摘 要:《傳感器原理與應(yīng)用》是一門與工程實踐緊密聯(lián)系的課程。針對該門課程的知識面廣和實踐性強(qiáng)的特點,結(jié)合本校教學(xué)與實驗的實際情況,對該門課程的授課內(nèi)容和方法改革進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:傳感器原理及應(yīng)用 教學(xué)改革 教學(xué)內(nèi)容
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0194-01
傳感器是實現(xiàn)現(xiàn)代化測量和自動控制的主要環(huán)節(jié),是信息采集的重要部件,同時也是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的源頭,又是信息社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)與技術(shù)的基礎(chǔ)。如果沒有精度高和性能可靠的傳感器,沒有先進(jìn)的傳感器技術(shù),那么信息的準(zhǔn)確獲取將無從談起,信息技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)將成為無源之水。傳感器技術(shù)成為現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中極其重要的學(xué)科之一[1]。
我們學(xué)校物理系的應(yīng)用物理和光信兩個專業(yè)都開設(shè)了《傳感器原理與應(yīng)用》這門課程。目的是通過對傳感器的原理、結(jié)構(gòu)以及相關(guān)測量電路的介紹,使學(xué)生掌握非電量檢測技術(shù)及相關(guān)測量方法,能對實際的檢測系統(tǒng)提出合理的方案,并選擇合理的檢測器件和系統(tǒng)方案進(jìn)行檢測。該課程的許多傳感器在該專業(yè)的后續(xù)課程,如《無損檢測技術(shù)》、《光學(xué)傳感技術(shù)》等都有非常大的作用。由于這個課程與后續(xù)課程密切相關(guān),所以教學(xué)質(zhì)量的好壞,直接影響后續(xù)教學(xué)質(zhì)量的好壞。
1 目前《傳感器原理與應(yīng)用》教學(xué)中存在的問題
《傳感器原理與應(yīng)用》這門課的特點是知識覆蓋面廣、課程內(nèi)容多且分散、更新速度快、實踐性強(qiáng)。近年來“以教師為中心”的教學(xué)特點是由教師通過講授、板書以及教學(xué)媒體的輔助,把教學(xué)內(nèi)容傳遞或者灌輸給學(xué)生。在這種學(xué)生被動的教學(xué)模式下,學(xué)生對知識的理解和吸收效率較低。學(xué)生逐漸養(yǎng)成一種被動的接受,拒絕思考、不愛提問的不良現(xiàn)狀。此外,在實驗教學(xué)方面,簡單的驗證性實驗把學(xué)生培養(yǎng)成按照實驗手冊步驟按部就班的操作人員。實驗的考核以實驗報告為依據(jù),而大多數(shù)實驗報告內(nèi)容是些記錄和抄寫工作,學(xué)生對這樣的動手機(jī)會不重視。這種教學(xué)過程繼續(xù)下去會嚴(yán)重的影響學(xué)生主動性和創(chuàng)造性、不利于學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)。因此必須換掉落伍的教學(xué)觀念,采用新的教學(xué)新模式,轉(zhuǎn)變教與學(xué)的關(guān)系,突出學(xué)生的主體地位。
2 教學(xué)內(nèi)容與方法的改革
2.1 教學(xué)內(nèi)容分層組織
將課程體系與內(nèi)容的展開“層次化”,把該課程劃分為“理論教學(xué)模塊”和“實踐教學(xué)模塊”兩個模塊。我們把理論教學(xué)模塊劃分為五個層次[2]:傳感器的一般概念、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)模型、傳感器原理的分析、測量電路的分析、系統(tǒng)的分析和設(shè)計。使課程內(nèi)容的實施按由淺入深、由基礎(chǔ)到研究的秩序進(jìn)行,逐步“遞進(jìn)化”。同時,實驗教學(xué)模塊劃分為三個層次[3]:基礎(chǔ)驗證性實驗、綜合設(shè)計性實驗、研究與創(chuàng)新性實驗,也是逐步“遞進(jìn)化”?!袄碚摻虒W(xué)模塊”和“實踐教學(xué)模塊”兩個模塊緊密結(jié)合,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。