独立学院自动检测技术课程改革与实践

□宋哲英，刘朝英，宋雪玲

( 河北科技大学电气信息学院，河北 石家庄 050018)

《自动检测技术》涉及的知识面广，而且各个章节没有必然的联系，更有许多新的知识点。教学内容有一定的难度，且教材只列出一些结论性的规律。再加上三本的学生基础知识不扎实，而且学生的实践知识和经验不足，这更加大了这门课程的教学难度。因此，如何因材施教，正确处理教材，采用灵活多样的教法以激发学生学习兴趣，培养其较强的工程实践能力成为该课程改革的目的。

一、教学内容的适当调整

有机整合相关教材内容。自动检测技术是高等院校检测技术及应用专业及相关专业必修的一门重要的基础课，相关的教材也很多，但从目前的教材来看，教材内容安排主要分两类：一类以传感器类别划分讲解测量原理；另外一类以测量参数来划分讲解测量原理及应用情况。虽然分类方式不同，侧重点不尽相同，但内容有很多重复。因此，针对三本教育的特点，我们将其内容整合，打破二者原有界限，突出工程应用情况和新型传感技术。主要做法是以测量参数为主线，提出不同的测量方法，讲述不同传感器的工作原理、基本结构、主要特性参数、典型测量电路，重点介绍传感器的典型应用及注意问题。因为对学生来说，先有实际的感性认识做基础，再进一步地去认识它的工作特性、实际应用，这样有过渡性，也容易为学生所接受。如果以传感器类别划分讲解测量原理，学生学得太死，被先导的理论所迷惑，一旦实际选用传感器时就会茫然不知所措。该课程内容整合旨在提高三本学生的实际动手能力和应用能力，同时对传感器与检测技术的发展动向和趋势有清晰的了解。

课程内容的不断更新。近年来传感器新知识、新技术不断出现，一方面，采用新原理开发新型传感器、开发物性型传感器和仿生传感器；另一方面，传感器朝着固态化、集成化、多功能化、智能化方向发展。因此，在讲课中，我们应注意新技术的介绍和应用。比如温度传感器，传统的有热电偶、热电阻温度传感器，而现在较先进的测控系统常常使用集成化的温度传感器(如AD590)，另外，便携式红外辐射温度计可检测带电导体、运动物体、真空等特殊环境下的温度，是新一代非接触测温仪；其它现代新型传感器，如光纤传感器、红外及图像传感器等等，这就需要教师多查阅和收集有关资料，不断更新、调整教学内容。

二、教学方法的革新

淡化理论推导，注重应用实例。结合三本学生的实际情况，删除了大量的繁杂的理论推导，注重传感器的应用实例与理论进行联系。实际授课时，可结合实物进行直观教学，若受客观条件的限制，则可以充分利用网络资源，搜索传感器的实物图片包含在课件里，展示现实中的传感器真实形态，还可以开发测量过程的动画展示给学生，达到生动、形象和便于讲解与学生理解的目的，使学生学起来感兴趣，学得轻松，学得愿意。

改变单一教学方式，构建主动学习过程。我国传统的教学主要着眼于传播知识与技能，老师代替学生思维，学生虽然掌握了系统的知识，正面理解多、逆向质疑少，缺乏自己提出问题的思想准备，实践能力和创新能力却没有得到相应提高。这也是与世界发达国家教育质的区别。新的教学模式将教学活动的重心放在培养学生的创新意识、创新能力和实践能力方面。因此，必须改进教学方式，转变单一的、封闭的知识传授模式，注重学生的价值观、创造性和实践性的发展，构建学生主动学习过程，从而达到认识问题，解决问题的目的，但这是一个循序渐进的过程。不同的课程有不同的特点，一本、二本和三本的学生特点也不同，因此，构建主动学习过程的方式也是多种多样的，不能一概而论。

注重知识的前后贯通与应用，使学生对知识的掌握由点扩展到面。现在控制系统对传感器的准确度、稳定性和工作条件提出了很高的要求，希望输出输入特性呈线性关系。而目前多数传感器输出特性具有非线性特性，为使传感器在检测过程中灵敏度保持一致，便于分析处理和直接显示，并提高测量精度，必须对非线性进行校正，使之线性化。因此，为了加强学生对非线性补偿的方法和意义的认识，一定要联系传感器静态特性中的线性度，对传感器的输入输出参数进行线性化分析。如可基于选修课程《误差理论与数据处理》的知识，采用最小二乘法进行非线性拟合，并利用matlab分析拟合结果，详细地讲解线性化的作用和优点，使学生对知识的掌握由点扩展到面，由抽象到具体。

