面向21世纪创新人才培养的需求—加强传感器实验教学改革

卢翠珍

百色职业学院 广西百色 533000

面向21世纪创新人才培养的需求—加强传感器实验教学改革

卢翠珍

百色职业学院 广西百色 533000

传感器是一门知识和技术密集型的新型学科，其实践性和应用性很强，学生通过实验除了能验证理论知识外，还能加强创新和实践能力的培养。针对我校多年来传感器实验教学的现状，以及新世纪对创新人才培养的要求，进行了有益的改革，旨在提高学生的动手能力，培养技能型创新人才。

传感器实验；教学改革；创新人才培养

传感器技术是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。目前已广泛应用于国防科技、工农业生产及日常生活中，是测控过程中反映被测对象、保证控制质量的重要一环，也是自动化、测控技术、机电一体化及电子等专业的一门实践性和应用性很强的专业基础课。那么随着计算机技术，信息技术和网络技术的发展，传感器技术与应用也飞速发展，而传统的传感器教学尤其是实践环节的教学迫切需要改革创新。为此，针对我校传感器实验教学的现状进行了有益的改革，旨在提高学生对传感器原理及特性的理解并进而达到设计和应用的目的，培养高素质技能型人才。

一、传感器的发展现状及实验教学的需求

自20世纪60年代以来，传感器及智能仪器仪表一直作为自动化、测控技术、机电一体化及电子等专业的专业课程，特别是进入80年代后，国际上出现了“传感器热”，日本把传感器技术列为80年代10大技术之首，其工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。美国则声称世界已进入“传感器时代”，到了90年代把传感器技术列为关键技术。而我国把传感器技术列为“八五”“九五”的重点研究项目之一，并且2003年3月国家教育部紧跟国际科技发展步伐，已将传感器的教学纳入到普通高级中学物理课程的教学体系中。正是由于世界各国普遍重视和投入开发，传感器得到了迅速的发展，在近十几年来，其产量及市场需求年增长率均在10%以上。目前世界上从事传感器研制生产单位已增到5000余家。美国、欧洲、俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家有1000余家，日本有800多家。由此可见，传感器在当今科技发展及国民教育体系中所处的重要地位。而传感器本身又是一门实践性和应用性很强的学科，同时传感器实验教学是整个教学环节中的一个重要组成部分，可见，加强传感器实验教学改革以满足新时期对人才培养的需要已迫在眉捷。

二、传感器实验教学的现状

长期以来，由于种种原因，理论教学重于实验教学的观念根深蒂固，影响了传感器教学的效果。更体现不出职业教育的特点，传统的传感器教学尤其是实践性环节迫切需要改革创新。传统的传感器实验教学的主要存在问题反映在以下几个方面：

1.教学中存在不重视实验的倾向

实验教学是理论知识和实验活动、间接经验与直接经验、抽象思维和形象思维、传授知识与训练技能相结合的过程。但是，从传感器实验教学现状来看，目前仍存在着重理论、轻实践的倾向。在课程安排上，没有专门的实验课及相应的学分评价体系，实验内容含在理论课程中，实验学时与内容的开设随意性强，实验课时同理论课时比例不合理等问题，从而大大影响了学生对传感器特性的理解及在传感器应用中解决实际问题能力的培养。

2.实验项目验证性多于设计性和综合性

目前，我院使用的传感器实验装置是由南宁启动教育设备提供的XO-155型传感器与检测技术实验台，它所提供的实验项目大多为验证性实验，虽然各传感器透明式封装比较直观，但不满足设计性、综合性的要求，与工程实践脱节严重。所以经常有学生问我“我们将来出去工作时有没有这样的装置操作呢？”

3.教学方式单调枯燥

传统的传感器实验教学是注入式的，从实验原理、步骤、实验注意事项，甚至连实验结果都面面俱到地由老师讲解，然后由学生“按方抓药”地操作。这使学生处于消极被动的地位，甚至有的学生做完后还不知道做这个实验有什么用，严重影响了其学习主观能动性的发挥，阻碍了学生的全面综合素质的培养。

4.实验经费投入不足

实验室建设对各高职学校来说是一项重要的投资，但是由于我校刚建校不久，还存在很多问题，尤其是经费问题，加上传感器又是精密测量仪器，一般单个售价都在50元以上，我院于2006年购置的6台XO-155型传感器与检测技术试验台就高达9万元。因此，在资金紧张的情况下，使得我校扩招后由原来的1名学生1台设备，改为3至4名学生1台，这样在实验过程中往往1个学生做，同组人旁观，教学效果很不理想。

三、改革与探讨

实验教学是高职院校教学的重要组成部分，是对课堂所学理论知识的直观认识和拓展应用，是学生理论联系实际的重要途径，它在培养学生综合素质和创新能力方面有着不可替代的重要作用。因此传感器实验教学必须从理论教学中解脱出来，实验教学应与本课程特点紧密结合，做一次全面的改革。

1.深化传感器实验教学改革，着力培养学生动手能力

为推进我国全面的素质教育，培养学生创新精神和实践能力，根据传感器实验教学的现状和面临的问题进行充分调研，对目前的传感器实验教学进行全面改革：从高职学生特点的约束到实际实验教学的实施；从教师的教学观念，到学生的实验的目的等各方面都要充分认识到传感器实验在传感器教学中的重要性，在实际实验教学中不断培养学生独立的操作动手能力。总体上说，注重引导，加强实验考核，使学生普遍对实验重视程度提高，能主动预习准备实验，甚至带着问题进实验室，学生的动手能力明显增强。

