《传感器及应用》课程综合改革初探

王军琴

【摘 要】传感器技术是现代信息技术的重要支柱之一，是一门繁杂的交叉学科。本文针对应用型本科教育转型发展的特点及要求，探讨了《传感器及应用》课程传统教学内容及教学方法中存在的不足，提出了课程综合改革的新思路。实践表明，这些改革在一定程度上激发了学生的学习积极性，提高了学生的动手操作能力，为学生进行实际传感器的设计与制作提供帮助。

【关键词】传感器；课程改革；教学

0 引言

传感器技术是当今世界上一项迅猛发展的高新技术，是一个国家科学技术发展水平的重要标志，在现代检测与控制系统中有着举足轻重的作用。《传感器及应用》课程内容相当宽泛，它集力学、电学、光学于一体，综合了物理、化学、材料、电子、计算机、机械等多个学科[1]，又包含信息的获取、变换、处理、显示等多种检测方法，知识点相互交叉，正是由于传感器教学的这些特殊性导致学生的学习积极性较差，教学效果不佳。基于《传感器及应用》课程的这些现状，同时结合本人教学过程中的心得和经验，考虑到传感器行业对员工的要求，对本课程的教学改革作了一定的思考，进行了大胆的探索，总结出几点教学经验并不断完善，取得了较好的教学效果。

1 传感器教学现状与存在问题

1.1 教学现状

目前在实践性较强的课程教学中，教师被传统的教学模式所束缚，在课堂上，教学内容大多以各类典型传感器的原理及公式的推倒为主，这就要求学生具备较好的高等数学、工程数学、物理学、电子学等基础[2]。大多数学生经常感到教师所讲内容理论性过强，难于理解，因而造成部分学生上课注意力不集中，课堂互动不好；而实践教学主要是在传感器实验台上进行，实验台上设置了已经调试好的常用传感器及其测量电路，如放大器、电桥桥路、霍尔传感器等模块。学生只需按照实验指导书上的步骤进行接线，就可以轻松的得到正确的实验结果。学生的整个实验过程也只是對传感器工作原理和性能的进行了验证。当学生需要设计应用具体传感器时则往往没有思路，不知道该如何灵活应用该传感器来完成电路的测量，搭建简单的测量系统有哪些规则。其原因是他们缺少这方面训练的机会，导致经验缺失。

1.2 存在问题

（1）教学内容过多的讲述传感器原理的推导，有关传感器的设计与应用内容较少；

（2）虽在考核方式上做了一定的改进（由习题作业改为实践作业），但改进的力度不够（可从期末考核内容上再做改进），学生作品相对较少，参与度不够高；

（3）实验设备都是经过调试的常用传感器及测量电路，实验内容只停留在对传感器工作原理和性能的验证阶段，对学生创造力的形成十分不利。

（4）学生学习的方式比较单一，目前学生只是从课堂上获取知识，自主学习资源欠缺，自主学习的时间较少。

2 理论教学

2.1 教学内容

我们以电子信息工程专业学生为试点，在教学内容的改革上，项目组教师搜集了大量实际生活中使用的传感器图片，经过精心选择并不断地更新、丰富，对原有教学内容进行了重新整合。除此之外，教师还从电子专业领域的实际工程案例中抽取了具有典型实际应用价值的教学案例，这些教学案例用到的元器件一定要是学生已熟知的常见元器件，案例尽可能多的囊括了相关传感器涉及的传感器应用技术知识和专业技能并具有一定的趣味性，在提高学生学习兴趣的同时又为实训环节准备了项目材料。

2.2 教学方法

教学过程的评价与教学方法的改进是教学质量监测中更古不变的话题，能够灵活运用不同的教学方法是教师业务水平的体现。在《传感器及应用》的教学中我们以专题、项目式教学为主导，采用多媒体教学与传统板书相结合的方式，将教材中所讲解的传感器原理与实际传感器联系起来，充分发挥多媒体教学的生动、逼真、容量大的优点，将传感器的基本工作原理配以实物图片，做成动画进行演示，再结合教师板书讲解，实现教学手段的多元化。最后针对学生的学习情况和知识掌握情况进行分级分类指导，做到因材施教。例如之前在讲解CCD图像传感器时只是静止的分析波形的差异，内容枯燥、乏味，学生似懂非懂、情绪低下，但是如果采用动画演示，各个信号的工作时序就直观的显示出来，使课堂气氛更加活跃，学生更加透彻深入地理解其工作原理与过程。

