面向“传感器与检测技术”课程的项目驱动实践教学探索

李薇 田微

摘 要：“传感器与检测技术”作为一门工程性和实践性较强的技术基础专业课，教学设计是教师教学过程中不可或缺的部分，但现有的教学方式存在一定的问题，从而导致整体教学水平的低下。该文根据该课程目前的教学状况，以提高学生的创新能力和工程实践能力为目的，提出将项目驱动实践教学法应用于该课程的教学中。文章深入分析了本课程项目驱动实践教学的设计思路，以及具体教学项目的实施步骤，并指出在实施教学项目过程中应注意的若干问题。

关键词：传感器与检测技术 教学形式 项目驱动 项目设计

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0084-02

“传感器与检测技术”是自动化、电子信息、电气等相关专业的技术基础课，本课程兼备工程性和实践性[1]。在现代测控系统中，不论是工业现场总线控制系统还是小型电子嵌入式设备，传感器都处于系统前沿位置，在整个自动控制系统中占有重要地位[2]。作为工业及制造业等领域的基础科学之一，随着科学技术日新月异的发展，传感器相关知识与检测技术也在不断更新，这无疑是对传感器与检测技术的教学工作提出了更高的要求。

1 高等院校在本课程教学中存在的问题

“传感器与检测技术”集电、光、力、机械、化学、数学及工艺加工技术于一体，这种“多学科交叉性”是其“工程实践性”的集中体现。在以培养创新型人才为核心的素质教育中，本课程的教学必须与时俱进，不断更新教学内容，改革教学方法，目前看来，本课程的教学存在以下两方面的问题。

1.1 学生自身水平差异较大

由于受到教育水平的地区差异性影响和招生情况的限制，高等院校中同一专业的学生学习水平也不尽相同，但在实际教学中，几乎都会忽略学生的层次差异，采用相同的教学内容、方法和考察方式，从而使得教学效果不是很理想。

1.2 教师教学内容与方法的模式化

“传感器与检测技术”课程涉及种类繁多的传感器及检测技术，目前主要有两种主线方式：以传感器的物理特性为主线和以参数检测的种类为主线[3]。在教学过程中，教师普遍采用以理论为主的教学方式讲授各种传感器技术和检测技术原理，很少涉及检测电路的分析和传感器的具体应用。本课程的授课对象多为大三学生，大多无实际工程经验，对他们而言，一方面传感器的公式推导和原理图较为枯燥；另一方面由于没有接触过传感器，对传感器的结构，特别是内部结构认识比较抽象，对学习热情有一定 影响。

2 项目驱动实践教学的迫切性和必要性

传统的教学过程存在三个中心：以教师为中心；以教材为中心；以课堂为中心。在这种模式中，教师是教学的主动实施者，而学生则是被动灌输知识的对象，这在很大程度上压抑了学生多向思维的发散，不仅降低了学生对该课程的主动积极性，而且阻碍了学生的创新能力和个性发展[4]。特别是对于“传感器与检测技术”这门工程实践性较强的专业课程，迫切需要找到一种合适的教学方法，既能够让学生对复杂的检测方法与原理产生兴趣，又能够深入理解具体应用。

在项目驱动实践教学模式下，教师以工程实践背景作为导向根据具体的教学内容，设计出不同的教学模拟项目和任务，同时将学生进行分组，通过分工合作的方式来完成特定的模拟项目[5]。在具体的项目实施过程中，学生始终处于主体地位，教师则作为组织者和引导者，从而激发出学生的主动性和创造性。

3 项目化“传感器与检测技术”设计思路分析

在项目实施过程初期，教师作为组织者和引导者，与学生充分交流和探讨，完成对新知识的讲解以及对项目实施目标的确定；在项目实施过程中，教师需定期检查项目进展状况，对学生遇到的困难，应及时给予指导，但同时应保证越来越多的内容由学生独立完成；在项目实施的后期，教师组织学生进行项目验收，并对项目执行情况进行总结，使学生较好地掌握多种传感器的原理、结构类型、安装、选型以及量程、适用条件。

