传感与检测技术课程教学改革初探

史玉立

【摘 要】传感与检测技术课程作为五年制大专机电一体化、电气自动化专业的基础课程，一向存在教师授课难，学生听懂难的问题。本文针对传感与检测技术课程与职业类学校学生的学习特点出发，从教学内容、教学手段和实践教学方面对课程的教学改革进行了探索与实践。在进行教学改革后，将该课程在多个班级进行了实践，实际效果证明对该课程的改革提升了教学效果，激发了学生的创新能力。

【关键词】传感器；教学方法；教学改革

中图分类号： TP212-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）30-0250-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.112

【Abstract】As a basic course of electromechanical integration and electrical automation specialty in five-year college， the course of sensor and detection technology has always been difficult for teachers to teach and students to understand. Based on the study characteristics of sensor and detection technology course and vocational school students，this paper explores and practices the teaching reform of the course from the aspects of teaching content，teaching means and practical teaching.After the teaching reform，the course has been practiced in many classes.The actual results show that the reform of the course has improved the teaching effect and stimulated the students'innovative ability.

【Key words】Sensors；Teaching methods；Teaching reform

0 引言

在信息社會的今天，传感器在自动检测、工业控制、物联网技术等多个领域得到广泛的应用，而传感与检测技术是现代信息技术的三大核心技术之一。五年制大专电气类学生的就业岗位主要分布于生产第一线，都需要具备传感器与自动检测的知识与技能，而传感与检测技术课程是五年制大专机电一体化、电气自动化专业等专业的一门重要的专业基础课程。

在该课程中，学生需要了解自动化控制常用传感器的结构原理、测量电路和性能特点，及一般安装使用方法，掌握常见传感器的基本应用方式。课程涉及内容广泛，不仅涉及数学、物理、化学、力学、电工电子等专业知识，还涉及到工业现场的一些实际情况和传感器材料工艺学，在进行传感器的应用时还涉及到自动控制原理、计算机等知识。

1 现存问题

传感与检测技术课程具有实践性强、应用性强的特点，但是其课程内容相对较为分散，缺乏系统性和连续性，学生学习有难度。

高职院校的传感器课程承袭自高校课程，在教学内容上侧重于各种传感器原理及其常用测量电路的讲解， 在教学方法上主要以课堂讲解为主；在理实一体化课程中根据教学内容针对不同的传感器开设的教学实验，也主要是对各种传感器的原理进行验证，学生即使清楚了解了相关传感器的原理，而对传感器的应用仍然了解不足。

而现今传感技术、微电子技术和计算机技术飞速发展， 各种新型的传感器不断涌现，基于原理介绍的传感器难免不足，而基于原理验证的实验设备与实际生产应用的传感器有一定差距，添置难度大，维护成本高。

2 改革方案

传感器课程实践性高、应用性强，对于培养学生实际动手能力、提高综合素质和开发创新思维有着重要作用。从机电一体化13届开始，我校主要从教学内容、教学方法（教学模式）和考核方式三个方面对本课程进行了教学改革。

（一）教学内容的改革

目前，传感器所应用的教材总类较多且偏重理论知识的学习，课程改革针对高职学生的特点，同时考虑到原有教学内容与教材的陈旧与落后，结合本门课程教学方法改革的具体内容，对教学内容与教材进行改革。

教学过程中将现有教材仅作为参考资料，依据课程标准中要求学习的传感器基本原理，以职业实践活动为主线，选取多个普遍应用、原理典型的传感器，编写教学讲义， 以此作为学生与教师之间学与教的应用教材。

新编讲义内容中，采用项目教学为主要方式，设置若干以传感器应用为中心的任务，任务选自工业生产实例，包含常见传感器的原理、应用、编程实现、调试等内容，让学生带着目的进入课堂，了解相关知识后动手实践，完成相关应用，提高了学生学习的兴趣。例如在电阻应变式传感器的学习中，让学生完成电子秤的制作并最终完成重量的称量，为了完成电子秤的制作，学生需要了解电阻应变式传感器的相关原理及检测电路，使理论学习和实践学习得到了融合，并以实践为主，锻炼了学生的动手能力。

项目化教学法的应用，解决了传感器课程的不连贯性和不系统性在讲授过程中所带来的诸多问题，最终实践项目的实现，加深了学生对知识的理解，提高了学习效率，增加了课堂知识的容量。

