《检测与传感技术》课程教学改革的探索与实践

蔡鹃 张乐冰

【摘要】检测与传传感是一门实践性和应用型很强的学科，学生通过理论和实验教学，学生除了能掌握和验证理论知识外，还能加强创新和实践能力的培养，立足于电子信息专业需求，针对检测与传感技术本科教学现状，围绕培养创新型和设计型人才的要求，研究了高等院校检测与传感技术的相关教材，教学方式，结合课程特点，调整课程内容与结构，改革课堂教学和实验教学方法，建立合理的教学体系，增添工程应用实例教学，重点培养学生传感器和检测技术的应用能力，提高学生的工程实践能力，培养创新型人才。

【关键词】检测与传感技术 应用型人才 项目驱动

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）10-0237-02

传感器在测量与控制系统的具有重要的地位，它是采集信号的主要工具，传感器技术在工农业生产和日常生活中得到广泛的应用。电子信息工程专业设置传感技术课程，目的是希望学生通过理论知识的学习，对常用传感器和现代检测系统的基本理论知识的掌握及应用能力的培养，能够提高动手能力。传感器技术随着信息技术和网络技术迅速的发展有了新的特点，首先不断向新型、微型、智能型方向发展，其次趋于集成化、功能化、智能化；再次，网络化传感器及及网络化检测系统出现。因此，新时期的传感器课程教学尤其是实践环节的教学迫切需要改革创新。

一、检测与传感技术课程教学存在的问题

目前在检测与传感技术课程的教学中，虽然已经改变了传统的只注重理论教学，提高了实践教学的比例，但是仍然存在很多问题，主要表现在从下各方面。（1）检测与传感技术课堂教学方面：抽象的、枯燥的普遍工作原理讲解内容，很难引起学生的兴趣。我们需要对课程内容进行筛选，采取相应的教学手段提高学生积极性以及对理论更好的理解。（2）检测与传感技术实验教学方面：目前的验证性实验过度的依懒于试验箱其自身开发能力较弱，按照实验指导书按部就班操作，仅仅连接指定的几条线路，而对于每个项目的具体实现方法、设计原理，不求甚解；而且，上课教师对实践教学参与较少，理论教学和实践教学出现脱节分离。（3）检测与传感技术应用能力实践培养方面：目前，我们只完成了对特定课程的相关知识的验证和巩固，而传感器教学往往只关注传感器本身，而在传感器的实际应用中，传感器只是自动检测系统或自动控制系统中一个重要的获取和传输信号的环节，必须结合其他环节才能完成实践功能。（4）检测与传感技术课程实践考核难：实践教学的考核，只能根据是否到课，实验报告，给出印象成绩，不管做的过程中效果如何都会通过，因此学生也重理论不重实践。

二、优化检测与传感技术教学内容和教学方法

遵从“学以致用”的原则，适应电子信息工程专业创新能力培养体系，按照分阶段，递进式的教学改革思路，改变传统教学方法，增强学生创新意识，培养科技开发能力。

1.以工程应用能力培养为核心，设置合理的检测与传感技术课程的教学体系，解决内容多与课时少的矛盾，理论多与实践少的矛盾。

（1）筛选教学内容，压缩课内教学时数

目前的教学安排，大纲规定总的课时为51课时，其中理论教学41课时，实验10课时，并且国内大多数教材的主要内容是介绍传感器的原理、内部结构、转换电路，甚至是敏感元件的制作材料和工作原理，内容多而繁杂，涉及到各个学科，深奥而枯燥，难以调动学生的学习兴趣。我们学习传感器主要是掌握传感器信号转换和处理以及传感器在各个领域中的应用。我们筛选课堂教学内容，选择一些典型常用的传感器（电阻、电容、电感、热电偶等）进行详细的讲解，让学生深刻的理解理解这几种基本的传感器，掌握传感器的用途，如何选择和如何使用；对于其他不常用传感器可以跟学生兴趣自己找查相关资料进行自学，只需要大概粗略的掌握，不必深究。

