)培養(yǎng)問題，提高學生的工程實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才；改變傳統(tǒng)實驗和實踐環(huán)節(jié)，使學生能夠獨立或合作完成項目的能力，在實踐過程中逐步鍛煉和培養(yǎng)學生自主學習能力、團結(jié)協(xié)作、面向過程的管理方式的能力。