传感器技术教学方式探索

黄旭

摘要：传感器技术是测控专业基础课程中的重要内容。该部分内容综合性强，是难点内容，针对传统教学方式在教学中凸显的问题，文章着重从理论教学和实验教学两方面提出了新的教学方式，以提升课堂效果，帮助学员真正学会传感器技术的原理及使用方法。

关键词：传感器技术;理论教学;实验教学

随着信息时代的到来，对外界信息获取的准确性决定着科学技术的有效應用。传感器技术是实现测试与控制的一项核心技术，已被列为目前优先发展的科技领域之一。

传感器技术是测试与控制的基础，其综合性较强，涵盖了高等数学、电学、光学、力学等多项理论;与自动控制、计算机技术、信息处理等技术有着密切的联系;广泛应用到工业生产、日常生活、军事医疗等应用领域中。教员应力求运用有效的教学模式，利用有限的课时，引导学生掌握理论、学会实践。

1. 传统教学中存在的问题

（1）课时的有限性

传感器技术的原理十分复杂，涉及到高等数学、电学、光学、力学等相关知识，学习难度较大，但其学时分配十分有限，有限的课时分配与繁杂的课程内容形成矛盾，是教学过程中的难点。虽然学员们已经学习了数模电等基础知识，但学员对这些课程的掌握情况，却往往不理想。因此，必须提高授课的高效性。若对课程的要求仅止于掌握几类基本传感器的检测原理，那么学生今后将感觉理论的更新与实际脱节。

（2）教学的重复性

这部分内容占据12个课时，实验课时占大部分比重，但是实验部分均为验证性实验：给出实验器材、电路图，学员只需依照实验步骤调试，记录、分析数据即可。学员只学会了在实验台上的实验操作及基本的物理原理，而并没有与实际应用相结合，并未达到实验教学重在应用、让学员在动手的同时兼锻炼思维能力的教学目的。

（3）考核的矛盾性

该门课程作为必修课，其考核方式还是以卷面考试为主，而闭卷考试成绩无法体现学员的动手操作能力。而动手能力也是教学的重要目的之一。所以，现有的课程考核方式的有所侧重，在某种程度上压制了学生对自身综合能力的锻炼。

2. 课堂教学方法的改革探索

教学的最终目的是在掌握理论基础上，形成实践能力。因此，平衡这两者的相互关系十分重要，既不能局限于数理层面的讲授，也不可在理论根基不牢固的情况下盲目加大实验力度。

（1）针对理论教学方式的改革

采用应用为导向的理论教学。传统的教学安排为：先做理论推导，再在应用介绍中对理论进行巩固。在理论讲授阶段，因涉及到大量的物理知识、公式推导，学员会因内容枯燥难懂而失去注意力，在理论学习不牢固的基础上进行应用介绍，理解上又感困难，会导致整个课堂效果非常差。为了激发学员兴趣、提高学员积极性，我们对教学模式进行改革——由具体应用入手，在分析解决实际问题过程中学习知识。

由应用实例引出问题，随着进一步提出问题、对问题的解决，这种层层递进“谜底揭晓”式的教学方式，必然能带动学生的求知欲，最后回归到对基本原理的探究，加深学生对整个检测系统的理解，使理论教学过程不再枯燥抽象。

采用多媒体、视频动画等教学新技术，也是提高学员积极性的有效方式。生动形象的多媒体素材更能激发学生的关注度、加深对知识的记忆。在课堂教学中注重把不同的教学手段应用在能充分发挥其优势的教学内容中。对于多媒体教学，我们将其应用到教学中，让学生对所学内容首先有一个直观的掌握，对于一个新概念，先解决“为何物”的疑问。

但是，多媒体的应用并不能完全代替板书的作用，两者是相辅相成的，板书是对课堂重点内容的总结归纳，因此，在授课过程中，要充分发挥各种方法手段的作用。板书和多媒体相结合的教学方式，让学员对各种传感器如何实现信号检测的理解，既有画面可联想，又有公式数据可依，能对课堂所学内容更牢固更深入地掌握。

随着科技发展，传感器的种类成千上万，但教学不可能涵盖所有的新技术，涉猎所有类型的传感器。所以，充分利用学员课余时间也有助于学员更充分的掌握这门技术。比如，完成对霍尔传感器的学习后，布置学生课后搜集“目前霍尔传感器的应用实例”，并整合资料在课堂上进行讲解。实施效果表明，大部分学生积极于这样的对工程中应用的探求工作。在资料查找及讲解与互享的过程中，学生对课堂所学做到了巩固，并有效地与实际建立了应用关联。

（2）针对实践教学方式的改革

传统实验大纲中编写的实验，多数为基于专业实验台的操作，基本为相关物理效应的演示，比如电阻应变片传感器是将形变转换为电阻值的变化，实践操作只是对电阻应变效应的验证。为了增强理论与应用的关联，对于传感检测技术的原理验证，我们融合了对产品实例的分析。比如，对于电阻应变片传感器相关实验，为每个试验台准备一个传感器，鼓励学生拆开分析其内部运作原理。实验报告也并非简单的数据记录及处理，而是要求学员在拆解过程中分析电路，并通过简易的外部输出电路搭建，检测不同形变发生时时，信号输出的变化情况。

另外，为学员准备开放性设计实验，使学员能够开放思维，大胆设计。通过对传感器检测的设计，转换电路的搭建，以及整个系统的调试，让学生自主自发地在设计中引出相关理论知识点，在设计实现过程中加深对专业知识技能的综合运用。

3. 总结

总之，教学改革的思想就是以学员为主体，充分调动学员的积极性，针对传感器技术的特点，进行了针对性的尝试探索。教学实践证明，通过改变教学模式，激发了学生的学习兴趣，又大大活跃了课程气氛，通过设计系实验培养小组合作共同解决问题的能力，增强了学员的思维能力，使学员真正掌握这门技术。

参考文献：

[1] 王东霞，温秀兰. 传感器与检测技术课程教学改革探索[J]. 中国现代教育装备. 2008（07）.

[2] 肖传清. 传感器与检测技术实验课程教学改革研究[J]. 科技论坛 . 2020（13）.