传感器与自动检测技术课程教学改革初探

莫 莉任振兴何 欣

1.成都大学机械工程学院 四川成都 610106 2.成都大学图书馆 四川成都 610106



传感器与自动检测技术课程教学改革初探

莫 莉1任振兴1何 欣2

1.成都大学机械工程学院 四川成都 610106 2.成都大学图书馆 四川成都 610106

摘 要：传感器与自动检测技术是各电子信息类专业核心课程，具有信息量大、内容多、涉及面广、发展迅速等特点。分析了传统教学方法的优缺点，提出从课堂教学、实验教学、考核与评定体系三方面进行教学改革。以上教改方案在实践教学应用过程中成效显著，大大提高学生学习积极性，从而改善课堂授课效果。

关键词：传感器；课堂教学；实验教学；教学改革

21世纪是信息的时代，作为信息获取关键环节的传感器技术是现代信息技术的重要支柱之一［1］。国内外许多高校电子信息类专业都开设有传感器与自动检测技术课程［2］。

传感器课程在目前教学工作中采用以课堂理论教学为主，根据教学内容开设少量验证性教学实验为辅的教学方式［1］。从近期看，该方式学生缺乏对传感器实物的感性认识，不能激发学生学习兴趣和学习积极性，课堂教学质量不高［1］。从长远看，该方式对我国传感器技术的自主创新和人才培养也是不利的，需要倡导以学生为主体的研究型教学改革［3］。考虑到传感器课程与日常生产、生活实际息息相关，所以应该以实践应用为目标，将实践应用的理念始终贯穿整个理论与实践教学环节［2］。由此，本文提出关于课堂教学、实验教学、考核与评定体系的教学改革措施，并在应用中取得较好效果，获得学生和教师的一致好评。

传感器课程教学改革体系如图1所示。

图1　传感器课程教学改革体系

1　课堂教学改革

人才培养是高校的根本任务，课堂教学是人才培养的主渠道，课堂的有效教学直接影响人才培养的质量，关系到培养目标的实现［4］。

传统的课堂教学教师为主，学生为辅，主要为“填鸭式”灌输方式，教师通常会将传感器的工作原理、组成结构、测量电路和应用案例按先后顺序讲授给学生。这种教学方法授课内容多且丰富，层次感好，但众多类型传感器千篇一律使用该方法教学显得平铺直叙，过于模式化。而学生在学习过程中也会感觉本门课程枯燥乏味，学习难度很大。因此，以提升课堂教学有效性为原则，本文提出几点课堂教学改革方案（如图2所示）。

图2　传感器课堂教学教改思路图

1.1制定合理教学大纲

合理的教学大纲是上好一门课的前提。近年来，由于传感器技术发展迅速，更新换代很快，大批新型优质传感器不断涌现，这就要求我们制定教学大纲要跟上科技发展的脚步，不断更新，帮助学生掌握传感器技术发展趋势和技术前沿。

1.2学生为主 教师为辅

笔者认为，有效教学的“有效性”最终将体现在学生对相关知识点是否学懂、会用上，而传统的“填鸭式”教学，教师为主，学生为辅， 造成学生对知识点的误解或不解，而在一环扣一环的知识体系中，上一环出现问题势必造成下一环更多的问题，长此以往，学生的学习积极性必定消失殆尽。

因此，教学环节中的主体必须是学生，教师仅是启发引导的作用。教学中必须“以学生为主体”， 从学生的角度出发，以学生的思维表达方式来引出并解决问题。比如讲温度传感器，可举例冰箱、空调、电磁炉、恒温热水器等家用电器对温度的检测；讲液位传感器，可举例全自动洗衣机对水位的检测；讲气体浓度传感器，可举例酒精测试仪或烟雾报警器对气体浓度的检测。

1.3实物演示教学法传感器与自动检测技术是一门应用性很强的课程，笔者在课前搜集大量传感器实物，在上课时展示给学生，对于方便拆卸的传感器，可拆卸及组装给学生看，这样可以让学生对所展示传感器有更加直观、感性的认识，学习兴趣及积极性自然提高。

1.4适当开设“学生小讲堂”和“专题讲座”课上讨论提交论文报告

教师授课过程中，针对该门课程的前沿性知识点，可适当开设“学生小讲堂”和“专题讲座”、让学生自己动手查资料，找案例，写教案，做课件，同时进行课上讨论并撰写论文报告。该方法可极大提高学生自学能力。

