姜丕杰，程海軍，陳曉英

(遼寧工業(yè)大學(xué) 電氣工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001)

“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程是電氣工程及其自動(dòng)化的專業(yè)基礎(chǔ)選修課，課程本身具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。傳感器技術(shù)是以檢測(cè)原理、材料科學(xué)、工藝加工為基礎(chǔ)的一門綜合性技術(shù)［1］。課程每章節(jié)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，知識(shí)量大，涵蓋范圍廣?，F(xiàn)在的授課方式還是主要以理論講解為主，實(shí)踐教學(xué)為輔，實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)相對(duì)較少。另外本專業(yè)的學(xué)生人數(shù)比較多，傳統(tǒng)的上課方式很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。本文針對(duì)“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程的特點(diǎn)，結(jié)合本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)及本專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，探討該課程教學(xué)改革問題。

1 課程特點(diǎn)

1.1 專業(yè)知識(shí)復(fù)雜

傳感器的種類繁多，它是以檢測(cè)原理、材料科學(xué)、工藝加工為基礎(chǔ)的學(xué)科，所涉及學(xué)科較多，知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜。電氣專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃沒有材料科學(xué)和工藝加工這兩門課程，與此相關(guān)的知識(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較難，更多的理論知識(shí)都不了解。檢測(cè)原理中很多與物理相關(guān)的知識(shí)也沒有過接觸。無疑增加了學(xué)習(xí)的難度。

1.2 實(shí)踐性強(qiáng)

傳感器在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛［2］，目前，傳感器按測(cè)量原理分類具有許多種類型，不同類型的傳感器之間可以說是千差萬別的，課本上的內(nèi)容有限而且原理比較抽象，僅通過課本的介紹，學(xué)生無法真正了解更多傳感器的工作原理及實(shí)際應(yīng)用。傳感器具有很強(qiáng)的實(shí)用意義，學(xué)生只有在生產(chǎn)生活實(shí)踐中接觸傳感器，不斷的應(yīng)用傳感器，才能了解傳感器，認(rèn)識(shí)傳感器，利用傳感器。這正說明傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。

1.3 知識(shí)更新快

近些年，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)已進(jìn)入超大規(guī)模集成化階段，各種制造工藝和材料性能的研究已具有相當(dāng)高的水平。新技術(shù)的生產(chǎn)與應(yīng)用促進(jìn)了傳統(tǒng)的傳感器的更新?lián)Q代，現(xiàn)代傳感器普遍具有集成化、智能化特點(diǎn);同時(shí)，更多新的傳感器會(huì)因?yàn)樾虏牧系陌l(fā)現(xiàn)而開發(fā)出來。傳感器技術(shù)的未來發(fā)展方向應(yīng)該是固態(tài)化、集成化、多功能化、圖像化和智能化［1］。

2 教學(xué)中存在的問題

2.1 學(xué)生學(xué)習(xí)問題

傳感器與檢測(cè)技術(shù)是一門專業(yè)基礎(chǔ)選修課，作為選修課學(xué)生習(xí)慣性不重視。上課聽課的專注度明顯要比專業(yè)必修課等課程效果差一些。“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”專業(yè)知識(shí)涵蓋的范圍廣，特別是對(duì)物理和材料等學(xué)科要求更多一些，在老師講解的過程中，很大一部分學(xué)生對(duì)老師講授的知識(shí)，感覺很難，不能夠理解。雖然生活中有很多和傳感器相關(guān)的生活電器設(shè)備，但是，學(xué)生沒有能夠?qū)I(yè)知識(shí)與生活相聯(lián)系，同時(shí)電氣專業(yè)的學(xué)生不學(xué)習(xí)材料相關(guān)的課程，所以學(xué)生對(duì)與傳感器相關(guān)的材料特性不能夠很快去理解，既要學(xué)習(xí)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的知識(shí)，還要能夠理解這些特性材料的應(yīng)用，長(zhǎng)此以往學(xué)生對(duì)傳感器與檢測(cè)技術(shù)這門課程就失去了學(xué)習(xí)的興趣，專注度就開始下降，學(xué)習(xí)效果就不好。