（2）教学内容模块化

整个检测与传感器技术课程体系可以由4各模块组成，第一个模块是基础理论教学，主要讲解相关的典型常用的传感器的工作原理以及内部结构；第二个模块是“讨论式”教学，针对教材其余的内容以及感器的最新动态，学生根据兴趣分成小组，学生课后查找资料自学，以小论文的方式分组讨论，最后以答辩的方式进行考核。第三个模块是基础实验教学，选择2到3个基础验证性实验，教师讲授一部分知识学生做一部分实验，主要使学生掌握常用传感器的使用和标定方法。第四个模块是设计性综合实验， 以项目的形式，学生将检测与传感技术与接口技术、单片机、PLC等技术有效的结合，设计几个典型的自动控制实验，例如自动液位控制系统、温度自动报警器。

2.以应用能力培养为导向优化教学方法，采用多样化教学手段，提高学生的理论理解和实践的认识。

传感器的理论教学是非常枯燥和乏味的，而且知識涉及面广，传统的教学方式比较单调，采用讲解为主，多种教学手段为辅的方式，不断提高学生对这么课程的兴趣以及更好地理解这门课程。利用多媒体教学，借助教学课件、影像等多媒体教学手段来提高教学效果，可用动画演示工作原理使学生更好地理解抽象的概念；大量的应用实例可以吸引学生的注意力，引导学生积极主动的思考，激学习兴趣和潜能。

三、检测与传感技术课程实践教学改革

1.以基础实验为铺垫，革新验证性实验

基础实验教学，注重引导，理论教师积极参与，加强实验考核，使学生提高对实验的重视，能主动预习准备实验，带着问题进行试验。在实验指导过程中，采用启发式教学方法，要求学生寻找更好的改进方法，发展学生的发散思维能力，达到学以致用的目的，并且激发学生的创新兴趣。通过基础验证性实验使学生理解传感器的基本原理和特性，消化教学内容，掌握常用传感器的使用和标定方法，学生对传感器在理论学习的基础上有感性的认识，能独立进行实验数据的读取和实验结果的分析。

2.项目驱动式教学方法，改变传统实验和实践环节，增强学生创新能力

以项目的方式增加设计型综合型实验，学生将检测与传感技术与接口技术、单片机、PLC等技术有效的结合，提高学生的专业知识的应用能力和实验技能。使学生受到更为实际、全面的训练，在实践过程中逐步锻炼和培养学生自主学习能力、团结协作、面向过程的管理方式的能力，并大幅增强学生创新意识和科技开发能力。按照分阶段、递进式的教学改革思路，教师根据能力层次，专业区分建立项目资源库，由学生根据自身的能力和兴趣，自由组合，选择项目。采取项目驱动式的教学方法，每个学生都能带着项目（课题）学理论做实验，同时在项目的实现过程中加强对理论的掌握，提高应用能力。

3.调整实验管理方式，实行开放实验室。

现有实验室开放方式主要是固定时间开放，实行固定开放与预约开放相结合的方式进行，为学生提供一个开放的实验环境，提高他们自主学习的兴趣。

四、建立科学的课程考核和实验考核方案

考核方式是教学管理中一个重要的手段，考虑本课程的特点，注重平时考核，成绩结构多样化，考试不是唯一的考核方法。考核方式由多部分组成，课堂常用传感器的资料查询，和新知识、新型传感器的查询查阅分别以小论文方式上交；项目实训部分的完成情况，期末考试成绩等，增加创新成绩。这样一方面加强了学生实践教学的重视，不再敷衍而过；另一方面学生的理论和实践得到了全面的考核。

五、结论

检测与传感技术的课程改革在于培养学生传感器和检测技术的应用能力，解决学生综合素质培养问题，提高学生的工程实践能力，培养创新型人才；改变传统实验和实践环节，使学生能够独立或合作完成项目的能力，在实践过程中逐步锻炼和培养学生自主学习能力、团结协作、面向过程的管理方式的能力。