1.5多媒体与板书有效结合

随着当今科学技术的快速发展，多媒体现代化教学手段越来越被广大师生接受和使用，但从教学效果看，多媒体与传统板书教学方式各有所长。多媒体教学方式中，授课教师将知识点以文字、图表、动画等方式呈现在教学课件中，节省时间的同时还能扩充课堂讲授内容，但该方式教学速度过快，教学内容过多，学生对知识点印象不深、理解不透；传统板书教学方式中，授课教师需要将众多知识点详细罗列在黑板上，特别是概念的阐述和公式的由来，以便学生做好笔记课后复习，这样势必会大大占用课堂讲授时间及降低课堂讲授效率，同时，学生也会为了更好地做笔记而错过教师讲述的重点，但该方式也正是由于有了教师的书写和详细推导过程，所以能更好地帮助学生理解并掌握知识点。因此，授课教师需要将二者有效结合，取长补短，才能最大程度调动学生积极性，使学生潜能得到充分挖掘，达到最佳授课效果［5］。

1.6充分利用网络教学平台

网络教学平台中包含多个项目，如：课程介绍、教学大纲、授课教案、参考资料、重点讲解、作业讲解、讲义课件、教材选用、答疑集等。授课教师可充分利用网络教学平台更新完善授课信息，学生也可利用网络教学平台对所学内容进行良好的预习、复习和巩固。师生可通过网络教学平台建立联系，进行良好的互动，由此也将相对保守的课堂搬到了课下，气氛活跃的同时也能很大程度上调动学生学习积极性，提高学习有效性。

2　实验教学改革

实验教学是理论教学的有力保障。本文以培养学生动手能力、独立研究能力和创新能力为原则［6］，提出包含教学实验、课程设计、参观实习、参加比赛、科研实践等几点的实验教学改革方案。其结构框图如图3所示。

图3　传感器实验教学教改框图

2.1加大教学实验比重 改革实验手段

目前，针对传感器与自动检测技术课程的实验教学主要是验证性实验，其实验过程和实验结果在实验前均已设定完成，学生仅需根据实验电路进行正确连接，即可得出实验数据。该种实验方法简单易懂，但在很大程度上局限学生思维和实验创新能力。因此，建议加大实验课比重，同时改革实验手段，适当增加开放性、综合性、设计性实验，使学生在实验过程中手、眼、脑、心并用，培养其自学能力和独立动手能力，提高学生学习兴趣和学习效率，从而取得良好学习效果。

截至目前，我院开设验证性实验教学内容见表1。笔者在以上验证性实验基础上，设计了以下6个综合设计性实验，要求学生利用CSY-2000型实验平台或PROTUES设计软件完成（见表2）。

表1　验证性实验教学内容

表2　综合设计性实验教学内容

2.2增设课程设计

高年级同学在完成验证性和综合设计性实验前提下，可通过更全面的课程设计进一步巩固所学基础知识，将理论与实践结合。目前学院针对相关专业同学逐渐开设以下课程设计（见表3）。学生反馈效果良好，表示通过进一步练习，自己能够系统而独立解决传感器选择、调试、标定、测量、显示、超限报警等实际问题［7］。

表3　增设课程设计

2.3多形式课外实践

条件允许下，可安排学生就近参观实习，鼓励学生参加科研实践与相关比赛，如飞思卡尔杯智能小车大赛、中国机器人大赛等，如此多形式的课外实践，可在很大程度上发散学生思维，开拓学生眼界，提高学生自学能力。

3　考核与评定体系改革

随着各种教学模式改革，课程的考核与评价体系不应再单纯以考试作为学业成绩的唯一评定标准［8］，而应改革为弹性化、多元化、多层次化，合理公平的对待个性不同的学生。改革后，本门课程的考核与评定体系将由以下几部分组成：期末考试（50%）+平时作业（5%）+平时出勤（5%）+实验成绩（20%）+课上小讲堂（10%）+课后小论文（10%）。这样，要求学生对书本知识不能“死记硬背”，而是“活学活用”，为提升学生综合能力及实践应用能力，培养应用型人才奠定基础。