3 实验教学

3.1 实验环节

传统的实验项目大多属于参数的验证、已知性能的测试实验等，学生通常都是参照实验指导书提供的电路图进行连线，随后观察实验结果并记录数据。只有个别学生会观察实验现象，分析工作过程，独立发现问题，分析并解决问题。部分同学甚至根本没动手做实验，只是简单的记录数据、填写实验报告。实验效果不够理想。经过改进，实验前，我们首先给出需要完成的实验项目，不提供具体的电路及实验步骤，由学生根据要求写出预习报告、实验原理、拟选用的元器件及具体的实验步骤等，在实验室根据自己设计的电路独立完成实验，写出实验报告。这样可以激发学生的学习热情，充分发挥学生的主观能动性，使理论知识掌握的更加牢固，动手能力也大大提高。

3.2 实训环节

实践训练旨在让学生了解实际工程项目的操作流程，培养学生的工程意识，增加学生的就业机会。

教师在课堂教学中，每讲完一类传感器的原理后，我们便及时安排与之有关的实践训练，通常以精选的教学案例为制作内容，教师首先为学生建立必要的背景知识，告知设计要求，根据项目描述进行分组讨论，查找相关资料，进行方案的可行性分析，并整理出设计思路与方法；完成具体电路原理图的设计和相关参数计算，画出电路硬件系统组成方框图；选择合适的电子元器件，然后在老师的指导下，确定最佳方案，进而领取元器件，进行焊接、调试；教师填写实训成绩单，完成整个项目的评估考核。

4 课程考核

成绩考核是教学活动中的一个重要环节，用于督促教师的教学和学生的学习，教师通常对学生进行《传感器及应用》课程考核的形式都是通过笔试答题。一些学生为了追求好成绩，考前突击背诵传感器及应用原理方面的知识，这样的考核方式不能真正起到考核的作用。所以我们在考核中是将理论与实践结合起来：从课堂表现、原理的理解、传感器实物制作及效果评价、课程结课论文等多方面进行全面考核，做到公平、合理、可行。从而引导学生将学习的重点放在实践能力的提高上，可以有效地培养学生独立运用所学知识选择传感器、设计测量电路的能力，并能对测量结果进行分析，达到满足工程需求、自己制作传感器的目的。

在分值的分配上，我们经过充分调研和多次讨论，将由期末笔试决定课程成绩的方式，改进为由期末笔试成绩（占35%）、平时表现（占20%）、和实验技能考核（占45%）三部分组成学生课程总成绩的方式，这样就可以对学生的理论知识、课堂效果与动手能力做一个全面的评价，能够有效地促进学生积极参与实践项目，为学生毕业后从事工程活动奠定的基础[3]。

5 结语

近几年来，在逐渐落实我校“地方性、应用型、开放式”办学定位的过程中，项目组成员结合专业特点，积极探索和研究课程改革的新思路，从课堂教学、实验教学和考核方式上做了一定的改进，鼓励有能力的同学组成几个兴趣小组应用所学知识，通过搭建实际电路，完成简单传感器的制作与调试，最后这些同学在课堂上将自己的制作过程及心得体会与全班同学分享，提高了学生的学习积极性与主动性，收到了很好的教学效果。

【参考文献】

[1]姚娟，堵俊，华亮.启发式实例分析在“传感器与检测技术”课程理论教学中的应用[J].教育教学论坛，2012，（3）：157-158.

[2]盛春明，赵玉林.《传感器应用技术》课程教改方案及其实施成效[J].职业教育研究，2011（11）：93-94.

[3]张敏.学生工程素质的培养在《传感器原理及应用》系列课程教改中的实践[J].中国科教创新导刊，2013（3）：37-38.

[责任编辑：朱丽娜]