傳感器技術(shù)教學(xué)方式探索

黃旭

摘要：傳感器技術(shù)是測控專業(yè)基礎(chǔ)課程中的重要內(nèi)容。該部分內(nèi)容綜合性強(qiáng)，是難點內(nèi)容，針對傳統(tǒng)教學(xué)方式在教學(xué)中凸顯的問題，文章著重從理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩方面提出了新的教學(xué)方式，以提升課堂效果，幫助學(xué)員真正學(xué)會傳感器技術(shù)的原理及使用方法。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù);理論教學(xué);實驗教學(xué)

隨著信息時代的到來，對外界信息獲取的準(zhǔn)確性決定著科學(xué)技術(shù)的有效應(yīng)用。傳感器技術(shù)是實現(xiàn)測試與控制的一項核心技術(shù)，已被列為目前優(yōu)先發(fā)展的科技領(lǐng)域之一。

傳感器技術(shù)是測試與控制的基礎(chǔ)，其綜合性較強(qiáng)，涵蓋了高等數(shù)學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等多項理論;與自動控制、計算機(jī)技術(shù)、信息處理等技術(shù)有著密切的聯(lián)系;廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、軍事醫(yī)療等應(yīng)用領(lǐng)域中。教員應(yīng)力求運用有效的教學(xué)模式，利用有限的課時，引導(dǎo)學(xué)生掌握理論、學(xué)會實踐。

1.?傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

（1）課時的有限性

傳感器技術(shù)的原理十分復(fù)雜，涉及到高等數(shù)學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等相關(guān)知識，學(xué)習(xí)難度較大，但其學(xué)時分配十分有限，有限的課時分配與繁雜的課程內(nèi)容形成矛盾，是教學(xué)過程中的難點。雖然學(xué)員們已經(jīng)學(xué)習(xí)了數(shù)模電等基礎(chǔ)知識，但學(xué)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(xué)生今后將感覺理論的更新與實際脫節(jié)。

（2）教學(xué)的重復(fù)性

這部分內(nèi)容占據(jù)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(xué)員只需依照實驗步驟調(diào)試，記錄、分析數(shù)據(jù)即可。學(xué)員只學(xué)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(yīng)用相結(jié)合，并未達(dá)到實驗教學(xué)重在應(yīng)用、讓學(xué)員在動手的同時兼鍛煉思維能力的教學(xué)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(xiàn)學(xué)員的動手操作能力。而動手能力也是教學(xué)的重要目的之一。所以，現(xiàn)有的課程考核方式的有所側(cè)重，在某種程度上壓制了學(xué)生對自身綜合能力的鍛煉。

2.?課堂教學(xué)方法的改革探索

教學(xué)的最終目的是在掌握理論基礎(chǔ)上，形成實踐能力。因此，平衡這兩者的相互關(guān)系十分重要，既不能局限于數(shù)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(xué)方式的改革

采用應(yīng)用為導(dǎo)向的理論教學(xué)。傳統(tǒng)的教學(xué)安排為：先做理論推導(dǎo)，再在應(yīng)用介紹中對理論進(jìn)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(dǎo)，學(xué)員會因內(nèi)容枯燥難懂而失去注意力，在理論學(xué)習(xí)不牢固的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用介紹，理解上又感困難，會導(dǎo)致整個課堂效果非常差。為了激發(fā)學(xué)員興趣、提高學(xué)員積極性，我們對教學(xué)模式進(jìn)行改革——由具體應(yīng)用入手，在分析解決實際問題過程中學(xué)習(xí)知識。

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

采用多媒體、視頻動畫等教學(xué)新技術(shù)，也是提高學(xué)員積極性的有效方式。生動形象的多媒體素材更能激發(fā)學(xué)生的關(guān)注度、加深對知識的記憶。在課堂教學(xué)中注重把不同的教學(xué)手段應(yīng)用在能充分發(fā)揮其優(yōu)勢的教學(xué)內(nèi)容中。對于多媒體教學(xué)，我們將其應(yīng)用到教學(xué)中，讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)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(yīng)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(nèi)容的總結(jié)歸納，因此，在授課過程中，要充分發(fā)揮各種方法手段的作用。板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)方式，讓學(xué)員對各種傳感器如何實現(xiàn)信號檢測的理解，既有畫面可聯(lián)想，又有公式數(shù)據(jù)可依，能對課堂所學(xué)內(nèi)容更牢固更深入地掌握。

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

（2）針對實踐教學(xué)方式的改革

傳統(tǒng)實驗大綱中編寫的實驗，多數(shù)為基于專業(yè)實驗臺的操作，基本為相關(guān)物理效應(yīng)的演示，比如電阻應(yīng)變片傳感器是將形變轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，實踐操作只是對電阻應(yīng)變效應(yīng)的驗證。為了增強(qiáng)理論與應(yīng)用的關(guān)聯(lián)，對于傳感檢測技術(shù)的原理驗證，我們?nèi)诤狭藢Ξa(chǎn)品實例的分析。比如，對于電阻應(yīng)變片傳感器相關(guān)實驗，為每個試驗臺準(zhǔn)備一個傳感器，鼓勵學(xué)生拆開分析其內(nèi)部運作原理。實驗報告也并非簡單的數(shù)據(jù)記錄及處理，而是要求學(xué)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(fā)生時時，信號輸出的變化情況。

另外，為學(xué)員準(zhǔn)備開放性設(shè)計實驗，使學(xué)員能夠開放思維，大膽設(shè)計。通過對傳感器檢測的設(shè)計，轉(zhuǎn)換電路的搭建，以及整個系統(tǒng)的調(diào)試，讓學(xué)生自主自發(fā)地在設(shè)計中引出相關(guān)理論知識點，在設(shè)計實現(xiàn)過程中加深對專業(yè)知識技能的綜合運用。

3.?總結(jié)

總之，教學(xué)改革的思想就是以學(xué)員為主體，充分調(diào)動學(xué)員的積極性，針對傳感器技術(shù)的特點，進(jìn)行了針對性的嘗試探索。教學(xué)實踐證明，通過改變教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又大大活躍了課程氣氛，通過設(shè)計系實驗培養(yǎng)小組合作共同解決問題的能力，增強(qiáng)了學(xué)員的思維能力，使學(xué)員真正掌握這門技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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