4　改革成效

（1）课堂教学改革大大提高学生学习积极性，学习情绪高涨，学习成绩提高，教学效果良好。特别是“学生小讲堂”和“课上讨论”两个环节，学生非常喜欢。

（2）实验教学改革大大提高学生自主学习能力和动手能力，很多学生能良好完成综合设计性实验及课程设计。目前，我系学生参加四川省大学生电子设计大赛及全国大学生电子设计大赛，分获一等奖1项，二等奖2项的可喜成绩。

（3）考核与评定体系改革公平合理的对待了个性不同的学生，激发学生学习积极性，使学生跳出“死读书，读死书”的怪圈，真正做到“活学活用，学以致用”［5］。

传感器与自动检测技术是一门内容丰富且综合性极强的学科，通过研究和实践已取得较为显著的改革效果，但要使学生完全掌握其内容要点，还得要求我们在授课过程中不断探索，不断总结，才能有效提高课堂教学质量，培养出优秀的理论及应用型综合人才。

参考文献

［1］ 李成，樊尚春.传感器课堂与实验教学的一体化建设与实践［J］.实验室研究与探索，2011，30（10）：12-135.

［2］ 宋述燕，陈家凤.《传感器技术及应用》教学方法探讨［J］.实验科学与技术，2008，6（3）：104-106.

［3］ 程德福，凌振宝，王君.“传感器原理及检测技术”课程主要环节的研究性教学设计［C］.教育部高等学校仪器科学与技术教学研讨会.2009：71-73.

［4］ 徐青.推进课堂教学改革要解决四个“力”［J］.中国大学教学，2008（10）：27-28.

［5］ 李姿景，张具勤，陈嘉义.“传感器原理及应用”课程教学改革与实践［J］.中国电力教育，2010（21）：110-111.

［6］ 李海燕，赵汗青.实验教学创新的研究与探索［J］.实验室研究与探索，2009，28（8）：115-117.

［7］ 朱佩霞，俞朴.传感器课程设计的实践与探索［J］.高等工程教育研究，1990（1）：81-82.

［8］ 黄剑平，龚银香.设计性实验教学的实践与探索［J］.实验技术与管理，2009，26（5）：135-136，143.

［9］ 包镕.国外高校课堂有效教学的基本经验与启示［J］.高等农业教育，2010（9）：90-92.

［10］ 李晓峰，王忠华.网络教学平台在高校课程教学中的应用调查研究［J］.中国远程教育，2012（2）：67-70.

［11］ 曲宏毅，韩锡斌.网络教学平台的研究进展［J］.中国远程教育，2006（5）：55-80.

［12］ 李成，候汝舜.传感器设计性实验教学的探索［J］.实验室研究与探索，2010，29（10）：122-124.

［13］ 马廷奇，王长喜.学科建设与本科教学改革［J］.中国高等教育，2009（15，16）：43-45.

［14］ 郑家茂，潘晓卉.理论教学、实践教学、自主研学、网络助学“四位一体”教学模式的构建［J］.中国大学教学，2008（12）：4-7.

［15］ 应蓓华，李林功.“传感器技术及应用”课程实践教学改革探讨［J］.安徽电子信息职业技术学院学报，2011，4（10）：64-66.

收稿日期：2016-03-24

作者简介：莫莉，硕士，讲师。

基金项目：四川省教育厅基金项目“基于DSP的机车制动系统流量计的研究”（编号：14ZB0369）；四川省科技厅教改项目“机电专业电类课程改革”（编号：P09398）；校教改基金项目“机电专业电类课程改革”（编号：030077）；成都大学校基金项目“基于DSP便携式列车舒适度检测仪的研究”（编号：2010XJZ18）。

On Teching Reform of the Course Sensor and Automatic Detection Techunolong

Mo Li1， Ren Zhenxing1， He Xin2
1.College of Industrial Manufacturing， Chengdu University， Chengdu， 610106， China；2. Library， Chengdu University， Chengdu， 610106， China

Abstract：Sensor and automatic detection technology is the core course of electronic information specialty. The characteristics of this course are： with a large amount of information， more content， involving a wide range and rapid development. This paper analyzes the advantages and disadvantages of the traditional teaching method， and puts forward the teaching reform in three aspects： classroom teaching，experimental teaching and assessment system. Finally， it can be applied in the practical teaching process. The results of the teaching reform program are remarkable， which greatly improve students' learning interest and learning effciency， so as to effectively improve the quality of classroom teaching.

Key words：sensor； classroom teaching； experiment teaching； teaching reform.