中职《传感器原理与应用》教学改革探讨

翁逢伽

随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段，传感器技术得到了长足的进步，其应用领域越来越广泛，社会对该领域的人才需求也越来越迫切。《传感器原理与应用》课程是中职学校电子信息、机电等专业的一门专业课，该课程是一门理论性和实践性都非常强的基础课程。但现状是该课程的教学效果并不理想，应根据中职学生的特点及职业岗位要求对该课程进行改革，增强学生的学习兴趣，使学生真正掌握专业知识，提高职业技能水平。

一、存在的问题

1.教学内容繁多，理论知识难以理解和推导

《传感器原理与应用》这门课程要求学生了解常用传感器的结构、原理、特性和应用，使学生获得选用、使用传感器的基本技能，能够解决实际工程中的测量问题。从转换原理来看，该课程涉及物理学、数学、光学、电磁学等学科;从应用角度来看，又与检测技术、电子信息、计算机技术等紧密联系。因其涉及的知识点很多，加之中职学生对理论推导的能力非常有限，当学习内容难度较高时，学生普遍对该课程失去兴趣。

2.教材内容与工程生产实践脱节

目前，大部分中职学校选用的教材内容较陈旧，与工程生产实践脱节，教学内容更新缓慢，缺乏新知识、新技术、新案例，教材选用的案例较为枯燥，难以理解。实验都是在实验台上进行验证性实验，传感器元件和电路都被固定在实验台上，学生只是进行简单的连线。因此学生对于做实验的兴趣不高，满足不了企业相应职业岗位的技能要求。

3.教学方法模式单一

教学方法基本上采取“老师讲，学生听”这种灌输方式，课堂气氛沉闷。只有少数学生能坚持45分钟全神贯注地听讲;大部分学生在老师引入新课时，还能饶有兴致地听课，精彩的导入过后，进入正课时，学生就像泄了气的皮球，睡觉的睡觉，走神的走神，最后有时教师会尴尬地发现只剩自己一人在唱独角戏。是《传感器原理与应用》这门课程的问题，还是学生的问题呢？其实仔细分析，还是教学方法的问题。因此，只要是有利于激发学生的学习兴趣，提高教学效果的教学方法，都值得我们在教学实践中大胆尝试。

4.考核制度与评价体系不够全面

课程的考核方式主要由平时成绩和期末卷面成绩组成，不能很好地展示学生的真实水平。而且大部分中职学生只抱着“求及格”的心态在读书，想着只要期末考试考好一点，平时的实训实验不做也无妨。这就导致学生动手实践的积极性大大降低。因此考核评价制度应综合过程性评价和总结性评价，着重在于过程性评价。

二、教学改革措施

1.课程内容重组，教学内容项目化

中职学校的学生在毕业后主要工作在生产一线，他们只需要知道如何选用和使用传感器即可，很少需要进行理论研究。因此，应以适用、实用为原则，优化知识技能结构，以实际应用能力培养为主线，删减部分教学内容。例如：分析电感式传感器的输出特性和电容式传感器的测量电路时，涉及大量复杂的推导和计算。这些内容在实际工作中只有从事专门电路研究的人员，才可能用到这些原理知识。而作为中职学生只需要了解传感器的工作原理，熟悉其基本特性以及在生产实际中的应用即可，所以应删去这些课程内容。在学习内容重构时应基于职业岗位要求，改变以往的验证性实验教学，以项目为载体实施教学。

我校本着“做中学，做中教”的理实一体化教学理念，在《传感器原理与应用》这门课程的教学中，充分合理运用项目式教学法。我们根据学习内容和岗位要求，将每种传感器设计成小型的项目，如：声控LED旋律灯;智能循迹小车;磁性产品计数器;超声波身高测量仪;红外线防盗报警器;简易电子秤等，通过这些同学们熟悉的生活案例来激发学生的学习兴趣，使该课程真正做到教学做一体化，从而提高中职学生的实践动手能力，满足企业对中职人才的要求。

2.加强与企业的衔接

为了做到与生产实际相结合，做到学以致用，通过与相关的企业合作，组织学生到工厂车间参观和操控设备。在授课之前先讓学生亲眼观察设备，并且在操作人员的协助下，亲自操控设备，就能让学生了解传感器的结构、原理、特性和应用，从而也让学生更加深刻地感受到课本上所学的理论知识与实际应用操作是紧密相连的，因此大大调动学生的学习积极性。在课程内容的编排上，要采取岗位实践与项目训练相结合的方法，将知识点与技能有机地融入真实的岗位上，只有这样，学生在毕业后才能很快适应岗位上的工作。