不定期举办学术交流讲座，拓展学生眼界。根据学生毕业后可能从事的相关工作的实际情况，不定期安排学术交流讲座，聘请企业、研究所工作经验丰富的工程师、老师傅与学生交流，讲解工程实际中可能遇到的问题及处理方法，增加对工程实际问题的感性认识，使学生毕业后尽快能适应新的工作环境，增强其就业竞争能力。如在讲完流量测量这一章后，我们邀请了省流量计量研究所的专家，给学生作了一场有关流量仪表在实际应用中的选型与注意事项的报告，收到了非常好的效果。同时，专家在讲解过程中还现身说法，给学生以人生启迪，使其受益匪浅。

三、实践环节的改革

浙江高联的CSY系列传感器与检测技术实验台，为学生理论联系实际提供了较好的条件。可开设三十多个实验项目，比如应变式传感器实验、电感式传感器实验、霍尔式传感器实验、光纤式传感器实验等等。由于传感器系统实验仪是把十来种传感器、电源、处理电路、显示仪表集于一体，组成了一个完整的测量系统。东西大多是现成的，学生做实验时只是机械地按照实验步骤，简单地连几根线就完事，至于使用的传感器种类、工作原理、特性等很少过问，这就导致做了实验，只是有了几个测量数据而已，很难真正理解传感器的特性，达到与理论结合的目的。

解决的办法可以从三方面入手：一是把传感器系统实验仪拆开，让学生了解实验所用的传感器、处理电路、显示电路等等；二是重新购买一些传感器及电子元器件，让学生将这些散件组装成一个完整的测量系统，如利用热电偶组成一个测温系统，从现场的热源开始，到测温点的选择，再到传感器的安装接线、二次仪表的显示，使学生对温度检测有一个总体感性认识，进一步提高学生的学习兴趣和对知识的理解力；三是在依托现有实验台的基础上，拓展实验内容。第三种方法有时可能会达到意想不到的效果。如目前的传感器特性实验仅仅是要求学生测出传感器的输入与输出特性，计算其非线性误差即可。为了促进学生对非线性补偿的理解，增强学生对传感器的实际认识和综合实践能力，因此，可以在这方面进行实验拓展。非线性补偿有硬件补偿和软件补偿。硬件补偿速度快，但适应性较差；软件补偿成本低，适应性较广，是补偿的发展方向。所以，可以让学生测试完传感器的特性后，选择不同的方案进行非线性补偿，这样实验类型则由验证型转向设计型。当然，学生动手操作之前，老师对实验目的、操作步骤进行归纳讲述，使学生明白“做什么”、“怎么做”、“为什么这样做”。实验完成后按照科研论文的书写方式，提交报告。通过这种综合实验设计，学生查找参考资料，拓宽了知识面，并进行许多大胆有益的尝试，对检测系统的基本构成、基本特性有了更明确的认识，同时还能了解自动检测发展的前沿技术。

基于《自动检测技术》的课程特点和三本学生的具体情况，在教学内容、教学方法及实践环节等方面进行了多方位改革。通过一系列的改革与实践，教学效果、学生的实践能力比以前有明显提高，为后续的课程奠定了良好的基础。但是，针对三本学生的特点，如何因材施教，还是一个长期值得研究的课题。

(课题组负责人：宋哲英；成员：刘朝英、宋雪玲、王军、王春梅。)

参考文献：

[1]应艳杰,钱裕禄.对提高三本工科院校学生工程实践能力的认识与思考[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2008,(4).

[2]黄 昆.对高校自动检测技术课程内容体系的认识和探讨[J].河北工程技术职业学院学报,2004,(3).

[3]胡向东.对“传感器与自动检测技术”课程内容体系优化的思考[J].新西部,2007,(8).

[4]俞云强.高职《自动检测技术》课程的教学改革[J].机械职业教育,2006,(7).