物联网传感器技术课程教学改革初探

邹礼均

摘 要：针对高职物联网专业的人才培养目标，本文提出了传感器技术课程在教学内容和教学方法方面改革的基本思路，引导学生充分发挥其学习主体作用，提高教学效率。

关键词：物联网专业；传感器技术；教学改革

当前，物联网在国内得到了广泛的应用，教师要针对物联网专业的人才培养目标来设计制定相应的课程，其中传感器技术课程是物联网专业的核心课程。以往高职院校的传感器技术这门课程在教学中过多地倾向于传感器原理的介绍，关于测量电路的分析以及传感器的应用实例也多为理论分析，实践机会较少。目前，大多数院校尝试对这门课程进行改革，笔者也针对传感器技术课程教学改革谈几点意见。

一、课程教学内容的调整

高职物联网专业更注重学生应用能力的培养。物联网应用以电子标签技术、传感技术、中间件技术及网络和移动通信技术为支撑。传感器是构成物联网的基础单元，是物联功能的前提，根据物联网专业的知识结构，传感器技术课程教学内容也需要更新。

1.课程内容主线的确定

目前传感器技术这门课程教学内容安排主要是两种：一种按传感器类别划分讲解测量原理，另外一种按被测量的类型来划分讲解测量原理及应用情况。传统的传感器种类已有几十种，并且新功能传感器还在不断推出，随着物联网的不断发展，新知识还要及时补充到课程里去。按照被测量的类别来划分教学内容更易于拓展学生的思维。提出一个被测量物后，教师可以提供几种典型的传感器，简要分析它们的测量原理，然后引导学生根据不同类别的传感器来思考相应的测量方案，分析几种方案的优缺点，考察传感器的工作特性。这样的教学内容安排更灵活，使学生明白传感器提供的是检测手段和方法。

2.光电传感技术

光电传感技术以光电传感器为核心器件，用光电的方法对某些物理量进行信息转换。近年来，光电传感技术发展较迅速，并且光电传感器与其他传感器相比，具有明显的优越性，是一种应用极其广泛的传感器件。物联网技术中较多使用光电传感器节点，所以在课程的教学内容中应加强光电传感技术的介绍，它主要包括典型光电器件、红外传感、激光传感、光纤传感、光栅传感及图像传感技术等方面的内容。

3.传感器网络与节点

物联网应用实现的是对感知获取的数据进行分析和处理后，能有针对性地对标的物进行连续控制、整体控制、动态控制、有效控制。它是一个完整的、流程化的全自动控制过程，因此用来感知数据的“感知层”作为物联网的底层应该做到“全面感知”。另外，智能传感器的开发和大量使用，导致了在分布式控制系统中对传感信息交换提出了许多新的要求，单独的传感器数据采集已经不能适应现代控制技术和检测技术的发展，取而代之的是传感器网络。物联网专业的传感器技术课程中需要重点讲解传感器网络，包括传感器网络的结构、信息交换体系、通信协议、OSI开放系统互连参考模型等都是需要补充的内容，其中无线传感网络、传感器节点的设计是教学重点。无线传感网络是由大量移动或静止传感器节点，通过无线通信方式组成的自组织网络，它的结构和应用是本课程中的重点。传感器节点的设计主要包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块设计。因为我院自主开发了物联网实验台，并且自行设计了几个典型的传感器节点，所以正好可以作为教学案例，让学生了解传感器节点的主要模块的功能和设计。

4.实训项目

以往的传感器技术课程中实训项目并不多，学校购买的传感器实验台以传统的传感器实验为主，现在学校新建立了物联网实验基地，其中包含物联网传感器实训室，新增了光电、红外、光纤、超声、图像、指纹等新型传感器，实训项目明显增加。另外，学校自主开发的典型传感器节点就可以作为“传感器网络”部分的实训项目。

二、整合教学方法，注重教学效果

采用以学生为主体、教师为主导的现代教学模式，发挥了学生的学习主体作用，利用情境、协作等学习环境激发学生的学习兴趣，挖掘学生的学习潜能和创新能力，最终达到使学生掌握知识和技能、提高综合素质的目的。

1.多种教学方法综合运用

课堂教学中，教师要改变单一的教学方式，结合多媒体、传感器实物来教学，淡化理论推导，注重应用实例。实训教学中，教师要采用“任务驱动”教学方法，基于学校已有的实训设备，安排典型“任务”，并引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”。在完成“任务”的过程中，培养了学生分析问题、解决问题的能力，大大提高了学生的学习效率。

2.细化考核方式

为提高教学质量，保证教学的有效性，教師必须全面了解教学目标的完成情况，并且以此为据及时调整教学过程。教师还应重视学生平时所学知识和能力的检查和测试，及时做好每个学生的学习情况记录，学生的总评成绩包括平时成绩、理论考核、实训考核。其中，理论考核的比例可适当降低，实训考核的比例要提高。

三、结束语

高职物联网专业是新开设专业，课程改革也在尝试之中。传感器技术课程需要从教学内容、教学方法、考核标准上进行改革，充分发挥教师在教学过程中的主导作用，明确课程考核方法及标准，采用各种方法激励学生，培养学生分析、解决问题的能力，从而达到提高学生综合素质的目的。