《检测与传感技术》 教学改革与实践

邱雄迩+李辉++刘新波

摘 要： 文章针对应用技术型本科院校的实际情况，结合《检测与传感技术》课程的教学特点，通过对教学理念、教学内容、教学方法、实践教学、学生网上评教等方面的教学改革进行探讨，强化教学效果，提高学生的专业技能。

关键词： 《检测与传感技术》 教学改革 教学实践

1.课程性质

《检测与传感技术》是高等院校电气测控类专业本科生必修专业基础课程。传感技术是一门边缘学科。主要讲授把各种非电量转换成电信号的装置和手段，通过教学掌握与传感技术有关的基础理论，掌握各种传感器的工作原理、主要性能及特点，并在以后的工作中合理选择与使用传感器，了解传感器的发展方向。通过学习，对检测与传感技术有整体的了解，为未来的工作打下扎实的基础。在测控技术领域，《检测与传感技术》课程教学受到了普遍重视。我校测控专业于2006年起开设的本课程作为本科三年级学生的专业必修课程。

2.课程教学现状

《检测与传感技术》涉及材料、机械、电子、光学、声学等多学科，内容相对独立分散，每一类传感器自成章节，缺乏连续性和系统性，多数教材注重理论而不实用。导致教学内容中理论居多，实践环节偏少，理论与实践严重脱节，学生对过多的理论知识不感兴趣，觉得枯燥而缺乏学习主动性和积极性。因此，学好这门课程需付出更大更多的努力。

课时与内容的矛盾比较突出。我校电气与测控类专业开设该课程学时较少的40课时。《检测与传感技术》主要研究自动检测系统中的信息获取、信号转换和信息处理的技术方法。要使学生根据工程测试的具体要求进行传感器的选用、测量线路的设计与实现。如何充分利用较少课时讲授好这些内容，无疑给检测与传感技术课程教学带来了挑战。

3.教学环节的改革与实践

虽然我校电气测控类专业开设《检测与传感技术》面临诸多困难与挑战，但是通过多年不懈的努力，结合我校的实际情况与时俱进地对教学环节进行了改革，并取得了较好的教学效果。

（1）教学理念的改变。

随着社会的发展，工厂企业对大学生的创新和技术应用实践能力的要求越来越高。传统的填鸭式教学已经不适合现代的培养目标。树立“以人为本”的思想必须遵循“学生为主，教师引导”的教学理念。学生作为知识传承的主体，在教师的引导下积极参与到课程教学实践中，真正做到学有所用，学有所长，实现活力的“动”，体现真实的“用”。教师在教学过程中是导航者、指导者和帮助者，解决学生在实践中碰到的难题。无论课内、课外，教师要引导学生自主思考、自我挖掘、自主创新、相互探讨、协作学习，调动学生的主动性、积极性，培养创新能力，将理论知识和创新应用能力融入学生的思维和工程实践中。目前我校本科生《检测与传感技术》课程教学采用的教材是中南大学出版社出版的周继明主编的。该教材内容丰富，面面俱到。因此，在教学过程中，教师根据学生对本专业知识点和重复内容的掌握状况及时筛选并精简内容，剔除偏难的内容和过时的陈旧知识点，加入最新检测与传感技术的发展及工程应用实例。在介绍新检测与传感技术的同时增加近五年来国际上最新的检测技术、传感技术的运用。将检测与传感新技术、新方法融入原有教学内容中，密切联系高速发展的科技技术，保持课程与时俱进。

（2）课程内容的教学设计与优化。

现代信息技术的三大基础是传感技术、通信技术和计算机技术。传感技术位于信息技术之首，是信息技术的源头。《检测与传感技术》所涉及的专业学科较多，不同的专业有不同的专业培养目标，因此，在教材的选取、教学的内容安排、重点内容和重点章节的学习上侧重点会有所区别。避免知识点过多过杂而使学生出现抵触情绪。随着科学技术的进步，课程教学必须紧跟时代的步伐，在新原理、新技术、新材料、新工艺不断涌现的今天，及时把新知识补充进来，把最新的科学技术成果包括最新的传感器类型和检测技术、检测手段及工程应用、生产和科研实践中遇到的各种检测问题作为教学案例加入课堂内容。同时在课堂教学中，教师应考虑不同层次的学生对基础知识掌握情况的差异，做到因材施教，将讲课内容按照侧重点不同分为讲授课和复习课两种，《检测与传感技术》很多章节内容需要用到前序课程知识点，在讲课之前教师应提前复习授课将涉及的知识点或者要求学生课前复习相关知识，比如在第5章压电传感器中要求学生对大学物理中的晶格、电偶极矩、电畴、极化等概念必须理解，复习好相关知识才有助于学生理解压电效应的工作原理。

优化课程体系，建立课程架构。针对每一类传感器，基本的知识点包括传感器的基本结构、工作原理、主要的特性参数、典型的测量电路、典型工程应用。这些也是每一类传感器或者每一章节中最核心的内容。授课时，根据专业特点让学生析具体的学习思路、合理的学习重点。加上对实际应用案例的讨论，通过典型应用案例的分析，让学生将理论知识与实践应用有效结合起来，激发学习兴趣，提高学习主动性和积极性，从而取得良好的教学效果，优化课程教学。