2.2 授課方式

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師是教學(xué)活動(dòng)的主體［3］。學(xué)生認(rèn)為自己認(rèn)真聽課、理解老師的講解就可以，沒有認(rèn)識(shí)到自己才是學(xué)習(xí)的主體，應(yīng)該積極參與其中，與老師之間有互動(dòng)。缺乏學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性。教師認(rèn)為只要將知識(shí)傳授給學(xué)生，這才是最重要的，至于學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣就忽略了;教師在授課的過程中很少提問，缺乏互動(dòng)性。教師的授課手段也是比較單一，現(xiàn)代化的多媒體授課、網(wǎng)絡(luò)授課，在講課中很少應(yīng)用。基于此，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，就會(huì)產(chǎn)生疲勞感，學(xué)習(xí)興趣降低。

2.3 授課知識(shí)

隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷的進(jìn)步，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方面的要求越來越高，對(duì)于傳感器的特性要求也是越來越高。隨著市場(chǎng)的需求越來越高，各種新型的傳感器不斷出現(xiàn)。傳感器與檢測(cè)技術(shù)的教材隨著傳感器的更新，應(yīng)不斷補(bǔ)充新的知識(shí)。教師在備課時(shí)要以多本教材為參考，并且從網(wǎng)絡(luò)中下載新的傳感器應(yīng)用知識(shí)，增加知識(shí)量。

3 教學(xué)方法的優(yōu)化與實(shí)踐

本文針對(duì)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的課程特點(diǎn):專業(yè)知識(shí)的復(fù)雜性、課程知識(shí)更新快以及教學(xué)中存在的教與學(xué)的問題，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革［4］。

3.1 教學(xué)理念的更新

本校是省屬院校，作為一所地方本科高校，目標(biāo)就是培養(yǎng)“寬、厚、廣”型人才［5］。為此，在課程教學(xué)中需不斷調(diào)整教學(xué)理念，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐中，充分運(yùn)用課堂所學(xué)理論知識(shí)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，解決實(shí)際工程的實(shí)踐能力。針對(duì)學(xué)生上課注意力不集中甚至聽課不認(rèn)真的現(xiàn)象，應(yīng)該在上課中增加學(xué)生感興趣的內(nèi)容。比如，在課程的理論講授中，宜將實(shí)物應(yīng)用教學(xué)法與其他教學(xué)法相結(jié)合，特別是將一些學(xué)生經(jīng)常聽到但又不常見的傳感器帶到課堂上，在揭去這些傳感器神秘面紗的同時(shí)，又能將傳感器的原理與實(shí)物及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用聯(lián)系起來。讓學(xué)生從實(shí)物中感受到傳感器魅力。在介紹某一類傳感器的時(shí)候，可以結(jié)合學(xué)生的生活生產(chǎn)實(shí)際，以及社會(huì)的焦點(diǎn)，多講述一些他們生活中可能經(jīng)常見到、常用到的一些電子電器產(chǎn)品中使用的傳感器，或者國(guó)家息息相關(guān)的科技熱點(diǎn)所提到的傳感器。例如，在介紹溫度傳感器時(shí)，包括熱電阻、熱敏電阻、熱電偶，可以以電磁爐、空調(diào)、冰箱、水溫自動(dòng)調(diào)節(jié)的熱水器、糧庫(kù)溫度檢測(cè)等設(shè)備為例子;衛(wèi)星升天后，在太空中各種數(shù)據(jù)的檢測(cè)等等，都是由相應(yīng)的傳感器來實(shí)現(xiàn)的。通過對(duì)于實(shí)物的分析研究進(jìn)行教學(xué)應(yīng)用，能使學(xué)生認(rèn)識(shí)到傳感器在生活、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重要性，實(shí)踐中學(xué)生能夠?qū)鞲衅骶唧w化，從實(shí)踐中將升華理論，不斷提高學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐能力。

