浅谈《传感器与检测技术》教学内容及方法的研究与探索

章洁+沈艳+许启新+张榕

（成都信息工程大学 控制工程学院，四川 成都 610225）

摘要：《传感器与检测技术》是自动化和测控专业的专业基础课，作为必修环节，对该专业大学生掌握专业知识、形成专业技能及在未来工作中培养工程设计能力有着重要的促进作用。本文对该课程在教学和实践中遇到的问题进行探讨，对教学思路和教学方法进行研究，结合实践环节，探索出适合该专业方向的授课方法，激发学生对课程学习的兴趣，取得了良好的教学效果。

关键词：传感器；检测技术；探索

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）13-0134-02

一、引言

《传感器与检测技术》是一门工科控制类的重要专业基础课程，适应范围宽广，特别强调从应用需求的角度培养学生具备该课程的基础知识和掌握信息的能力，从而培养学生善于观察和发现、提炼问题的能力。现代大学将人才培养作为首要任务，在人才培养的过程中，各相关专业基础课程的教学效果直接关系到人才培养目标的实现。因此，教师要将自己在教学过程中遇到的问题进行研究，并同科研工作、科研成果有机结合起来，探索新的课程改革方案，形成有效的教学授课体系和授课方法，同时促进该课程和专业的人才培养工作有效开展。

传感器源于仿生研究，每种生物在其生命周期中都需要经常与周围环境交换信息，因此，所有生物都有感知周围环境或自身状态的器官。随着电子计算机和机器人技术的迅速发展，人们对传感器的要求不断增多。传感器作为现代科学领域中的一门重要学科课程，实践性很强，因此，在进行理论学习的同时，教师应要求学生通过实验熟练掌握各种典型传感器的基本原理和使用场合。所以，课程教学方法和教学思路不仅会影响大学生创新思维的培养，而且对解决工程中的实际问题能力的培养也有较大影响，对专业知识和技能的培养更至关重要。

二、教学内容的优化与改革

1.教学内容体系的优化。目前的《传感器与检测技术》教材，对快速发展的科学技术来说，有一定的滞后性。这对大力提倡高校培养应用型、创新型与设计型人才的今天，对高校授课教师提出更多更高的要求。教师要不断地更新教学内容与教学方法、手段，查阅相关书籍和资料，根据现代科技的发展情况进行系统讲解。

从培养目标看，该课程主要是研究自动检测系统中信息提取、信息转换和信息处理理论与技术为主的学科，课程内容多而离散，知识密集而复杂，学时一般较少，从而导致学生学习积极性较差，教学效果不理想。因此，课程内容的优化非常重要。如果内容重复，不够精练，不利于学生的系统掌握；如果不涉及新型传感器技术，不能根据现代技术及产品特征进行讲解，不利于学生技术知识的与时俱进；如果不涉及信号处理模块，学生就很难弄懂体系构架，不利于工程设计和宽口径人才培养模式的有效实施。因此，研究新的教学内容，进行适当优化，尤为重要。

2.教学内容体系的改革。为了配合现代控制人才培养的教学体系，《传感器与检测技术》应分四个模块对学生进行系统讲解，包括经典的传感器模块、信号处理模块、检测技术模块和新型传感器模块。各部分的内容层次清晰，重点突出，而且各个模块能有机地结合在一起，形成一个完整体系。

讲授传感器模块，要对典型传感器的工作原理、特性与测量电路进行分析，适当增加理论分析和推导，这是学习传感器的基础，也为学生进一步在实践中操作提供理论依据；讲授信号处理模块，有利于学生清楚如何处理传感器的前后端信号，便于构架知识体系，进一步拓宽知识面；检测技术模块与传感器的讲授一般密不可分，智能检测技术与多传感器的信息融合技术等，会为学生在未来的工程工作中打下一定基础，提高科学研究能力；新型传感器的学习，较之传统传感器模块来说，理论难度和深度进一步增加，主要是让学生理解新型传感器的应用与发展，丰富学生知识面，为将来在传感器领域的进一步发展打下理论基础。