2.切实加强传感器实验室基础建设和科学管理制度

实验器材是开展实验教学活动的物质基础平台，虽然传感器实验器材价格相对较贵，但也应逐渐增加传感器实验室经费的投入，除了确保正常的教学实验所需各项经费外，还要投入一定经费改进和完善现有仪器设备。同时，还要加强实验室科学管理制度的建设，现在我校的实验室管理专职人员紧缺，一般由理论课老师来担任实验的教学和实验室管理，其间存在管理漏洞，仪器损坏无法及时维修，严重影响实验教学的开展。因此，传感器实验室要根据本学科的特点和自身条件建立切实可行的实验室管理制度和实验操作规程，逐渐形成较为完整的实验教学管理和保证体系。

3.加快传感器实验教材的编写

实验教材是提高实验教学质量的重要环节。据调查现阶段各校采用的传感器实验教材大都是厂家提供的仪器使用说明，缺乏规范性、普适性。因此根据实验教学改革和本学科发展的现状，更新充实实验教学内容和教学方法，编写配套的、高水平的传感器实验教材是刻不容缓的。

4.改革传感器实验教学的内容及方法

(1)实验教学内容的改革

为了突出实践教学，培养学生的应用意识、工程实践能力，使学生“消化理论、发展能力”，我们对该课程的实验内容进行了两方面的改革：一方面保留了一些基础验证性实验，如电阻应变、电涡流位移特性、电容式传感器位移特性实验等，使学生通过这些实验，理解传感器的基本原理和特性，消化教学内容；另一方面开设一些设计性实验，如我们利用电阻应变片设计了数字电子秤，用光敏电阻设计了用于楼梯路灯控制的声光控延时开关，以及结合单片机知识设计出自动避障小车和全自动洗衣机控制器等，通过学生自己制作出一些小产品模型，使学生进一步认识到课堂中学过的传感器在实际中的作用。在教学过程中除了要求学生写出实验报告外还要求撰写设计论文，这样更能够将设计思想、方案论证、技术路线等一系列创造性工作反映出来，同时还可锻炼学生的总结能力，为将来撰写科技论文奠定基础。

(2)实验教学方法的改革

实验课是验证理论、应用理论、锻炼学生动手能力的重要环节。在实验指导的方法上,我们进行了一些改革探索，在实验指导过程中,注意因材施教,采用启发式教学方法,提示学生是否有更好的改进方法等等。比如在电阻应变实验中，对电子秤标定时要反复调节差动放大器增益电位器Rw3及零位电位器Rw4，直至托盘空时电压表显示为0V、200g砝码时显示为0.2V。反复调节最终是可以达到要求，但是当学生反复调节几次没达到预期要求时可能不耐烦了，这时提示学生分析电路中Rw3、Rw4的作用，经过比较对应后，很快可以得出这样的快速调节方法：当托盘空时，调节Rw4使电压表显示为零；然后将10个砝码全放入托盘，调节Rw3使电压表显示为0.2V；然后去掉全部砝码记下此时电压表读数～0(如0.002V)；再将砝码全放入托盘调节Rw4使电压表显示为0.2～V0(如0.198V)；最后再调节Rw3使电压表显示为0.2V即可。通过像这个实验一样的实验教学方法改革,我们认识到如果在每次实验指导中都能够采用启发式的方法启迪学生，发展学生的发散思维能力，那么一定能使学生举一反三，达到学以致用的目的，同时还可激发学生的创新兴趣。

5.建立科学的实验考核方案

成绩评定方式对于实验教学十分重要，也是传感器实验教学改革实施的总体指挥棒。学生最关心的就是成绩，我们要充分利用这一法宝设计较为合理的考核方案，既能达到考察的目的，同时使学生通过试验不仅能很好理解理论知识，还可以培养学生的动手、创新能力。为此，将成绩评价定位在是否理解并灵活应用所学知识以及鼓励创新思想和创新实践的过程，而不仅仅是结果正确与否。在总结多年实验课经验的基础上，采用两种结果验收相结合的形式，一种形式是当面验收，通过演示和口头介绍展示实验过程及实验效果，并完成高质量的实验报告(包括利用SEC-2005传感器实验系统软件实现对测量数据的分析及相应的改进措施和仿真)，这种方式是学生实践活动结果的直观体现；另一种形式是提交撰写设计论文，相对与前者，这种形式更能够将设计思想、方案论证、技术路线等一些列创造性工作反映出来，同时还可锻炼学生的总结能力，学生的最终实验成绩是这两部分成绩的综合。

四、结束语

由于传感器实验课教学改革涉及方方面面，是个比较复杂的问题。我们仅仅做了一些尝试，并取得了一定的成功经验。我们改革的目的很明确，就是要让学生感觉到每一个实验都是一次挑战，要想取得成功,必须要有充分的准备、严谨的态度、细致的操作和灵活的思维。每一次实验的完成，不仅要让学生的实验能力得到充分的训练和提高，更重要的是要激发学生的主观能动性和创造性。只有这样才能为国家培养出高质量的一流人才。

[1]王煜东.传感器及应用[M].北京：机械工业出版社,2002

[2]罗萍.关于传感器实验与提高学生能力的思考[J].中国科学教育,2006,13:73

[3]陈育中.五年制高职传感器与检测技术课程实验教学改革初探[J].科协论坛,2009,4

A person of talent in innovate cultivate demand to turn in the direction of 21 century—To strengthen experimental teaching reform of sensors

Lu Cuizhen
Baise institute of profession, Baise, 533000, China

Sensors is a knowledge and technique tight squeeze of a new type course,it is most practical and application course, the students can verify theories through an experiment, and can strengthen the cultivation of the student’s innovation and practice ability.Aimed at the present situation of the experimental teaching for sensor of our college, we do some beneficial reform and the aim is to improve the practice ability of students and cultivate the innovative talents.

sensor experiment; teaching reform; cultivation of innovative talents

book=102,ebook=492

2010-01-22

卢翠珍，本科，讲师。