传感器技术课程教学方法的设计与思考

邓亚琦，李加升

摘要：传感器技术是电子类专业的一门专业必修课程。针对当前教学方式存在的弊端和不足，结合专业特点和教学目标，提出了一些有效的教学方法：开展案例教学和讨论教学激发学生学习动机，提高学生积极性;采用基础性实验、综合性实验和创新性实验的递进模式促进学生个性化发展，培养学生探索、创新能力;多方面量化、统计学生平时成绩，客观反映学生学习效果，以提高教学质量，满足新时代对传感器专业人才的需要。

关键词：传感器技术;教学模式;创新实践;综合测评

中图分类号：G424文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）21-0193-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

传感器技术是电子类专业的一门重要课程，在现代检测和控制系统中有着举足轻重的地位[1]。这门课程实践性强、应用范围广，综合性强，涉及电路分析、数字电子技术、模拟电子技术、信号与系统等课程专业知识。通过学习传感器技术既可以获得专业理论知识，又能培养学生分析问题和解决问题的能力、探索创新能力和实践动手能力，为后续课程设计、电子竞赛和毕业设计打下坚实的基础。传感器技术是控制系统用于感知和获取外界信息的工具，已渗透至宇宙开发、军事国防、医疗诊断、生物工程、商检质检等不同领域。随着人工智能和电子信息技术的发展，用于获取信息的传感器技术在各行各业中发挥着重要作用，传感器的发展成为极端技术研究和边缘学科开发的先驱[2]。同时，高速发展的信息时代对控制系统提出了更高要求，比如更强的适应性（在超高温、超高压、超强磁场等环境中的适应性）、更高的精确度、更好的灵敏性、更高的自动化程度等，也对传感器专业人才提出了更高的要求。笔者深刻意识到只有在教学过程中采用更加科学有效的教学方法，才能培养出优秀的专业技术人才，从而满足现代社会对传感器专业人才的迫切需求。

2 《传感器技术》课程教学现状

目前，一些地方本科院校的传感器技术课程的教学现状并不乐观，可能达不到预期的教学效果。结合笔者所在的地方本科院校，传感器技术在教学过程中主要存在教学方法单一、实验创新性低和考核方式单一等问题。

2.1 教学方法单一

目前，教师在传感器课程教学过程中主要采用多媒体和粉笔板书教学，以讲授原理为主。而教师利用课件向学生灌输理论知识，学生在课堂上全程处于被动接受知识的状态。课堂上气氛沉闷，学生的注意力难以集中，学习兴趣难以激发[3-4]。同时，学生看不到传感元件实物，缺乏对传感器变量的感性认识和对测量原理的直观把握，学生的主动性也随之降低。这就使部分学生，尤其是理论基础相对薄弱的学生在学习过程中学习积极性不高，跟不上教学进度，对知识理解不到位，实践操作能力不强，学习效果不佳。因此，改进传统的教学方法势在必行。

2.2实验创新性低

结合笔者所在的地方一本学校的实际情况，传感器技术的实践教学主要以验证性实验为主，绝大部分学生机械地重复讲义中的实验步骤，仅通过记录实验数据来验证传感器特性。学生在实验过程中并未深入思考实验流程设置的合理性和必要性，实践教学巩固理论知识的目的难以实现。并且实验目的稍有变动，学生都很难独立自主地完成实验[5]。同时，由于与工程应用相结合的综合性实验涉及较少，在实践教学过程中难以培养学生分析问题和解决问题的能力。此外，学生作为教学活动中学习的主体，在实验过程固化的实践教学中无法激励他们的主观能动性，阻碍了学生实践动手能力和探索创新能力的发展[6]。因此，传统的实践教学方法已无法满足现代岗位对专业人才的培養需求，需要综合考虑学生个体的差异对实践教学进行改革。

2.3考核方式单一

该课程通常采用30%的平时成绩和70%的考试成绩来进行考核，其中平时成绩包括作业、实验和考勤，考试成绩指期末考试的卷面成绩。这样的考核方式侧重理论知识的考察，不注重过程评价，难以达到理想的教学评价效果。此外，平时成绩没有量化指标，统计的随意性较大，总成绩难以公平客观地评价课堂表现好的学生的学习情况[7]。因此，以课堂教学和实践教学方式为基础，顺应时代发展，设计一套涵盖收集相关文献能力、创新实践能力和知识点归纳总结能力的考核标准，更有利于对学生成绩的综合评价。

3 《传感器技术》课程教学设计

由于传感器专业知识与生产、生活联系逐步增加，高速发展的时代对传感器专业人才提出了更高要求，传感器技术这门课的讲授面临新的挑战。因此需要教学改革提高学生综合运用传感器专业知识的能力，培养知识、能力和技能全面发展的专业技术人才。结合笔者所在地方本科院校的情况，我们从课堂教学设计、实践教学设计和学习效果评价三方面对教学改革进行讨论。

3.1 课堂教学设计

教师在理论教学的基础上，可以从案例教学和讨论教学两方面提高教学质量。

首先，在案例教学中，教师在知识点讲授前和讲授后分析一个具体案例，但案例分析在讲授前后各有侧重，目的也各不相同。知识点讲授前的案例可进行简要分析，侧重于实际应用中该传感器知识的作用，目的在于引导学生对该传感器原理的思考，提高学生的学习积极性。而知识点讲授后的案例分析侧重于对传感器原理的复习，各传感器适用范围的分析，以及对应用场景的扩展，目的在加深学生对理论知识理解，促进专业知识的实际运用。因此，讲授前后的案例教学可使教学内容由抽象到具体，课堂氛围由沉闷到趣味，可以激发学生学习兴趣，提高学生主观能动性，不断扩展学生自主学习的空间和时间。

其次，在讨论教学中，教师在一堂课结束前布置一个与下节课内容相关的问题，要求学生课后查阅相关文献进行思考与探索，在下堂课开始的前10分钟进行分组讨论，讨论结束后提问学生，考查学生对知识点预习情况。对回答较好的同学可加平时分进行肯定和鼓励。通过教师课内提出问题和学生课外解决问题的方式，不仅可以提高学生收集相关资料、总结归纳相关知识点的能力，还可以通过复习之前所学知识来提高基础薄弱学生的学习兴趣。