3.2 整合教學(xué)資源

目前各高校都在大力推行教育教學(xué)改革，而且各學(xué)校專業(yè)培養(yǎng)方案也在不斷重新調(diào)整，在這個(gè)大環(huán)境下，傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)學(xué)時(shí)較少，教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新、豐富，以順應(yīng)新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)。僅靠教學(xué)計(jì)劃安排的學(xué)時(shí)，不能使學(xué)生對(duì)傳感器有更深的理解。這就促使老師在完成相應(yīng)的課時(shí)之外，要在其他方面給學(xué)生提供學(xué)習(xí)本課程的機(jī)會(huì)，或增加應(yīng)用的場(chǎng)景。除了理論講解，還有實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)基本是驗(yàn)證性的，做個(gè)試驗(yàn)只是了解一下這種傳感器的性質(zhì)與理論是否一致。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。為了能夠使學(xué)生對(duì)本課程感興趣，提高學(xué)習(xí)積極性，可以從學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦方面著手，開發(fā)更多設(shè)計(jì)和綜合性實(shí)驗(yàn)。首先利用教學(xué)課時(shí)里的有限實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，解決問題，了解傳感器的各種功能。其次可以利用開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開放性試驗(yàn)是老師利用學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備儀器，指導(dǎo)學(xué)生一起開發(fā)或者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并寫成論文，每位參與的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)合格后可以得到一個(gè)創(chuàng)新學(xué)分。利用傳感器實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有設(shè)備儀器設(shè)計(jì)與傳感器有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，這樣可一舉三得:一方面通過實(shí)驗(yàn)得到一個(gè)創(chuàng)新學(xué)分;另一方面通過自己親自做實(shí)驗(yàn)，提高綜合實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力以及創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力，使學(xué)生養(yǎng)成動(dòng)手動(dòng)腦的好習(xí)慣;最后通過實(shí)驗(yàn)增加傳感器的理性認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過程中應(yīng)該加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)，這是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證，為以后在工作中對(duì)傳感器的使用打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合

課程設(shè)計(jì)是學(xué)生將理論應(yīng)用與實(shí)際結(jié)合的一個(gè)非常有效的途徑［5］。利用課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生不斷在實(shí)踐中進(jìn)行鍛煉。學(xué)生不僅可以更好地理解本課程的內(nèi)容，又能提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。傳感器與檢測(cè)技術(shù)雖然沒有課程設(shè)計(jì)，但是傳感器作為整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化的“感覺器官”，其重要性不言而喻。和傳感器相關(guān)的課程有課設(shè)，就可以將傳感器利用上，對(duì)學(xué)生增加更多的感性認(rèn)識(shí)，接觸一些實(shí)際應(yīng)用的傳感器。單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)與傳感器相關(guān)聯(lián)的題目是比較多的，比如酒精測(cè)試儀的設(shè)計(jì)，糧倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等等，在檢測(cè)的這個(gè)功能上都是應(yīng)用各種各樣的傳感器。通過類似的課程不僅將傳感器的理論知識(shí)應(yīng)用上，而且也能增加學(xué)生與實(shí)踐相結(jié)合的能力。

3.4 豐富教學(xué)手段

傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)手段已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代學(xué)生對(duì)于知識(shí)的渴望。這不是意味著將拋棄傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而是應(yīng)增加更多新的教學(xué)手段。采用多媒體教學(xué)，增加網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等等。通過新的教學(xué)手段，不僅可以在學(xué)生面前呈現(xiàn)文字、圖形，還可以將動(dòng)畫、視頻等更多學(xué)生感興趣的教學(xué)方式展現(xiàn)給學(xué)生。這些教學(xué)手段的增加，不僅提高教學(xué)的效果，還可以增加學(xué)習(xí)的信息量。直觀的視覺效果，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。信息量的增加可以解決傳感器知識(shí)量大、授課學(xué)時(shí)少等問題。

4 結(jié)語

傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程的教學(xué)改革，經(jīng)實(shí)踐取得的效果還是明顯的。首先，教學(xué)內(nèi)容豐富，擴(kuò)展了學(xué)生的視野;其次，通過本課程在課程設(shè)計(jì)內(nèi)容上的應(yīng)用，學(xué)生對(duì)本課程形成立體感，提高了對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣;最后，在課堂上應(yīng)用新的教學(xué)手段，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有了明顯提高。在教學(xué)改革的實(shí)踐過程中，教師在教學(xué)方面要不斷更新自己的知識(shí)量，應(yīng)用新的教學(xué)工具。對(duì)于教師自身，無論是在知識(shí)方面，還是教學(xué)水平方面都有一個(gè)質(zhì)的飛躍。

［1］王化祥，張淑英.傳感器原理及應(yīng)用［M］.天津:天津大學(xué)出版社，2014.

［2］李姿景，張具琴，陳嘉義.“傳感器原理及應(yīng)用”課程教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.中國(guó)電力教育，2010(21):110－111.

［3］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(bào)，2008(6):89－91.

［4］陳淑靜，馬天才.“傳感器原理及應(yīng)用”課程教學(xué)改革探討［J］.天中學(xué)刊，2011，26(5):86－88.

［5］姚齊國(guó)，胡即明，李林.傳感器原理及應(yīng)用課程教與學(xué)的思考［J］.高等教育研究(成都)，2009(4):35－37.