（3）教学手段与方法探讨。

在课堂教学中，采用多媒体教学与板书相结合的授课方式，且以多媒体为主，板书为辅。只对基本原理的讲解和基本方法的应用证明采用板书的授课方式，这样不会过多依靠电脑，也不会像放电影一样，既易控、灵活、互动性强，又可以使学生跟随教师的思路深入理解；利用Flash动画、视频、声音、图像等多种形式生动形象地模拟和展示各类传感器的结构、工作原理、相关测量电路与应用演示那些需要形象理解、图示举例说明的内容，在多媒体教学的基础上，充分利用学校的网络教学平台，学生可以通过网络进行远程的自主辅助学习，可以浏览更多的教学资源，包括多媒体课件、课程论坛、实践教学、网上答疑、自测试题、课后习题等，进行有效师生互动的同时又不受时间与空间的限制。教师根据课程知识点新增的微课课件放在相应网站上供学生下载学习，提高学生的积极性和主动性，使学生轻松愉快地学习知识，达到良好的教学效果。

（4）实践教学的改进。

实践教学是《检测与传感技术》教学中十分重要的环节。传统的实验大多是验证性的，学生自主设计、研究的空间非常小，教学效果并不理想。为此我校在《检测与传感技术》课程实践教学进行改革：a.新购浙江天煌公司的检测与传感技术试验台10台，测控技术综合实验平台8台，硬件设备与软件配置完整覆盖本课程主要教学内容，并且可以开设创新型的综合性、设计性实验项目。b.加大了设计型、综合型实验的比重。对验证性实验项目的要求是常规的测量手段，我们增加对传感器的实物装置进行分解、拆装，让学生感性认识各部件在传感器中的作用，以及如何合理选定、确定参数值；对设计、综合性实验的要求，要求学生在拆装的基础上自己设计相应的电路装置来进行检测。c.通过加强课程设计环节、开展实训项目等提高学生的动手操作能力。并根据不同学生的兴趣、爱好和就业方向，适当安排不同难度系数和不同种类的工程实训项目。在现代检测与传感技术课程实训中，如智能小车项目、红外测距项目等，增加PCB板的设计、制作、焊接、调试。同时，学生熟悉了传感器信号与测控电路信号之间传输过程与控制过程，灵活地使用各类传感器。d.参加各类竞赛，提高学生兴趣，提高创新能力。创新实验室是我系在学校的亮点，自2008年建立创新实验室以来，已经获得校级奖多项、省部级一等奖、二等奖共6项、国家级三等奖1项；鼓励能力强的学生积极参与各类竞赛，如两年一度的全国大学生电子设计大赛、建模竞赛、学校举行的技能比赛等，锻炼学生的实践操作能力，开阔学生的眼界、拓展学生的知识，提高学生的专业兴趣，加强实验室建设；教师组织学生参加竞赛，将学生获奖的设计作品作为课堂教学实例，能起到模范、榜样的作用，同时提高学生的工程实践和创新能力。

（5）网上评教，良性互动。

教师在《检测与传感技术》每一堂课后都和学生进行有效的交流和沟通。全面细致地了解教学中可能出现的问题，譬如板书内容是否清楚，书写是否规范、合理，语音、语速大小是否合适，语言是否精简，讲授是否精准无误，重点、难点是否突出，逻辑思维是否严谨等。课后学校安排学生进行反馈式网上评教活动，教师根据学校提供的学生反馈意见适时调整，改进授课方式方法，及时把准教学方向，师生间进行良性互动，灵活多样，从而获得较好的教学效果。

多年的教学实践证明了教学改革具有良好的教学效果。教师和学生的每次授课后交流，对师生双方都有益，学生可以更好地理解知识内容，教师依据学生的反馈意见与建议及时调整、完善授课方案；对不同的学生采用不同的答疑方式，包括不定期、定期集中答疑和一对一答疑的形式，课堂上课程内容讲完，及时批改完学生作业，有目的性、针对性地给学生上辅导课、习题课，对过程中出现的典型问题进行全面细致的分析、讲解，既培养了学生的学习能力，又提高了教学质量。

4.结语

虽然在电气测控类专业开设《检测与传感技术》面临很多问题与挑战，但是我们根据地方本科院校的特点、本校专业建设的实际情况对教学理念、教学内容、教学方法、实践教学、学生网上评教等方面进行了教学改革探索。多年的实践表明，在教学过程能始终把握方向并注重培养学生创新能力。学生的学习兴趣、专业能力就会有大幅提高。

参考文献：

[1]周玲.《传感原理与检测技术》课程教学改革的探讨[J].黑龙江科技信息，2015，（23）：134.

[2]秦瑶.《检测与传感技术》课程教学改革探索[J].教育教学论坛，2015，（48）：101-102.

[3]刘保军.传感检测技术课程的教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2010，（7）：98-100.

[4]孙红鸽，臧义，曹毅.传感技术专业课程实验教学改革与实践[J].现代教育技术，2009，（19）：307-308.

资助项目：邵阳学院教改项目（项目编号：2015JG34）