“传感器原理与设计”课程立体教学模式的改革

金 梅， 张立国， 金 菊

(1.燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004; 2. 河北工业大学 土木工程学院, 天津 300401)

“传感器原理与设计”课程立体教学模式的改革

金 梅1， 张立国1， 金 菊2

(1.燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004; 2. 河北工业大学 土木工程学院, 天津 300401)

为推进项目式教学理念，针对当前高校“传感器原理与设计”课程的教学现状及课程特点，本文从理论教学方法、实践教学内容及考核方式等几个方面对该课程的教学进行改进，实现其立体教学模式的改革，近两年学生考试成绩分布及网上评教结果验证了学生学习质量的提高。

传感器原理与设计；立体教学模式；网上评教

Keysords: sensor principle and design; stereoscopic teaching mode; online evaluation

0 引言

随着电子计算机、机器人和自动控制等技术的迅速发展,信息技术正在经历着深刻的变革,给人们的生产、生活正带来巨大的变化。传感器作为信息获取的源头,是当前发展最快的技术之一,是实现现代化测量和自动控制的主要环节。

“传感器原理与设计”是仪器科学与工程专业以及相关的电子信息类专业的核心课程[1]。这门课程有其自身的特点:课程内容分散且实践性强[2]。为了充分反映传感器技术发展的最新成果,满足创新型、应用型人才培养对“传感器原理及设计”课程教学所提出的新要求,在推动项目式教学理念基础上[3]，本文对该课程的理论教学、实践教学及考核方法提出具体的改革措施,推出以提高学生的创新能力和自主学习能力为宗旨的立体教学模式。

1 课堂教学改革的建议

针对“传感器原理与设计”课程面向工程实践应用的特点，只有增强学生的参与意识才能调动学生的学习兴趣与学习自觉性，而师生地位平等是激发学生兴趣与潜能的基本前提[4，5]。教学过程中，必须强调学生在教学活动中的主体地位，改变以教师为中心的教学方式，重视课堂交流，创造平等互动的师生关系，及时把握学生的心理状态，调动学生的学习热情和积极性。具体可通过下面几方面来调动学生的学习热情：

1) 实物展示

当讲到某种具体的传感器时，给学生展示相应的传感器实物，这样可以让学生对该传感器的尺寸、外形、材质等有个直观的认识，印象能更深刻。

2) 发挥多媒体课件的作用

生动的电子教案是提高课堂教学效果、激发学生学习兴趣的关键所在。要充分利用声音、图像、视频和动画等多种形式进行互动教学，对于“传感器原理及设计”课程，每种传感器的工作原理都是教学的重点及重要考核内容，所以对于这部分，可以借助Flash动画把传感器的原理生动形象地展示出来，使抽象的概念得到形象的解释。图1所示为课堂教学中关于金属的电阻应变效应的动画演示：

3) 重视传感器应用部分的教学

在以往的课堂教学中，教师总是强调传感器的工作原理及测量补偿电路部分，而将传感器的应用部分一带而过，甚至当学时安排紧张时，完全忽略掉。很多学生学完这门课，甚至不清楚某种传感器的用途，这样的教学不可能达到该课程教学的目的。对于应用部分，每种传感器应该挑选至少一个典型应用案例，结合多媒体课件详细讲解，从而使学生将理论知识与实际应用联系起来。

4) 发挥平时课程考核的作用

课程考核可以包含2-5次不限形式的平时测验，结合“传感器原理与设计”课程的特点，我们为学生精心挑选了力传感器的设计、金属板厚度测量装置的设计等实用而生动的课题，采用技术报告的形式来改变学生消极被动的学习习惯。

2 实践教学改革的探讨

“传感器原理与设计”课程具有配套的传感器实验。目前我院是在理论课上完后, 安排8个学时做4个实验, 因为实验时间的安排具有随机性，有时学生对相应的理论内容可能已经生疏或淡忘,实验的效果大打折扣。另外实验主要也是对传感器参数的测试,演示性和验证性的实验居多,功能性、综合性的实验较少。实验不涉及或者较少涉及传感器实际应用中比较常见到的一些问题, 比如:如何进行传感器的选择、安装以及传感器的连接方式等等。因此课程设计显得尤为重要。

