李麗，貝紹軼，倪彰

摘 要：文章針對汽車傳感器與測試技術的課程特點及目前教學過程中所存在的問題，依據工程教育專業(yè)認證對汽車類專業(yè)人才培養(yǎng)目標及畢業(yè)要求相關標準，以教學手段、教學內容、實踐教學設計、考試方式等為切入點，探索適應本課程特點的教學方法，為后續(xù)的課程教學提供一定的參考和依據。

關鍵詞：汽車傳感器；測試技術；汽車類專業(yè)；教學方法

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）21-0082-03

Abstract： This paper discussed the characteristics and problems existing in the course of automobile sensor and detecting technology. Based on the cultivation target of engineering education professional certificate of talents from vehicle-related majors and relevant standard of graduation requirement， the author tried to explore teaching method which is fit for the characteristics of the course from the following perspectives： teaching method， teaching content， teaching design of practice and the method of examination and such proposal will provide reference for teaching activities in the future.

Keywords： automobile sensor； detecting technology； vehicle-related majors； teaching method

引言

隨著電子信息技術的迅速發(fā)展，現代機械產品已成為集機械、電子、信息、控制為一體的復雜機電系統。作為復雜機電產品的代表，汽車的電子化程度也在不斷提高。汽車的動力性能、操縱性能、安全性能、舒適性能等各個方面的改進和提高，都需要依靠良好的電子控制系統來實現汽車功能的精確控制，汽車電子控制系統的技術水平也已成為現代汽車檔次的重要判斷標準[1]。汽車電子控制系統一般由傳感器、控制電腦、執(zhí)行器組成。作為汽車電子控制系統獲取信息的關鍵部件，汽車傳感器的性能好壞直接影響汽車技術性能的發(fā)揮。據統計，一輛一般級別的小型轎車上大約安裝了幾十只到上百只傳感器，而配置高的豪華型汽車上的傳感器數量可多達兩百余只，并且傳感器的種類也呈現多樣性的特點[2]。因此，掌握車用傳感器的結構、工作原理及在汽車上的應用和檢測方法對于從事汽車行業(yè)的學生來說至關重要[3]。

目前，汽車傳感器與測試技術已被設置為我校汽車類專業(yè)（車輛工程、汽車服務工程）的核心基礎課程，課程內容包括測試系統和汽車傳感器兩部分，涉及精密機械、信息技術、微電子、材料科學、光學、聲學等多方面專業(yè)基礎知識，是一門技術性、實踐性均較強的課程。通過該課程的學習，學生應掌握測試技術的內容與任務、一般測試系統的組成、信號的分類及其描述方法、測試裝置的靜態(tài)和動態(tài)特性、信號失真原因和實現不失真的條件，掌握常用傳感器的結構和工作原理、及其在汽車中的應用，了解汽車測試技術的現狀與發(fā)展趨勢。由于該課程計算及公式推導較多且知識點分散，使課堂教學枯燥乏味，且隨著汽車產業(yè)的飛速發(fā)展，汽車傳感器與測試技術的新知識、新內容又在不斷涌現，課堂教學內容很難面面俱到。如何適應社會發(fā)展的需求，改革汽車傳感器與測試技術課程教學模式和教學方法，著重培養(yǎng)學生的自主學習能力、實踐能力及創(chuàng)新能力，提高教學效果，是該課程亟待解決的問題。

一、課程的地位

依據車輛工程、汽車服務工程專業(yè)的工程教育認證標準，其專業(yè)培養(yǎng)目標中的工程素養(yǎng)明確要求學生掌握車輛工程（汽車服務工程）及相關學科的基礎理論、專業(yè)知識與技能，具有車輛工程（汽車服務工程）領域技術設計、研究、系統集成和綜合應用能力。在涉及的“設計/開發(fā)解決方案”畢業(yè)要求中也明確指出：車輛工程（汽車服務工程）專業(yè)能夠設計針對車輛工程（汽車服務工程）領域復雜工程問題的解決方案，涉及滿足特定需求的車輛系統、單元、部件或工藝流程，控制單元、汽車零部件等故障診斷流程，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。從車輛工程、汽車服務工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求中可以看出：汽車傳感器與測試技術是培養(yǎng)學生解決專業(yè)復雜工程問題能力重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生專業(yè)核心能力的必修課程之一。