三、教学方式的探索与实践

传感器的学习活动中，教师有不同的教学风格和授课方式，但都是为了培养社会发展的人才。因此，研究和探索教学授课方式与实践方式，尤为重要。

1.多模式学习方式的探讨。《传感器与检测技术》课程讲解的一般顺序是传感器的基本概念、工作原理、测量原理及应用部分，这难免会让学生感觉枯燥，不能很好地激发他们的学习热情和兴趣。因此，在讲解过程中，教授方法和技巧值得研究，一般可采用启发式教学、互动式教学和立体式教学。比如，在某一类经典传感器的讲解中，可以问题为导向，引出原理。而且，师生良好的互动，对培养学生的学习兴趣也较为重要，引出问题并启发学生思考的同时，可组成小组讨论，鼓励学生回答问题，让他们都参与进来，使得师生、生生之间进行良好互动交流。此外，教学过程中，教师要结合多媒体、动画及网络实验演示环节，增加学生对原理的深刻理解。因此，教学方法的多样化，是该课程改革中一个重要研究部分。由于学生的学习并不仅限于课堂时间，所以课程网站对学生课后巩固所学知识起着关键作用。学生可以通过该课程网站进行查阅、习题练习或与教师沟通。总之，多模式的学习方式在专业课程的学习中，发挥着重要作用，值得研究和推广。

2.實验环节的改革。该课程的实验环节，一般分为基础性实验、设计性实验和综合性实验。基础性实验主要以验证性实验为主，在此基础上适当增加学生的自主设计实验。综合性实验有利于培养学生的自主设计能力，在条件允许的情况下，可开放实验室，让学生充分利用实验室平台，从事科学研究。同时，可利用网络资源进行实验辅助教学。总之，实验环节的改革需要长期的坚持，让学生真正地从理论走向实践，消化和理解理论知识，引导并激发学生学习和思考的兴趣。

3.考核评价方式的改革。《传感器与检测技术》的学习目标是让学生掌握基本的传感器理论和检测技术理论，注重对学生基本技能的培养，提高创新意识和科研能力。因此，必须有较为合理完备的综合考试评价体系。对学习过程的考核，不应只以考试成绩来定，最好是贯穿于整个学习过程中。比如，可以学习完一个模块后进行相应考试，每次考试加权后形成总成绩的一个部分，并将平时小组讨论环节和实验考核环节的表现按照一定比例分别纳入总成绩。多元化的考核方式，能避免学生通过临时突击等方式取得较好成绩，也让课程评价更加合理。

四、结语

现代高等教育主要是以生为本、培养创新型人才的教育，专业课程教学要围绕激发学生的学习热情和兴趣、培养实践动手能力和创新能力及科学研究能力来进行。本文主要研究和探索《传感器与检测技术》这门专业课程在教学内容、教学方式和教学手段上的改革，在实践中也取得了良好教学效果。这只是这门课程改革的最初成果，今后我们会继续研究和探索教学方法的改革，不断根据科技的发展调整教学内容，使整个《传感器与检测技术》的教学水平更进一步，预期在高校人才培养中取得较好的专业课程教学效果。

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基金项目：成都信息工程大学2016年大学生创新创业训练计划项目：机器鱼系统设计（项目编号：201610621097）；成都信息工程大学2013年省级精品资源共享课程建设项目：传感器与检测技术；成都信息工程大学2015年教改项目：基于“卓越计划”的机械电子工程专业应用型创新人才培养的探索与实践（项目编号：Y2015029）

作者简介：章洁（1977-），女，四川成都人，硕士，副教授，研究方向：智能计算、智能信息处理；沈艳（1973-），四川成都人，博士，教授，研究方向：传感器网络、人工智能及仿生机器人。