3.实施一体化教学

教学过程中，实施一体化教学方式可以将课堂搬到信息化实训室，老师边讲课，边演示，边指导;学生边学习，边动手，边提问。彻底改变传统教学中的先理论后实践，理论和实践教学相脱节的教学模式，从而使理论与实践紧密结合且能得到综合应用，学生的知识学习、技能训练及能力培养同步并进。

一体化教学可以把综合职业能力作为培养目标，学生毕业后很快就能适应岗位要求;同时经过知识、技能与素质等符合职业要求一体化的训练，学生可以比较系统地获得专业能力、方法能力和社会能力。实践证明，理实一体化教学是符合职业教育的规律和特点，适应中职学生的学习基础以及身心发展的一种成功的教学方法。

4.运用现代化教育技术

信息化课堂是现代教学环境的基本要求，而微课是信息化教学过程中必不可少的资源。因此在日常教学中，要把微课教学与常规教学有机结合起来，这不仅丰富了教学方法，而且可以帮助学生把难以理解的关键知识消化。比如，在“制作简易电子秤”项目中，通过将事先制作好的微课发布到学校的“微课云平台”，学生观看微课视频以后就能很直观地了解电阻应变片的原理以及轴向应变效应，这样学生就能很快掌握传感器的原理，加深对工业电子秤的电路原理及功能等知识的理解。后续在制作电子秤电路和调试上，学生会更加得心应手。

针对《传感器原理与应用》课程中的关键点、技能点和难点来引入微课教学，可有效地突破教学重点和难点，同时学生也可以通过微课进行课前预习、自主学习以及课后巩固复习等。

近年来随着科技发展，各种测试技术得到很大进步，基于傳感器的虚拟实验室也得到迅速发展和应用。传统传感器实验内容主要为理论知识的验证性实验 ，很少进行综合性的创新研究。虚拟仪器技术的诞生，为传感器实验的改进带来强大动力。在本人的教学中，利用labVIEW软件对传感器实验进行虚拟化，利用labVIEW进行软件编程来实现传感器实验过程的模拟，并且还能模拟实际操作中可能出现的误差结果。传统的传感器实验总会遇到一些缓慢变化的参数，但在虚拟实验中可以设置参数的变化速度，提高实验效率，节约时间。基于虚拟仪器技术的虚拟实验室可以弥补传统传感器存在的不足，学生能更好地了解传感器的原理和特性，并对传感器的测量误差进行分析。

与传统的实验相比，虚拟实验室无需昂贵的实验设备即可完成相应的实验，而且也不会消耗器材，也不担心学生的自主探索会损坏实验设备。学生在课余时间可以通过开放式的实验平台，自己动手搭建实验，进行综合性、创新性实验的开发，从而极大地培养了学生的学习兴趣和实践动手能力。

5.完善考核制度与评价体系

改变传统的“一纸化考试”的结果考核模式，综合考虑学生的全面发展，突出职业技能，强化技能训练，实现考核体系的多元化。改革后的考核由四部分组成：平时成绩（考勤+作业）20%、期末卷面成绩20%、实训实验成绩30%和综合实践训练成绩30%。综合训练贯穿于整个教学阶段，但不占用上课的时间，学生利用课余时间完成一个产品的制作，产品制作的题目可从老师给出的选题中选择，也可以自行制定。

在课程结束的时候，学生要提交产品及产品说明书，产品说明书包含作品的工作原理、电路设计、应用前景和工程预算等。通过产品的设计，对传感器等元器件的选择、电路制作与调试等方面的训练，学生的动手能力和综合实践能力都得到很大的提升。

在这种考核制度中，实验实践的成绩比重大大提高，这也可以让学生更加重视实验环节以及综合实践环节的学习。通过这种考核制度可以更好地锻炼学生的工程实践能力。

三、总结

从传感器课程存在的问题出发，可以通过改革课程的结构、内容、教学方法与手段以及考核评价体系来实现改革的目标。本文提出的改革方法已在机电专业2017级的教学中得到了应用，学生对新的学习方式表现出极大的热情，取得明显的教学效果，提高了技能水平与创新能力。

责任编辑 陈春阳