《传感器与检测技术》课程的教学思考

张常玲

【摘要】随着机器人、自动化生产线、人工智能等技术的迅速发展，对传感器的需求也在不断增加。传感器与检测技术也成为现代科学领域中一门及其重要的学科，是自动控制专业、计算机应用、机电一体化等专业的专业课程。该课程理论和实践结合紧密，针对目前理论教学占主导所存在的弊端，本文根据该课程内容和特点，对传统的教学方法进行了探讨，并提出行之有效的增强课堂趣味性，激发学生兴趣的教学方法。

【关键词】传感器与检测技术 教学思考

【中图分类号】TP212-4；TP274-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）27-0283-02

引言

随着科学技术的发展，检测技术已广泛应用于人类科研、生产和生活等活动领域，是服务于其他学科的工具，传感器处于研究对象与检测系统的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗口[1]，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息，都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号。若将计算机看作人的大脑，那么传感器就可以看作人的感觉器官，没有功能正常的而完美的感觉器官，就不能迅速而准确地采集与转换检测到的外界信息。科学技术越发达，自动化程度越高，对传感器的依赖性越大。

传感器与检测技术是一门知识和技术都很密集的新兴学科，是集机、光、电知识与一体，涉及信息的获取、变换、处理、显示等检测知识，实践性很强的一门综合性应用技术[2]，与计算机原理及应用、数字技术和自动控制理论等课程均有联系，在学习时，必须对相关课程有一定的了解。该课程是一门实践性很强的应用技术，学习时务必联系实际，着眼于应用，，学而用之，且章节与章节之间都是独立的，内容分散，缺乏系统性和连续性。不同类型的传感器，检测原理和结构也不尽相同，联系较少，很难做到触类旁通，这对基础有些薄弱的技师学生来讲，传统的教学方式很难调动大家学习的兴趣。

一、理论教学方法的思考

《传感器与检测技术》是我校机电一体化专业的一门专业基础课，总学为40，其中教学学时32，实验学时8，以往这门课的理论教学都是以传感器的工作原理、理论推导和定量分析为主，相对比较枯燥。学生本身对此就比较陌生，与该课程相关的基础知识也相对薄弱，完全是“填鸭式”教学，导致学生学习兴趣低，无法对对大量的理论知识进行消化和记忆，最终对整个课程所讲知识掌握了了。实验学时的安排一般都是固定安排好的，与理论教学进度不太一致，在针对教学中所讲的传感器的检测原理进行验证时，学生对前面讲的课本内容都已经生疏或淡忘，整个实验过程就是根据实验指导书进行接线、测量和记录，很难与所学理论知识联系起来，实验效果大打折扣。另外实验内容主要是对传感器原理特性进行验证，很少与传感器的实际应用联系起来，比如不同场合传感器的选择、安装和连接方式等，这对学生的专业应用能力和综合能力的提高作用不大[3]。本文针对理论和实验教学的内容和方法进行了初步的探讨与改进，总结几点新的教学方法并不断完善，取得了一定的效果。

（一）多媒体

本课程的讲授中，注重培养学生的学习兴趣，将传感器的内容讲授与生活中的应用联系起来。理论知识的讲解以生活中实际接触的物体为切入点，上网查询资料，下载一些图片及动画，增强课堂趣味性，在课堂上播放，与学生交流，探讨应用到传感器技术的物品以及场合。如介绍传感器的基本知识时，先引导学生思考生活中有哪些应用传感器的，然后提出实例并配以图片，电子体温计为什么可以测体温、电饭锅的保温功能怎么实现的、变频空调怎么控温的、光控点灯以及烟雾报警器等。在介绍应变式传感器的时候，向学生介绍电子称重计的工作原理，并配以动态图，更直观的展示称重时应变如何发生形变，从而达到称重目的的。通过这种讲解，让学生认识到传感器与我们的生活紧密相关，提高他们学习的积极性。

每个章节抽取一个知识点，采用任务驱动教学法[4]，通过任务实现教学目标的一种教学方法，即老师安排一些任务给学生，要求学生通过网络和图书馆，制作PPT，下次上课时在课堂宣讲，把自己查询的知识分享给大家。学生在完成任务的过程，发挥了自身主体性和主动性，加深了对知识的理解，同时在课堂上宣讲时，体验角色互换，展现自我，即掌握了知识也锻炼了自己。

（二）模块化

课程结构采用模块化教学，把不同传感器按照其相似性分类，一类作为一个模块，进行类比教学。如把以转换原理来把电感式、电容式、应变片式传感器归为一个模块。在对每一个传感器进行讲解时，把他与之相关的知识体系，绘制一个框图。同时根据学生专业，如机电专业的学生对工业上常用的电容式、电感式、光电式传感器进行重点讲解。

二、实验课教学的思考

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[5]。基础性实验主要以验证性实验为主，在此基础上可以适当增加学生的自主设计实验，锻炼学生理论和实践结合的能力，做到学以致用。综合性实验有利于培养学生的自主设计能力。但由于实验室实验条件有限，进行的都是基础性实验，即对课本上传感器的原理进行验证，如霍尔传感器测位移和热电阻测温原理等。另外由于实验仪器不足，采用分组实验、多人合用仪器的方式教学，由于实验时间有限，总是会出现有同学操作，有的同学在旁观的现象，无法保证每个同学都有动手的机会，相对于单人独立实验，质量和效果都大打折扣。

在实验室现有的实验条件下，希望可以购买更多的数字式传感器和一些价格便宜又经常用到的小型传感器以及信号调理电路，让同学对传感器有个更直观的认识，并利用这些设备，完成一些设计性实验，培养学生自主学习能力的同时加深对所学知识的理解和掌握。

三、结语

现代教育主要是以人为本、培养创新型人才的教育。专业课程的教学要尽可能采用多种方式教学，做到理论与实践结合，进一步提高课堂教学和实验教学的质量，在教学内容方面，随时关注現代传感器的发展，及时反映新的传感器技术，缩短教学与工业实际应用之间的距离。

参考文献：

[1]朱自勤.传感器与检测技术[M].北京：机械工业出版社，2013.8：10.

[2]宋述燕、，陈家凤.《传感器技术及应用》教学方法探讨[J].实验科学与技术，2008（6）：104-105.

[3]任玮.《传感器技术及应用》教学的思考与实践[J].职业教育研究，2006（10）：87--88.

[4]曹良玉，赵堂春.《传感器技术及其应用》课程改革初探[J].职教之窗，2005（12）：62--64.

[5]章洁，沈艳等.《浅谈传感器与检测技术》教学内容及方法的研究与探索[J].教育教学论坛，2017（13）：134——135.