二、課程的教學現狀

汽車傳感器與測試技術課程包括測試系統和汽車傳感器兩部分內容。測試系統部分計算及公式推導較多，要求學生具備扎實的數學基礎。以第一章信號描述及分析為例，該章節(jié)既涉及信號幅值的積分計算，又涉及信號頻譜的三角函數展開式、復指數函數展開式的公式推導。抽象的理論知識、復雜的公式推導枯燥難懂，學生學習較為吃力。汽車傳感器部分內容廣、知識點多且更新快，僅傳統傳感器就涉及電阻式傳感器、變磁阻式傳感器、電容式傳感器等十余種[4]，由于知識點冗多繁雜，課堂教學難以全部兼顧，需要在教學過程中去繁就簡，利用有限的教學時間最大限度地培養(yǎng)學生的自主學習能力、實踐能力與創(chuàng)新能力。

汽車傳感器與測試技術理論與實踐并重、內容多且更新快的課程特點對教學方法提出了極高的要求，但目前汽車傳感器與測試方法課程教學無論在理論教學還是在實踐教學環(huán)節(jié)都存在一定不足，主要存在的幾個問題如下：

（一）教學手段不夠豐富，學生缺乏學習興趣

傳統的汽車傳感器與測試技術課程講授模式主要采取板書加PPT的方式，教學手段單一，難以生動直觀的傳達復雜抽象的教學內容，學生學習起來較為吃力。在理論教學中，尤其是牽扯到公式推導的部分，如信號的頻域分析，往往老師花費了大量時間講解學生還是無法充分理解，教學效率較低。雖然在教學中引入了一些圖片、動畫視頻等多媒體素材以幫助學生理解這些內容，但學生對于學習這些知識的意義無法得到直觀深刻的認識，學習興趣較低。因此，對汽車傳感器與測試技術這門課而言，更重要的是通過實物展現與操作演示將理論知識與實踐內容有機結合起來，從而幫助學生直觀而深刻的認識所學理論知識的意義及具體應用，進而激發(fā)學生的學習熱情。此外，當前以教師為主，學生被動學習的教學模式嚴重束縛了學生學習的積極性和主動性，整體教學質量較差。如何發(fā)揮學生學習的主體作用，充分調動起學生自主學習的興趣，從而達到教學事半功倍的效果，是探索新的教學手段中應當注意的問題。

（二）教學內容重點不夠突出

汽車傳感器與測試技術課程的教學內容簡單的以傳感器工作原理的不同進行分類編排章節(jié)，各類傳感器同等講解，與學生所學專業(yè)的貼合度不夠緊密，教學重點不夠突出。目前該課程的教學內容就已經較為冗多繁雜，而隨著科技的發(fā)展，有關汽車傳感器與測試技術的新知識、新內容又在不斷涌現，面面俱到的課堂講授難以在有限的教學時間內最大限度的向學生傳達課程核心內容，學生在學習的過程中也容易迷失重點。如何去繁就簡，幫助學生在繁雜的知識點中準確把握核心內容，是汽車傳感器與測試技術這門課程教學的難點之一。

（三）實踐教學缺乏設計性訓練

目前的實踐教學環(huán)節(jié)驗證性實驗較多，教師過于注重實踐操作方面的訓練，在實踐教學環(huán)節(jié)的講授基本集中于實驗步驟的具體操作，而對實驗內容及實驗方案設計理念的講解較為缺乏。學生按照實驗操作指南按部就班的完成實驗，對實驗內容及實驗方案設計缺乏深度理解與思考，存在知其然而不知其所以然的現象，往往做完實驗之后收獲甚微。實踐教學環(huán)節(jié)設計性訓練的不足，難以有效訓練學生的實踐創(chuàng)新能力。如何減少驗證性實驗，安排難度適當的設計性實驗，逐漸培養(yǎng)起學生的實踐創(chuàng)新能力，是實踐教學環(huán)節(jié)應當著重考慮的問題

（四）考核方式較為單一

汽車傳感器與測試技術課程采用期末考試為主，平時成績?yōu)檩o的考核模式。期末考試的比重過大，導致部分學生產生僥幸心理，認為平時不必認真學習，期末考試前臨時突擊即可通過考核，在教學過程中出現學生到課率較低，作業(yè)抄襲情況嚴重等現象。不良學習氛圍的形成也嚴重挫傷了踏實認真學習的學生的學習熱情。有些學生平時認真學習，但期末考試一次發(fā)揮不當，最后的成績反而不如一些臨時突擊的同學。因此，改革考核模式，降低單次考試的比重，實現多元化的考核，對于樹立良好的學風，保證考核的公平公正，充分考察學生各方面的綜合能力，具有重要意義。