理論課結(jié)束后,應(yīng)積極開展實驗教學(xué)。首先進(jìn)行驗證性實驗,加深對傳感器特性和使用情況的掌握;接下來進(jìn)行綜合設(shè)計性實驗,活躍學(xué)生們的設(shè)計思想,強(qiáng)化其實驗設(shè)計的能力;最后進(jìn)行研究與創(chuàng)新性實驗,對學(xué)生進(jìn)行科研基礎(chǔ)訓(xùn)練,進(jìn)一步提高其科學(xué)研究素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2.2 采用靈活多樣的授課方法,將講授的內(nèi)容與生活應(yīng)用相聯(lián)系
主要采用多媒體教學(xué)、模型教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以及項目式教學(xué)多種手段。在教學(xué)過程中,把課堂搬到校外,要求學(xué)生進(jìn)行多種傳感器的市場和實際應(yīng)用情況調(diào)研,并就調(diào)研的結(jié)果進(jìn)行全班交流,變被動式學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。
2.3 講授與課程設(shè)計相結(jié)合
為了把傳感器原理這門課從應(yīng)試課程轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N實踐工具,在教學(xué)計劃中增加了2周的綜合課程設(shè)計。通過綜合課程設(shè)計,學(xué)生可以利用課堂上講授的傳感器原理知識,設(shè)計各種傳感器,或者選用多種傳感器設(shè)計實際的工程系統(tǒng)。這樣學(xué)生有了充分的時間來培養(yǎng)實踐能力。
2.4 開展多樣的科技競賽活動
在教學(xué)過程中,引導(dǎo)學(xué)生參加課外科技活動。不僅可以激發(fā)廣大學(xué)生刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的精神,同時也有利于深入開展創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。如本校的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新計劃項目,就為學(xué)生提供了一個創(chuàng)新實踐的平臺。學(xué)生利用所學(xué)的傳感器知識,申請到了多個有創(chuàng)意的課題。
2.5 探索項目式教學(xué)模式
以企業(yè)實際項目開發(fā)為背景,或者結(jié)合教師科研項目,使學(xué)生“做中學(xué)”、“學(xué)中用”。在課程教學(xué)過程中,采取以企業(yè)實際問題為導(dǎo)向,以專題研究報告、研究性實驗報告等為載體的探索式學(xué)習(xí)模式,培養(yǎng)學(xué)生從工程全局出發(fā),綜合運用多學(xué)科知識、技術(shù)和軟件工具解決工程實際問題的能力和綜合素質(zhì)。目前我們已與天津耀輝光電公司等單位建立了實習(xí)基地,讓學(xué)生到企業(yè)做課程設(shè)計;或者聘請有企業(yè)經(jīng)驗的開發(fā)人員來學(xué)校直接指導(dǎo)實驗和課程設(shè)計環(huán)節(jié)的教學(xué)過程,讓學(xué)生將書本知識進(jìn)行實踐化、加深對課本的理解并應(yīng)用到實踐中。
3 結(jié)語
針對目前《傳感器原理與應(yīng)用》課程教學(xué)中存在的問題,通過調(diào)整授課內(nèi)容的組織形式和方法,充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能;通過開展科技競賽、項目教學(xué),強(qiáng)化實驗和課程設(shè)計等來提高課堂教學(xué)質(zhì)量,同時要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造性解決問題的能力。
參考文獻(xiàn)
[1]王化祥,張淑英.傳感器原理與應(yīng)用[M].天津:天津大學(xué)出版社,2008.
[2]向丹.傳感器原理及應(yīng)用教改新探[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2008,(6):89-91.
[3]尤源,劉成林,沈法華.傳感器開放實驗的探析[J].裝備制造技術(shù),2010,(8):202-204.