基于多维度学习方式的“传感器与检测技术”课程探讨

刘靖瑶

摘要：“传感器与检测技术”课程是高职院校自动化类的专业基础课程，基于传感器技术在教学过程中存在的不足，以及高职院校学生的学习特点，文章提出了符合现授课对象学习习惯和思维特点的教学模式。通过优化教学内容，以项目导向为理论教学，传统的实训设备和虚拟仿真软件相结合的实践教学，依托专题网站的建设和使用，同时引导学生参加课题研究等方式，多维度深入推进学习研究一体化教学。

关键词：传感器技术；多维度学习；多媒体教学；仿真软件

传感器作为人类感知世界的重要工具，正随着时代的发展而发展，在以工业变革为引领的科技潮流之中，以信息化人工智能为背景的时代下，传感器将发挥越来越大的作用，其在工业控制、产品生产、交通运输、航空航天、消费电子等各行各业的领域中都有广泛的应用[1]。传感器是用来获取设备控制信息和采集外部数据的主要部件，通常在连接被测控对象和测控系统的接口位置中处于关键环节。传感器的种类和数目众多，其基本原理和应用场合是现代自动化类技术人员必备的基础知识，故传感器技术的相关课程是自动化类、机电类、电气工程专业的一门专业基础课程。

1 “传感器与检测技术”课程现状

“传感器与检测技术”是无锡机电高等职业技术学校自动化专业的专业基础课程。该课程主要介绍传感器的定义、种类、应用场合、发展趋势、选用原则等基础知识，包括常见的温度传感器、电容式传感器、压阻式压力传感器，光电传感器、霍爾传感器等典型传感器，分析其结构、主要参数、工作原理、检测电路及典型应用。从课程内容看，这是一门内容复杂、实践性很强的交叉性学科，在整个控制系统课程体系中有承上启下的重要作用。然而，结合我们多年教学的经验和讨论发现，传感器的课程教学中仍存在些许问题：传统的传感器原理讲授与工程实践脱节，教学内容相对滞后，课程整体连续性不强等[2]。

本课程针对无锡机电高等职业技术学校高职二、三年级的学生，高职院校的学生虽然主动性较弱，学习习惯较差，但他们更注重各方面的能力，而不是单纯地看学习成绩。他们喜欢丰富的学习过程，有趣的实验、开放的探索、综合性的评价过程对于他们来说更为合适。为解决这些问题，必须在教学方式上加以创新，本文针对高职院校学生的具体情况，具体分析，提出以项目为导向的，结合实验装置、仿真软件、学习软件、课外研习以及专题网站等多种手段来探索多维度的教学方式[3]。

2 探索多维度的教学方式

培养高职院校的高层次应用型学生是我们的目标，根据“传感器与检测技术”的课程特点，我们探索了该课程的多维度教学方法，从课堂内容，教学方式，辅助教学，评价体系等方面改善，让学生提高学习兴趣，慢慢地从“要我学”转变为“我要学”，培养创新能力，增强学习效果。

2.1 精简优化理论教学

根据高职院校“传感器与检测技术”这门课的教学大纲，我们对传感器的理论知识进行了科学的整理和归纳，删减了部分理论性太强及过时的内容，同时增加了新型的传感器及其应用和相关项目研究的内容。课程内容从基础理论、典型传感器原理、对应物理量的测量入手。在最初的基础理论部分，让学生在生活中常见的物体和事件中科学地认识传感器，增加直观性、趣味性、新颖性。自动化类专业的学生在今后的工作中可能会比较少的直接用到检测技术，但是仍应该适当增加有应用前景的内容，如智能汽车、机器人等。以问题为核心，从科学到工程实例，引导学生对传感器的工作原理进行探究，根据工程实际需要对科学问题进行提炼。在典型物理量测试部分，可以以案例或课题为核心，进行设计学习[4]。

