張美鳳　趙泓揚(yáng)

【摘 要】傳感器原理及應(yīng)用課程是測控技術(shù)與儀器專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。為提高該課程的教學(xué)效果，開發(fā)了遠(yuǎn)程虛擬測控實(shí)驗(yàn)室、傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、傳感器課程考試系統(tǒng)、自編了適合應(yīng)用型本科學(xué)生使用的教材等。通過這些優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的應(yīng)用，極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

【關(guān)鍵詞】優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源；可視化；交互式

1 優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源開發(fā)的背景

《傳感器原理及應(yīng)用》課程是高等院校測控技術(shù)與儀器、檢測技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，在其他專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中是一門重要的專業(yè)拓展課。該課程主要講授各類傳感器的基本工作原理、相應(yīng)的測量轉(zhuǎn)換電路以及在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。由于受教學(xué)條件和傳統(tǒng)教育思想的影響，過去的教學(xué)主要以教師為主而學(xué)生被動(dòng)接受的模式，加上有些傳感器部分沒有實(shí)物，部分學(xué)生感覺學(xué)起來枯燥無味。這些都導(dǎo)致學(xué)生對課程作用認(rèn)識不足，嚴(yán)重影響了課程的教學(xué)效果，不利于學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)和提高。

2 優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開發(fā)及應(yīng)用

2.1 可視化、交互式、可共享的遠(yuǎn)程虛擬測控實(shí)驗(yàn)室

我們在LabVIEW軟件平臺上，設(shè)計(jì)并開發(fā)了達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平的具有創(chuàng)新性的遠(yuǎn)程虛擬測控實(shí)驗(yàn)室。

虛擬實(shí)驗(yàn)室利用逼真形象的面板控件形成軟件模塊，依托計(jì)算機(jī)，能夠像實(shí)物儀器一樣的完成測試、分析、處理、顯示等任務(wù)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的測試功能，得到在實(shí)驗(yàn)室里相同的實(shí)驗(yàn)過程和測試結(jié)果。部分程序運(yùn)行界面如圖1所示。

2.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

以測控系統(tǒng)中的信息流（信息獲取、處理、顯示、應(yīng)用）為主線，建成了具有“廣、實(shí)、新、活、多”特征的傳感器與檢測技術(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺?！皬V”——是指平臺包含的教學(xué)資源豐富，既有理論模塊，又有實(shí)踐模塊，還有習(xí)題、試卷等測試模塊，覆蓋面廣；“實(shí)”——是指平臺邏輯結(jié)構(gòu)清晰、人機(jī)界面良好、交互性強(qiáng)，使用方便、實(shí)用性強(qiáng)；“新”——是指利用FLASH、JAVA、LabVIEW等軟件設(shè)計(jì)動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)仿真、虛擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)資源，形式新穎，具有創(chuàng)新性；“活”——是指利用平臺實(shí)現(xiàn)了“教”和“學(xué)”的方式靈活多樣，真正做到了課堂上、下相結(jié)合，校內(nèi)、校外相結(jié)合；“多”——是教學(xué)內(nèi)容的組織采用了多種手段像文字、圖片、視頻、動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)模擬等，切合教學(xué)主題，啟發(fā)引導(dǎo)性強(qiáng)。

網(wǎng)絡(luò)平臺部分資源如圖2所示。

2.3 傳感器課程考試系統(tǒng)

為便于學(xué)生對所學(xué)知識的練習(xí)、自查、鞏固，教師及時(shí)了解學(xué)生對知識的掌握情況，我們利用VB開發(fā)了傳感器課程自助測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)界面清晰，操作方便，學(xué)生可以通過此系統(tǒng)方便地進(jìn)行習(xí)題練習(xí)，課程考試等，教師通過此系統(tǒng)可以對試題進(jìn)行錄入、刪除、修改、查詢等，可以通過手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式進(jìn)行組卷，并可以對學(xué)生成績進(jìn)行管理、查詢、分析等。

2.4 《傳感器原理與檢測技術(shù)》教材及實(shí)驗(yàn)配套教材

課程組聯(lián)合其他大學(xué)主編了《傳感器原理與檢測技術(shù)》教材，被列為普通高等院?！笆濉币?guī)劃教材。教材已經(jīng)在常州工學(xué)院、南京工程學(xué)院、太原理工大學(xué)、淮陰工學(xué)院等院校推廣使用。教材并不拘泥于單個(gè)傳感器件，而是從測控系統(tǒng)集成的角度來講解各類傳感器的基本原理、簡單的結(jié)構(gòu)、測量轉(zhuǎn)換電路以及在測控系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用等。這本書既講述傳感器的基礎(chǔ)理論，但更強(qiáng)調(diào)實(shí)際應(yīng)用，每一種類型的傳感器都給出了實(shí)物的圖片和相關(guān)技術(shù)參數(shù)。同時(shí)對每類傳感器在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)例講解，并且很多實(shí)例都配備了相關(guān)的電路，參照這些例子學(xué)生可以進(jìn)行科技制作或者在此基礎(chǔ)上舉一反三進(jìn)行科技制作，更好的鍛煉實(shí)踐能力。

與之配套的實(shí)踐教程《傳感器原理與檢測技術(shù)實(shí)踐指導(dǎo)教程》于2011年11月由國防工業(yè)出版社出版，被列為普通高等院?！笆濉币?guī)劃教材。教材中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不是將實(shí)驗(yàn)設(shè)備說明書中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡單的重復(fù)羅列，而是系統(tǒng)地對其分析、整理、歸納，通過常用電測儀表的使用、驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)多個(gè)環(huán)節(jié)的分層次、遞進(jìn)式反復(fù)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)層、應(yīng)用層、提高層到創(chuàng)新層的跨越，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的目的。

3 優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源應(yīng)用的成效

3.1 學(xué)生成績分析

通過優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的應(yīng)用，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的不斷完善改進(jìn)，學(xué)生成績穩(wěn)步提升，近幾年學(xué)生傳感器原理及應(yīng)用課程的及格率由74.31%提高到93.94%，平均分由69.04提高至81.7。

3.2 學(xué)生創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)

近年來，專業(yè)系學(xué)生獲全國電子設(shè)計(jì)大賽江蘇賽區(qū)一等獎(jiǎng)、省高校大學(xué)生物理及實(shí)驗(yàn)科技作品創(chuàng)新競賽特等獎(jiǎng)、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生科技作品競賽江蘇賽區(qū)二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)、江蘇省本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)、省高校學(xué)生多媒體作品大賽二等獎(jiǎng)等各類省級以上學(xué)科競賽獎(jiǎng)勵(lì)30余項(xiàng)。獲江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目20余項(xiàng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]潘雪濤，鄔華芝，等.創(chuàng)新虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33（11）：72-75.

[2]金梅，張立國，金菊.“傳感器原理及設(shè)計(jì)”課程立體教學(xué)模式的研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2016，38（4）：48-50.

[3]張宣妮.基于“做中學(xué)，學(xué)中做”的傳感器教學(xué)的改革[J].高教論壇，2011（2）：70-71.

[4]潘雪濤，張美鳳，等.“傳感器原理及應(yīng)用”網(wǎng)絡(luò)平臺的研發(fā)與應(yīng)用[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，24（1）：72-76.

[責(zé)任編輯：田吉捷]