4 项目驱动教学法的具体实施方案举例

下面以智能寻迹传感器为例，介绍项目驱动实践教学在本课程中的具体实施方法。智能寻迹传感器可以采用多种检测原理完成，如在传统教学模式中，则可分别讲授各种传感原理及对应的外围电路，但对学生而言无疑是枯燥无味的，即使部分学生有学习欲望，但也只能掌握理论上的部分知识，对应这种传感器如何测量及应用并不是很清楚。下面我们将智能寻迹传感器的教学内容作为一个教学项目来完成。

4.1 项目下达

任课教师对项目的基本情况和功能要求进行讲解说明。本项目的主要目的是以能够运动的小车作为载体，设计一个能够按照既定路线行驶的智能寻迹传感器。本项目涉及多种传感器检测原理，不同的检测原理对应不同的传感器特性。

4.2 项目组的分配

根据寻迹传感原理的难易程度以及对应检测系统的规模，将学生进行分组，此过程应充分考虑到学生学习能力和实践动手能力的差异。

4.3 项目初期资料收集

任课教师向各组学生讲授项目中应用的理论知识，提供相关的参考资源。如本项目中多种寻迹传感原理（超声波寻迹、电感线圈寻迹、红外寻迹等）以及其测量电路等，并鼓励学生积极使用校图书馆相关资源。

4.4 小组讨论确定方案

在教师的组织引导下，提出并确定项目实施方案，准备好需要的电路材料和测试设备。

4.5 以学生为主体的项目实施

在项目实施过程中，以学生为主体，教师引导学生，培养学生发现问题、分析问题、解决问题和实际动手的能力。通过各类传感器在智能寻迹检测中的应用实例，使学生对传感器的检测原理、结构外观、工装方式、选型依据及其适用条件有较深入的认识。

4.6 项目实施的验收与总结

项目实施结束后，教师组织学生对各项目组任务完成情况开展分析和总结，对项目中的技术亮点进行推广，对表现突出的项目组成员提出表扬，并给出项目组和个人成绩。最后教师在全班进行总结，指出相关的知识要点。

5 项目驱动实践教学法在本课程中应该注意的问题

项目驱动实践教学模式作为一种改革性的教学方式，能够为学生提供更多分析问题和解决问题的机会。但在教学项目的具体实施过程中，还需要注意以下问题。

5.1 正确处理教学项目与教学实验之间的关系

传统教学模式中的教学实验是针对某一特定传感原理而设计的，其作用在于学生能够验证该传感原理；而教学项目则应尽可能全面包含教学内容，其难易程度应根据学生的实际水平来确定。

5.2 合理把握教师指导的深度

在项目驱动实践教学模式下，教师对本课程应有较多的实践经验，设计的教学项目应被大多数学生喜欢并接受。在项目实施过程中，教师对学生进行引导，主要包括对新知识的讲解和对项目实施方案的解释，而不是占据主体地位的讲授，否则会使得学生有较强的依赖性。

5.3 有效激发学生的学习兴趣

为进一步激发学生的学习兴趣，可引入实际生活当中的传感器应用实例，如交通违法的检测、智能手机由若干传感器构成等。让学生认识到学习传感器与检测技术的目的，使得学习更有针对性。

6 结语

“传感器与检测技术”作为一门工程性的专业课，教学设计是教师教学过程中不可或缺的部分。通过合理设置教学项目，可以有效地将本课程中的理论知识和工程实践环节有机地结合起来，既能够让学生有机会充分参与项目实施的全过程，又可以工程应用背景的实例来激发学生的学习兴趣。

参考文献

[1] 徐科军，黄云志，王海欣，等.“传感器与检测技术”课程改革与探索[J].中国电力教育，2012（2）：52-53.

[2] 钱志鸿，王义君.面向物联网的无线传感器网络综述[J].电子与信息学报，2013，35（1）：215-227.

[3] 庞晶，苏双臣，柴洪涛，等.传感器与检测技术教学改革研究[J].北华航天工业学院学报，2014（1）：23-24.

[4] 李薇，樊金荣，张志俊.关于“电路原理”课程与时俱进的若干思考[J].科技资讯，2015（21）：218-219.

[5] 冯林，郑薇薇.“任务驱动”和“项目驱动”相结合的创新教育研究[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2010（4）：57-59.