《传感器与检测技术》课程教学改革与实践

卢 婷

九江学院电子工程学院，江西 九江 332005

近年来，随着微电子技术、新材料技术和电子信息技术的飞速发展，各种新型传感器和检测技术不断涌现，教材内容和形式显得有些陈旧和呆板。在有限的教学时间内，要把经典和现代传感器传授给学生，增加实践性教学内容，充分调动学生学习主动性，提高自学能力，必须进行教学改革与实践探索。针对所存在的这些问题，笔者结合自己的教学及科研经验尝试对课程教学内容、教学方法和考核手段上进行改革和探索，使学生既能了解传感器与检测技术基本原理，又能了解实际对象，将理论与实际紧密结合起来，调动学生的积极性。

1 调整教学内容，突出重点、特色

随着传感器技术的发展，传感器正向着小型化、集成化、智能化方向发展，新技术、新工艺、新产品的引入，原有的教材就难以跟上社会的需求，因此要对原教材进行修订[1]。

随着我国技术的不断进步，开始有越来越多的科研人员投入到生物化学量传感器的研究中，为了适应实际需求，特别是随着交叉学科的发展，在传统的传感器与检测技术中增加新的有应用需求的生物传感器将是以后电类课程专业的一个发展趋势，也使学生能够及时了解当前传感器的发展方向，掌握传感器的发展动态，为今后从事传感器方面的研究奠定基础。

结合笔者的研究经验，在本课程教学过程中增加了生物传感器的内容。生物传感器也由两部分组成：生物分子识别元件和信号转换器。它是以生物活性单元作为生物分子识别元件，通过各种物理、化学型信号转换器检测被测物与生物分子识别元件之间的反应，然后将反应的程度用离散或连续的电信号表达出来，从而得出被测物的浓度，最后将可检测的信号在二次仪器上显示或存储起来。

2 改进教学方法，提高教学效果

2.1 结合生活实际进行理论讲解

理论讲解时，注重联系生产生活实际，不空穴来风，不闭门造车。在理论课讲授时对应常见的传感器都讲解过它们的应用及注意事项，但在真正设计时让学生根据设计要求选择合适的传感器时，往往出现不会选择传感器或根本不知道此类传感器还能用于该场合或选完传感器后不知道下一步如何是好的现象。

因此，在传感器的学习中必须紧密结合生活实际中的传感器来讲授。如结合商场人流量统计的需要，可以学习光电式传感器的原理和应用以及安装事项；结合多媒体教室的布置，引入防盗报警传感器的学习(如人体感应传感器)；结合交通管制的需要，引导学生学习多普勒测速传感器、酒精测试仪；结合自动化生产线的研发，掌握应变式传感器在识别同体积同形状但材质不同的物件中的应用。通过这些结合实际应用的教学模式，可以让学生认识到传感器在生活中无所不在，需要他们认真地去学习。

2.2 多媒体教学和传统教学手段相结合，提高学生掌握知识的效率

针对本课程特点，采用多媒体教学和传统教学手段相结合的方式，对于传感器的结构、外形及电路原理图采用多媒体的图片和动画展示，对于传感器的基本原理及由较复杂公式推导的采用传统板书的方式，边写边讲。如对电容式、电感式传感器的各种结构形式采用动画的方式演示，而对于热电偶传感器的基本定律利用板书的形式讲授。这两种手段相结合的教学方法取得了令人满意的教学效果，同时也避免了一些板书时间的浪费[2]。

2.3 实物应用与理论教学相结合，增进学生理解

将传感器与检测技术的内容讲授与生活中的应用联系起来。在介绍一种传感器的时候，列举一些现实生活中用的传感器，比如通过面包板插接好光电开关线路，指出线路板中光电传感器的类型、集成芯片的作用，通过光线明暗调试来理解亮通和暗通的含义；通过红外干手器线路的调试，让学生一方面熟悉了光电传感器的应用；另一方面明确了它们的安装方式和调试过程。在介绍应变式传感器的时候，向学生介绍电子秤重计的工作原理，在介绍半导体传感器的时候，向学生介绍酒后驾车所用的酒精测试仪的工作原理等。此外，在向学生讲解热电偶原理的时候，进行课堂演示，将两根不同材料导体一端接到一起，另一端接万用表，利用酒精灯加热导体连在一起的一端，通过观察万用表的电势变化让学生直观了解利用热电偶测温度的工作原理。在讲解生物传感器部分时，由于和生物技术相关，就向学生展示自己及市场上的各种传感器和测试仪，比如葡萄糖传感器、血糖仪，在此过程中也可以让学生了解葡萄糖传感器的制备工艺，如丝网印刷技术等。通过这种教学模式，让学生认识到，传感器在我们生活和科研中的重要性，提高了其学习的积极性[3]。

3 改革考核形式，注重提高实践动手能力

考核的目的是促进教师的教学和学生的学习，考虑本课程的应用性较强，因此，要重点考察学生对基本内容的掌握，对所学知识的灵活应用。在理论考试之前，先进行实践环节的考试，即组织一次实验考试(所有做的实验全为考试内容，通过抽签方式任抽一道题后单人单机操作考试)和一道设计题考试(识读所选的电路图，运用以前用过的面包板插接好电路后回答问题)，实践考试合格后方有资格参加期末理论考试。考核比例分配为：期末理论成绩占50%、平时成绩（上课出勤、作业）占10%、市场调研占20%、实践环节(实验和设计)占20%。这样一方面督促学生按时上课；另一方面能全面地对学生理论和实践进行考核，促使学生将理论讲授与实际应用结合起来，认识到传感器的重要性。

4 结论

笔者认为，教学改革，无统一方式，只要有助于提高学生学习兴趣，提升他们的实践动手能力，都值得我们教学工作者去探索。本文根据《传感器与检测技术》课程的教学实践，对该课程的教学内容、教学方法和考核手段进行了分析探索并做了相应的改革。教学内容的补充丰富了课堂教学的素材，增强了学生的学习积极性。多媒体和实物展示等教学方法增强了学生的学习兴趣，通过学生成绩及对学生调查和网上评教结果来看，所做的改革受到了学生的欢迎和好评，取得了较好的教学效果。

[1]梁森.自动检测与转换技术[M].机械工业出版社,2005.

[2]王卫东.多媒体在教学中的应用思考[J].工会论坛,2008,14(4):821.

[3]黄曼纯.激发认知兴趣.培养创造性思维[J].广东教育(教研版),2007,11(2):40-41.