郝 娜

(石家莊職業(yè)技術學院 電氣與電子工程系，河北 石家莊 050081)

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“傳感器與檢測技術”課程教學改革研究

郝 娜

(石家莊職業(yè)技術學院 電氣與電子工程系，河北 石家莊 050081)

“傳感器與檢測技術”是一門實踐性和綜合性很強的課程，針對該課程教學中存在的理論推導和公式計算量大、學生缺乏學習興趣、驗證型實驗不利于提高學生設計能力等問題，從教學內容、實驗內容和考核方式上進行了改革，取得了良好的教學效果.

傳感器與檢測技術；教學改革；理實一體

“傳感器與檢測技術”課程是電氣自動化專業(yè)學生的一門實踐性、綜合性很強的課程，該課程在電氣自動化專業(yè)課程設置中起著承上啟下的作用，其前序課程為“電路分析”“模擬電子技術”“數字電子技術”，后續(xù)課程為“單片機”“PLC”“過程控制”.該課程是一門集光、機、電于一體，綜合物理、化學、生物、材料、電子、電氣、計算機、機械等多學科技術于一身的課程，因此，它對培養(yǎng)優(yōu)秀的應用型和研究型人才非常重要[1].本文從該課程目前普遍存在的問題入手，多方面進行了教學改革，以取得更好的教學效果.

1 課程教學中存在的問題

目前，高職院校的《傳感器與檢測技術》教材主要為本科教材的刪減版，在編排上按照傳感器的工作原理劃分章節(jié)，包括電阻式傳感器、電容式傳感器、電感傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器等，每一種傳感器均按照工作原理+測量電路+實際應用的模式來介紹，并伴有大量的理論推導和公式計算，難以引起高職學生的學習興趣.學生在課堂上被動地接受知識，缺少自主思考、探究和創(chuàng)新的空間.

現(xiàn)有的“傳感器與檢測技術”課程的實驗教學常以CSY-2000系列實驗臺為平臺開展傳感器的特性實驗，實驗中所用的傳感器和運放電路都封裝在設備中，學生看不見具體的傳感器，也不能通過觀察直觀地了解相關的電子元器件.教師往往依據教學大綱安排實驗項目、實驗內容和實驗時間，組織實驗教學.教學過程中，教師先進行講解和演示，學生再進行操作并將實驗結果填入統(tǒng)一格式的實驗報告上.學生在實驗課上只是按照實驗指導書上的步驟對各個模塊進行接線，上電，對傳感器工作原理和性能參數進行測試和驗證[2].但進行完這樣的驗型型實驗，學生運用傳感器進行設計時仍不知道如何下手.本來實踐性很強的課程并未達到預期的教學效果.

2 課程改革思路

鑒于“傳感器與檢測技術”課程的重要性和存在的問題，課程改革的核心內容主要為編寫適合高職學生的教材，打破按工作原理劃分章節(jié)的模式，按照實際工作情境整合理論知識；進行理實一體化教學，提升實驗課比重，利用驗證型實驗和設計型實驗相結合的方式來激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對抽象知識的理解；采用多種考核相結合的方式，提高學生學習的積極性.

2.1 教學內容的改革

根據高職學生的認知特點，打破按照傳感器工作原理進行章節(jié)劃分的模式，按照實際工程中需要測量的不同變量將傳感器分為五個項目，每個項目下又分為若干對應實際工作情境的任務，將常用的傳感器知識融合到具體的任務中.例如，在“電子稱的設計與制作”這個任務中，第一，提出任務，即設計并制作一個量程為0～1.999 kg的電子秤，并給出幾個電子稱的圖片；第二，引導學生思考，電子稱是如何稱重的，部分學生能回答出是應用了壓力傳感器；第三，帶著這個問題引入電阻式傳感器這個知識點，在學生理解了電阻式傳感器之后，繼續(xù)引導學生討論數字顯示模塊如何設計，這就涉及到電子線路中的模數轉換，這時再引入相關的測量轉換電路知識；第四，指導學生完成電子稱的制作與標定[3].在完成任務的過程中，學生就可掌握電阻式傳感器的相關知識點.這就使得枯燥的理論知識學習變成了有目的、有意義的學習.在整個教學過程中要以學生為主，教師為輔，注重引導學生主動思考.具體的項目劃分情況見表1.