1) 课程设计内容的设定

目前全国工科院校都在推进项目式教学理念，这种理念在实践教学环节可以得到最大的体现。在提高学生动手实践能力的前提下，根据“传感器原理与设计”课程的教学目的和任务，我们拟定了课程设计的内容，部分课程设计题目如表1所示。课题项目通常具有一定实际的市场需求,所以往往比纯粹的验证性实验更具有吸引力。

表1 课程设计部分题目

通过课程设计，学生不仅学会了如何设计测量电路，同时还学会了如何应用相应的仿真软件，学校为此配合学生加大实验室的开放力度,鼓励学生多走进实验室,多动手,提高自己的实践能力。

2) 课程设计考核方式

(1) 任务分配—对学生进行分组,以小组为单位完成课题，每小组含2-4人，自由组合和选题。每个组员负责一个项目的不同环节，通过这种方式使学生学会分工合作,遇到问题相互讨论切磋。通过团队协作完成课题, 同时也培养了学生良好的合作能力和团队意识。

(2) 成绩评定—同一个课题，以小组为单位打分，在组内分出优良中差等不同的档次，再在不同小组间进行横向比较，给出最终的成绩，从而使考核成绩更合理。

3 教学效果分析

经过近两个学年的教学实践，学生的学习热情明显提高，对于繁琐的公式和枯燥的理论不再感到束手无策，学生的期末成绩优良率有较大提高，不及格率明显降低，说明理论教学和实践教学的各个环节在一定程度上均有改进，学生评教满意度保持在95%以上，表2为2015年我校教务处关于2012级检测技术及仪器专业42名学生网上评教结果，数据表明，教学方法的改进对学生的学习兴趣与自主学习能力提高起到积极作用，带动了教学质量的提升。

4 结语

本文介绍了我院“传感器原理与设计”课程理论教学与实践教学中存在的问题以及该课自身的特点,在理论教学、实践教学及考核的方式方法上做了一些有意义的尝试与探讨。目的是为学生营造一个积极、主动的学习氛围,有助于学生理解所学的知识并发现他们所学知识的意义。从而把知识传授的过程变成学生主动探究、动手动脑、团结合作、体验成功的过程,最终达到了提高学生的综合技术应用能力的教学目的。

表2 2012级检测技术及仪器专业网上评教结果

[1] 赵燕. 传感器原理及应用[M] .北京: 北京大学出版社, 2011

[2] 吕勇军, 传感器技术实用教程[M]. 北京:机械工业出版社, 2012.

[3] 张鹏,吴东艳,张凌志. 项目教学法与传感器课程改革探索[J].北京：中国电力教育, 2014,30(5):78-79

[4] 向友君,周文坤.浅议传感器原理和应用课程的教学改革[J].长春：长春教育学院学 报,2011, 27(10):77-78

[5] 黄旌,韩梅,李猛,陈璞.“双向五步式”教学法在“传感器技术”教学中的应用[J]. 北京：中国电力教育，2012(16)：56-57

Reform of Stereoscopic Teaching Mode of the Sensor Principle and Design Course

JIN Mei1, ZHANG Li-guo1, JIN Ju2

(1.Electricalengineeringinstitute,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004China2.SchoolofCivilEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401China)

To promote the project teaching idea, in view of the current teaching situation and characteristics of Sensor Principle and Design course in universitys, this paper proposes the reform of the stereoscopic teaching mode of the course, which improves the tecahing method from the aspects of theoretical teaching content, practical teaching content and curriculum testing pattern. The students′ learning quality is improved by the distribution of students′ test scores and the results of online evaluation by two years.

2015-09-14;

2015-12-02

金 梅(1977-)，女，博士，副教授，主要从事信号检测与处理专业相关教学和科研工作，E-Mail:meijin297@126.com 张立国(1978-)，男，博士，副教授，主要从事信息处理专业相关教学和科研工作，E-Mail:zlgtime@163.com

TM93

A

1008-0686(2016)04-0048-03