三、教學方法的改進建議

針對汽車傳感器與測試技術課程的典型課程特點及目前教學過程中所存在的問題，本文對該課程的教學方法提出了以下幾點改進建議。

（一）豐富教學手段

針對汽車傳感器與測試技術課程理論內容較多且概念抽象，枯燥乏味的現實狀況，建議在課件中引入豐富多樣的多媒體素材，并結合現有的汽車傳感器實驗器材進行理實一體化教學，將上課地點由普通教室轉換到汽車傳感器實驗室，將課堂多媒體教學與實驗教學有機的結合在一起，可將抽象理論直觀化、形象化，從而實現對重點難點內容深入淺出的講解[5]。此外，教師在教學過程中可轉變角色，采取以問題為導向，課堂講授加自主學習的教學模式，提升學生學習的主體地位[6]。比如，在壓電式傳感器的課堂教學中，教師可先以煤氣灶電子點火裝置等日常生活中所見到的壓電式傳感器為例講述壓電式傳感器的應用，引發(fā)學生對壓電式傳感器學習的興趣，在對壓電式傳感器的工作原理及工作特性進行講解之后，要求學生分組自主學習實驗室中所提供的汽車上所使用的壓電式傳感器如壓電式爆震傳感器、壓電式載荷傳感器、燃油壓力傳感器等，并要求每組學生選擇其中一種進行深入學習，根據該種壓電式傳感器的工作環(huán)境和約束參數指標，從結構設計、性能指標、工程造價、安裝維護等方面對該種壓電式傳感器進行設計論證，并提交相關的學習報告。多樣化的教學手段，可引發(fā)學生的學習興趣，調動學生自主學習的積極性，從而提高課堂教學效果。學生在自主學習的過程中能夠逐漸掌握探索新知識、新技術的方法，從而提高學生在飛速發(fā)展的汽車產業(yè)中的適應能力。

（二）改革教學內容

針對汽車傳感器與測試技術課程內容多且知識點分散的現狀，根據汽車類專業(yè)學生的專業(yè)特點對教學內容進行適當調整，強化與專業(yè)貼合度較高部分內容的講解，可有效的去繁就簡，最大限度的滿足社會和行業(yè)對學生專業(yè)知識的要求，實現畢業(yè)生能力與工作崗位的良好對接。而針對不斷涌現的關于汽車傳感器與測試技術的新知識、新內容，可讓學生以平時作業(yè)的形式自主選題完成調研報告，報告內容包括新技術的理論分析，新產品的結構、工作原理及應用范圍等。學生在完成調研報告的過程中，需要搜索大量有關汽車傳感器與測試技術新進展的內容以選擇合適的命題，并需要以所學專業(yè)知識為基礎進行深入分析，整個過程可以有效訓練學生掌握新技術、新產品的能力，進而達到授學生以“漁”而非授學生以“魚”的目的。此外，在對傳感器在按照工作原理的不同進行分類講解之后，可補充根據汽車傳感器輸出量或測試對象的不同進行分類的對比性學習[7]。比如在對同一測試對象，汽車車速，進行檢測的過程中，可采用光電式、霍爾式、電磁感應式和可變磁阻式等多種車速傳感器，這些車速傳感器可以安裝在汽車從動輪、驅動輪、驅動橋主減速器或變速器輸出軸上[3]。學生可以選擇某一具體車型，根據該車型結構布局特點對車速傳感器類型及安裝位置進行設計論證。在對比性學習的過程中，學生可對所學知識進行不斷總結，對理論知識體系進行融會貫通，從而實現對各類傳感器的靈活應用。

（三）深化實踐教學

汽車傳感器與測試技術屬于應用技術學科，具有較強的實踐性，但簡單的驗證性實驗枯燥乏味，學生按照實驗操作指南不需深入思考即可完成整個操作過程，難以有效訓練學生的實踐創(chuàng)新能力。因此，在課程實踐教學環(huán)節(jié)應當減少驗證性實驗，增加設計性實驗。在具體的操作過程中，可采取開放實驗室的方式，通過布置大作業(yè)，以汽車領域中具體的工程問題為題，要求學生充分利用實驗室平臺，分組探究解決所提出的具體工程問題的方案方法，自主設計相關實驗對所提出的方案進行可行性驗證，最后的實驗結果以PPT的形式進行公開展示講解，各小組在聽取其他組的方案過程中，需對各組方案的優(yōu)缺點，如可行性，實用性，經濟性等進行評價。在整個設計性實驗的過程中，學生在不斷的發(fā)現問題不斷的解決問題，這在充分調動學生學習積極性的同時也會賦予學生掌握知識技能的成就感，從而培養(yǎng)起學生自主學習的興趣。