2.2 传统实验台和仿真软件配套使用

根据“传感器与检测技术”的课程特点，我们在教学过程中发现，实验课时与理论学时分配不太合理，而且由于实验设备的欠缺（以无锡机电高等职业技术学校实训室为例：实验台12个，每台可坐两位学生，每班平均有35人以上）、学时少（以无锡机电高等职业技术学校实训安排为例：一般为2周）等原因，实验项目多为验证性，缺乏创新性和设计性、综合性的实验，不利于学生应用能力的提高和创新思维的培养。因此，我们对传统的实训内容进行整合，增加设计性、综合性及演示性的实验。另外，为了弥补实验设备和学时上的不足，我们用软件构建了虚拟电子实验室（见图1），一方面提高了学生在课堂的效率和自学的能力，让每个同学都能有东西可用；另一方面，有些不能用现有设备完成的实验可用这些虚拟仪器进行仿真，提高实践教学质量，使学生的实践能力和应用相关软件的能力得到进一步锻炼和提高。

2.3 网络第二课堂的辅助教学

结合长期的教学实践，我们依托网络资源环境，针对传感器设计实验、科研，开设了第二课堂活动，正好可以作为一种很好的教学补充和延伸。我们鼓励学生参加第二课堂活动，他们通过手机超星软件APP提前预习课程内容，通过课程组教师组建的课程网站中课后复习和课程作业，学生的课堂效果和学习能力有了很大的提高。课程组教师多年来积累的建设成果、优质的教学资源能够无界限地为学生自主学习和研究性学习提供丰富的资源。

2.4 课后研习讨论及多元化评价体系

将研究性教学模式引入课堂教学，让学生进行课后研习，通过加强研讨的环节让学生成为学习的主体。教师可以结合重要知识点，提出适合学生学习研究的专题，引导学生利用多媒体资料库和相关资源，开展研究、讨论和交流，了解相关领域的研究热点，开阔视野，启发创新思维，并使学生逐步掌握研究性学习的方法。通过前期了解，老师选出专业基础较好、有责任心的同学作为小组长，让其进行分工，安排研究进度等任务。在老师完成基础课程的讲解后，学生便可以自主选题、自主设计、课题里所使用的传感器可以是老师讲过的类型，也可以选用新类型。教师在整个过程中辅导启发，给学生发挥的空间，充分激发和调动学生的潜在能力和积极性。最后，每小组选出代表对课题进行总结，简要汇报课题的主要观点、材料和结论，其他组员可以做课件演示等工作。当完成相关课题的汇报任务后，教师可以给出课题成绩，写出评语，这是对学生课题内容成果的一个评价。与此同时，我们还要对每个学生在课题研习活动中的表现做一个多元化的评价，可以从参与研究性学习活动的态度，资料采集、归类和分析处理的能力，是否主动提出研究和工作设想，与他人合作等方面综合性地去考虑[5]。

3 结语

笔者通过对传感器课程现状的分析、高职院校学生的特点及教学改革的措施的研究，从理论教学、实践教学、课外研习及第二课堂建设等多角度出发，提出采用多维度学习方式教学模式。实践教学证明，这有效地提高了教学效果，为学生的毕业设计奠定了专业基础，这对于高职院校的传感器教学是非常有意义的，进一步为应用型高职院校人才做好了准备。然而，传感器教学模式的贯彻和改革拓展任重而道远，需要广大教师共同研究，是一个坚持不懈的奋斗目标。

[参考文献]

[1]钱旭升.我国研究性学习的研究综述[J].教育探索，2003（8）：22-25.

[2]周利，祝杰.“传感器”课程内容革新及实验教学改革与实践[J].实验实践教学，2013（2）：141-144.

[3]宁小波，杨汉生.“传感器与检测技术”的教学改革探索[J].巢湖学院学报，2009（6）：134-136.

[4]杨鹏，常鸣.《传感器原理及应用》研究性教学实践与思考[J].中国现代教育装备，2008（10）：85-87.

[5]陈玉华，钱玲玲，张广川.谈“传感器与检测技术”课程的项目化教学[J].科技信息，2010（1）：566-567.