工程教育背景下“检测技术”教学改革探讨

陈振学，刘成云，常发亮

(山东大学 控制科学与工程学院，山东 济南250061)

检测技术是当今信息社会必须使用的一门重要技术。在我国高校的自动化类、计算机类、信息类和电子类等专业中都已开设有相关的“检测技术”课程［1，2］。本文介绍笔者在“检测技术”校级精品课程建设中，所进行的教学内容和方法上的改革，主要从课堂教学和实验教学两个方面进行阐述。

1 课堂教学改革

“检测技术”课程的主要教学内容包括自动检测技术的基本知识、典型传感器原理、过程检测技术及自动检测中的共性技术和新发展［3］。

1)有侧重点的课堂教学

“检测技术”课程中传感器的原理和测量电路听起来比较枯燥乏味，而传感器的应用结合生活中的实例会比较有趣。因此，我们在授课时可以先介绍传感器在生活中的一些常见应用实例，让学生带着疑问再去学习传感器的原理和测量电路，这样效果就会好很多。

2)工程应用型教材的使用

我们编写并讲授的工程应用型教材［4］，以应用为目标，兼顾宽度与深度的统一，注重基础性与先进性相结合、学科性与实用性相结合以及检测技术与检测装置(产品)相结合。在阐述典型参数的检测技术时，首先对该参数的常用检测方法进行一般性讲解和纵横比较;然后选择其中一种或两种方法进行较深入的阐述，包括传感原理、调理电路、性能特点、选用要点、安装校验和故障处理等，以满足深度方面的要求。在每一章末都安排有实际工程背景的例题和习题，学生可利用网络资源进行自主学习。

为了让学生掌握课程中的核心内容，我们在讲授利用电容式传感器测量金属板材厚度的原理时，提出以下三个问题:①定性说明其测量与控制原理;②检测滞后主要是由于什么原因造成的?③应用自控理论说明检测滞后对该控制系统的性能带来哪些影响?

这些问题都是教材中没有讲到，但是又关系到以后传感器的使用问题，同时也可藉此检查学生对所学自动化知识的综合与分析能力。

3)结合教师研究课题和工程经验进行教学

工科院校教师应该具有一定程度的工程实践经验，这对教学工作是很有利的。比如讲授电涡流式传感器时，首先提到在机场、海关、钱币厂和监狱等重要场所，都有安全通道采用金属探测仪进行安全检查。由此，我们引出金属探测仪的工作原理:由于金属的电涡流效应，当探测线圈靠近金属物体时，金属导体表面会产生电涡流，由电涡流产生的磁场会使探测仪振荡回路中的能量损耗增大，检测出这种变化并转换成声音报警信号，便可以判定探测线圈下面是否有金属物体［5］。再如讲解图像传感器时，首先介绍CCD 图像传感器在军事、民用和医疗等领域的广泛应用，然后结合笔者所从事的模式识别与图像处理的研究方向和实践经验，介绍如何制作和使用CCD 图像传感器，最后再来解释CCD 图像传感器的原理。

2 实验教学改革

1)设计型实验

传统的实验教学模式只是模仿性的实验去验证已知的结果而已［6］。针对实验教学中出现的问题，我们在实验内容上，适量增加了部分设计型实验，如利用热电偶传感器制作温度感应器，制作光栅传感器测量微小位移等。

2)实物型实验

我们在实验教学中，购置了部分典型的传感器，如悬臂梁式称重传感器和型热电偶等，供学生自行拆装，将传感器内部实物的构造展示出来。这样，教学效果比一些简单的文字教学或平面图教学要好得多。这种教学模式不完全等同于实验教学。实验教学是不能拆开传感器的，只能进行使用操作，而这种模式能让学生了解到传感器的内部构造。并且消耗费用并不大。

3)实验中的讨论学习

我们在实验教学中采用了讨论式学习。要求学生在课前做好预习准备，查阅相关的资料文献，先阐述自己对该实验的理解，然后组织大家讨论，最后由教师总结并补充学生讨论中的疏漏。另外，对在实验中遇到的问题，大家可以采用讨论方式来解释或者尝试解决这些问题。

3 结语

本文通过对“检测技术”课堂教学和实验教学进行改革，充分调动了学生学习的积极性，提高了该课程的教学质量。随着科学技术的不断发展，该课程的教学内容和方式还需不断改革和完善，我们将继续进行探索以进一步提高教学质量。使本科学生毕业以后能在自动检测技术的应用方面有一个质的飞跃，以适应杜会的需要。

［1］ 徐科军. 传感器与检测技术(第2 版)［M］. 北京:电子工业出版社，2008

［2］ 苑惠娟，秦勇，周真.“传感技术”课程设计改革探索［J］. 南京:电气电子教学学报，.2010，32 (4):91-92

［3］ 邹绍芳，吴开华，马莉. 检测技术课程交叉教学研究［J］. 杭州电子科技大学学报，2008，4 (4):74-76

［4］ 李现明，陈振学，胡冠山. 现代检测技术及应用［M］. 北京:高等教育出版社，2012

［5］ 周杏鹏.“检测技术”课程教材建设与教改实践［J］. 南京:电气电子教学学报. 2005，27 (3):68-70

［6］ 徐科军.“传感器与检测技术”课程建设探讨［J］. 南京:电气电子教学学报，2009，31(3):23 －24.