（四）完善考核方式

改變原有的期末考試為主，平時成績?yōu)檩o的考核模式，降低期末考試在總體成績中的比重，實現考核方式的多元化。具體可采用“N+2”的考核模式，考核的課程總成績大致分布如下：平時成績占總成績的10%；兩次過程性考核各占總成績的10%；實驗占總成績的10%；大作業(yè)占總成績的20%；期末考試占總成績的40%。其中平時成績按上課出勤率及作業(yè)完成情況綜合評定，作業(yè)內容包括對有關汽車傳感器與測試技術新知識、新技術的調研報告。兩次過程性考核分別對測試系統及汽車傳感器兩部分內容進行測試。實驗成績在考核學生的實踐操作能力的同時考察學生對實驗現象的分析能力及實驗過程中出現問題的解決能力。大作業(yè)主要考察學生運用所學專業(yè)知識解決實際工程問題的能力，學生在解決問題的過程中需要對所學知識進行融會貫通，所提交的項目研究報告鍛煉了學生的文字表達能力及總結概括能力。期末考試的命題中應包括基本概念題、分析題和計算題，其中基本概念題包括選擇題、判斷題、名詞解釋等，比重占總成績的30%；分析題包括簡答題和論述題等，比重占總成績的40%；計算題主要考察學生利用所學專業(yè)知識對具體工程問題進行量化分析的能力，比重占總成績的40%。采用“N+2”的考核模式，切實保證了考核模式的客觀性與全面性，引導學生從注重考試結果轉向注重學習過程，有助于創(chuàng)建良好的學習氛圍，充分訓練學生的自主學習能力及實踐創(chuàng)新能力。

（五）科研助力教學

依托我校擁有的江蘇省新能源汽車動力系統集成控制重點實驗室、江蘇省報廢汽車綠色拆解與零部件再制造工程技術研究中心、江蘇省汽車傳動系統部件制造技術工程技術研究中心、江蘇省汽車管路總成工程技術研究中心等4個省級學科平臺及常州市新能源汽車控制與運用重點實驗室、常州市汽車零部件缺陷分析與檢測公共技術服務平臺2個市級學科平臺，圍繞汽車傳感器與測試技術教學內容，有針對性地開展學生的科研訓練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練。學生通過參與教師的相關科研項目，將所學的汽車傳感器與測試技術的知識和實驗技能運用于科研項目之中，在科研項目中消化、吸收、實踐、創(chuàng)新，激發(fā)學生科學研究及專業(yè)課程學習的興趣，培育學生的創(chuàng)新思維，提高學生學習的積極性。同時，將教師的科研項目分解為若干子課題，使學生申報省級以上的大學生創(chuàng)新訓練計劃項目，師生共同圍繞科研課題開展研究，形成師生互動、互溶的科研氛圍，開拓學生的專業(yè)視野，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新動力，掌握創(chuàng)新方法與技巧，提升學生的創(chuàng)新能力。

四、結束語

課程教學方法改良是提高教學質量的有效途徑。本文從汽車傳感器與測試技術的課程特點及存在問題入手，探索適應本課程的教學方法。通過課堂多媒體教學與實驗教學的有機結合、課堂講授加自主學習的教學模式來豐富教學手段，通過根據專業(yè)方向調整教學重點、增加對比性學習促進理論的融會貫通來改革教學內容，通過減少驗證性實驗、增加設計性實驗來深化實踐教學，通過多元化的考核方式來綜合評定學生的學習成果、培養(yǎng)學生良好的學習態(tài)度，通過科研項目促進學生消化、吸收、實踐、創(chuàng)新所學知識。多種教學方法的有機結合，切實提高了教學質量，培養(yǎng)了學生的自主學習能力、實踐能力與創(chuàng)新能力，從而使教學真正發(fā)揮了人才培養(yǎng)的核心作用。

參考文獻：

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