在该课程中，我校原先采用的设备是亚龙YL-CG2003传感器与检测技术实训台，该套设备由试验台部分、激励源与显示部分、处理（模块）电路部分和数据采集通讯部分组成。包含多个传感器设备，主要对各种传感器的原理进行验证。在实际应用了多年后，发现这套设备存在很多问题：1.设备实用性不强。该套设备自带的传感器与工厂应用的传感器模块有较大不同，学生学习后仅学会传感器的原理，对实际生产中应用的传感器仍旧不够了解。2.设备灵活度不够。该套实验设备仅能对自带的传感器进行原理验证，无法对学校自行采购的实际生产中应用的传感器进行实验，也无法对新出现的传感器模块进行实验，灵活度较差。3实验设备易损坏，维修成本高，维修周期长。传感器是电类多个专业的必修课，开课率较高。该实训室在一学期使用过后，模块即损坏过半，必须反馈亚龙公司进行维修，维修成本高昂，维修周期较长，不能满足日常教学使用。

在对传感器课程内容进行改革后，本着贴近实际生产过程，切实提高学生应用传感器能力的目的，根据传感器课程改革后的内容，我校引进了实际生产中应用的传感器模块，配合完成各个项目实验。为了完成对传感器的检测和基本应用，我校采取了Arduino控制芯片对传感器进行控制。Arduino控制芯片可搭配各类传感器进行控制，完全能过满足传感器的课程需要。同时该芯片接线方便，使用简单，效果明显，价格低廉，不易损坏，其拓展性还有利于课程的后续更新。而模块化的传感器与工厂生产使用的一致，价格低廉，易于维护，操作简单，还可以随技术的进步而进行快速更新，与实际生产不脱节。

（二）教学方法的改革

传统的传感器课程主要采用课堂讲授的教学方法进行理论知识的学习，理论学习后在相关实验设备上验证原理，以提高学生对课堂所学理论知识的进一步理解。

改革后将传感器课程调整为理实一体化课程，依托学校超星泛雅平台，建立网络学习资料库及在线知识检测平台，完成电子教案集、教学课件、微视频、习题与参考资料、网上课程论坛等的建设，采用网络教学平台组织课程所需资源，贯穿教学整个过程。教师通过网络平台进行日常课程教学，学生可以實现在线学习、查阅资料、在线交流、在线测试。实现课堂以学生为主体、教师为主导的教学模式，减轻教与学的负担。

课前，教师可以通过网络平台进行预习任务的发布，学生可以通过手机、电脑进行接收，完成课前任务，可以在论坛上和老师、同学展开讨论，提前了解课程内容。课中，课程所需信息化资源如课件、视频等都可以在网站上获得，教师发布任务，通过学生对各个环节的掌握情况决定课程进度，还可以对掌握程度不同的学生进行分层教学，为学有余力的同学提供更多的资源，对学习有困难的学生提供帮助。课后，教师发布任务，学生从网站提交作业，完成相关测试，在论坛展开讨论，从老师、同学处获得帮助。

（三）考核方法改革

传统的课程考核方法主要是通过考试考核学生对理论知识的掌握程度，这种一次性的考核方法不能真正地反映出学生对所学知识的掌握程度及其专业应用能力，而一个良好的评价体系能够激起学生的学习兴趣和积极性。

为了能够更好的反应出学生在本门课程中的学习情况，本课程的评价机制主要分两个部分完成。一部分是最终的理论考试，占到总课程评价的30%；一部分是学生课堂上完成实训项目的评价，由教师打分、小组自评和小组互评完组成，此部分评价占课程评价的40%。

此外，日常课程中采用网络教学平台收集过程性数据，包括平时测试分数、资料查阅情况以及教师发布内容完成情况等；在课堂中教师记录学生上课表现，工作台整理情况等，共占课程评价的30%。新的评价机制降低了最终考试成绩在总体成绩中所占的比例，更多的是综合考查学生的综合能力和专业应用能力，也调动了学生的学习热情，增强课程培养学生学习能力的作用。

在对传感器课程的教学内容、教学方法以及考核方法进行改革后，我校在13、14、15届机电一体化及电气自动化班进行了课程实施，实际教学效果证明改革后课程取得了较为显著效果。教师教授课程的难度极大下降，学生学习该课程的兴趣上扬，动手能力、创新能力等都得到了极大的提高。

【参考文献】

[1]徐莹，薛凌，云祝磊.面向生物医学工程系的《测试技术与传感器》课程模式改革[J].教育教学论坛，2015年第49期.

[2]张鹏、吴东艳、张凌志.项目教学法与传感器课程改革探索[J].中国电力教育，2014年第05期.