表1 “傳感器與檢測技術”課程教學內容

2.2 實驗內容的改革

基于傳感器實驗室的實驗臺套數不足，設備更新慢、容易損壞且只能進行驗證型實驗的現(xiàn)狀，我們開發(fā)了一系列有針對性的設計型實驗，結合可操作性和趣味性強的教學任務，讓學生完成具體的設計過程，加深了學生對相關傳感器知識點的理解和記憶，提高了學生對各學科知識融會貫通的能力.在每次實驗課前，給出實驗工單，提出設計要求，給出評分標準，并將實驗成績計入期末總成績.

例如，在介紹紅外信號檢測時，提出設計紅外小夜燈的任務，具體要求是在夜間一定范圍內感應到人體后，小燈點亮并延時20 s再自動熄滅，同時提供幾個小夜燈使用的圖片和視頻.提出任務后，讓學生根據學到的知識討論如何實現(xiàn)，大部分學生能夠說出需要利用光敏電阻、紅外感應傳感器和555定時器來完成設計.在學生討論的基礎上，教師進一步介紹熱釋電紅外傳感器的結構和特點.紅外小夜燈的設計思路理清后，指導學生分模塊進行具體電路圖的設計，選出幾個典型的電路進行點評，對電路中的問題進行修正，最后由學生完成紅外小夜燈的設計任務.學生對自己設計電路的工作原理理解得很透徹，在調試電路時能很快找到故障點.進行電路制作的過程中，教師要為學生提供必要的指導和幫助，并在最后評價階段進行總結.整個實驗過程中，學生是設計與制作的主體，教師只起輔助作用.表2為任務工單的評價情況.

表2 任務工單的評價部分

2.3 考核方式的改革

以往對學生的考核主要是通過期末考試和平時成績來進行評定，期末考試比重較大，經常出現(xiàn)平時動手能力很強的學生理論成績較差，而平時表現(xiàn)一般的學生通過考前突擊背誦知識點卻能取得不錯的成績的現(xiàn)象.這種考試模式加大了不確定因素對總成績的影響，難以真實地反映學生的學習狀態(tài)和專業(yè)技術能力，不利于激發(fā)學生學習的積極性[4].合理而科學的考核方案應該能反映出學生的實踐動手能力和綜合運用知識解決實際問題的能力，因此，依據“傳感器與檢測技術”課程的特點和實際教學經驗，使課程的成績包含課堂表現(xiàn)、平時考核、實驗考核、期末考核四個方面，降低了試卷成績在總成績中所占的比例，更多的是強調平時的表現(xiàn)，這有利于對學生的能力有一個合理的綜合評價，引導學生養(yǎng)成主動思考和主動實踐的習慣.

3 課程改革的效果

通過對“傳感器與檢測技術”課程教學內容和實驗內容的改革，取得了較好的教學效果.按照學生特點編寫的教材，將傳感器的具體知識點加到實際的設計任務中.通過設計實驗，學生不但能掌握傳感器的知識，也能體驗在工作崗位完成產品設計的過程，并且電路設計與調試能力、團隊協(xié)作能力有了較大的提高.課程改革也同時提升了教師的實踐水平.

[1] 朱啟兵.面向工程應用能力培養(yǎng)的《傳感器與檢測技術》教學改革 [J].貴州師范學院學報，2013，29(3)：27-30.

[2] 盛春明.《傳感器應用技術》課程教改方案及其實施成效 [J].職業(yè)教育研究，2011(11):93-95.

[3] 耿瑞辰.傳感器與檢測技術 [M].北京：北京理工大學出版社，2012:9-22.

[4] 朱立.《傳感器與檢測技術》課程教學模式創(chuàng)新探討 [J].東華理工大學學報:社會科學版,2011，30(1):77-80.

責任編輯：金 欣

Teaching reform on the class of sensor and detection technology

HAO Na

(Department of Electrics and Electronics,Shijiazhuang Vocational Technology Institute,Shijiazhuang,Hebei 050081,China)

Sensor and detection technology is a practice-based class.Accordingly reforms are carried out to solve the shortages in terms of teaching contents,experiments and way of assessment.

sensor and detection technology; teaching reform; theory and practice

2015-01-21

郝 娜(1982-)，女，河北辛集人，石家莊職業(yè)技術學院講師，研究方向：自動檢測技術.

1009-4873(2015)02-0076-03

G642；G718.5

A