《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)的改革探索

張志剛++石曉輝++郝建軍

摘 要：結(jié)合《傳感器技術(shù)》課程的特點(diǎn)及教學(xué)過程的不足，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及考評(píng)體系的改革進(jìn)行了一定探討。在教學(xué)內(nèi)容上提出以“科研項(xiàng)目”豐富教學(xué)內(nèi)容的更新方式；在教學(xué)模式上提出“教師主導(dǎo)+學(xué)生主體”的教學(xué)模式；在教學(xué)手段上提出“PPT+黑板+傳感器實(shí)物”相結(jié)合的教學(xué)手段；在考評(píng)體系上，提出“平時(shí)作業(yè)+課堂討論表現(xiàn)+期末考試”的新綜合考評(píng)體系。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù) 課程教學(xué) 改革 探索

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（b）-0184-02

《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程內(nèi)容涉及大學(xué)物理、電工電子、電磁學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門基礎(chǔ)課程的專業(yè)知識(shí)，具有課程知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、學(xué)時(shí)少等特點(diǎn)[1]。特別是機(jī)械專業(yè)學(xué)生對(duì)電工電子、電磁學(xué)及計(jì)算機(jī)等知識(shí)相對(duì)欠缺，初次接觸系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)特性、直流/交流電橋等抽象概念，學(xué)生一致反映《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程存在學(xué)習(xí)難度大、課程內(nèi)容松散、缺乏感官認(rèn)識(shí)等問題。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，傳感器已經(jīng)成為自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)不可或缺的重要環(huán)節(jié)，例如新機(jī)械產(chǎn)品制造及裝配、下線檢測(cè)及設(shè)備狀態(tài)診斷等均以傳感器為基礎(chǔ)[2]。因此，《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程在機(jī)械工程專業(yè)課程體系中具有越來越突出的地位。為了保證機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生更好地理解和掌握傳感器工作原理、最新技術(shù)及典型工程應(yīng)用，適應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才的需求，必須對(duì)《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程的教學(xué)過程進(jìn)行改革，以提高課程教學(xué)質(zhì)量。

1 傳統(tǒng)教學(xué)及改革探索

1.1 傳統(tǒng)教學(xué)

《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程的傳統(tǒng)教學(xué)是以教師為主體，采用灌輸式講授教學(xué)模式，并輔以少量傳感器視頻與動(dòng)畫，整個(gè)教學(xué)過程教師作為主體灌輸知識(shí)，學(xué)生作為被動(dòng)角色，被動(dòng)吸收知識(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新型思維模式。此外，由于《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程涉及知識(shí)面寬，學(xué)生無法在課堂學(xué)習(xí)時(shí)有效將已有知識(shí)靈活運(yùn)用于新知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)，使學(xué)生感覺《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程知識(shí)學(xué)習(xí)難度大，從而學(xué)生容易喪失學(xué)習(xí)該課程的興趣和積極性，甚至產(chǎn)生厭學(xué)心理[3]，這將使該課程的教學(xué)過程變得異常艱難，課程教學(xué)質(zhì)量更無從保證。

1.2 教學(xué)改革探索

1.2.1 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與整合

《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程包括以下內(nèi)容：傳感器一般特性、電阻應(yīng)變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁電式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器及計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)等。

通過對(duì)課程主要內(nèi)容的細(xì)致分析和研究，將每類傳感器的學(xué)習(xí)內(nèi)容分為基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理、實(shí)物及影像資料觀摩、典型應(yīng)用等四方面內(nèi)容。其中基礎(chǔ)知識(shí)首先為學(xué)生講解該類傳感器所用到的前期知識(shí)體系，便于學(xué)生與自身已有知識(shí)有效融合起來，消除學(xué)生對(duì)后續(xù)原理學(xué)習(xí)的畏懼心理；通過基礎(chǔ)知識(shí)講解，運(yùn)用剖析法將該類傳感器基本原理拆解，指出該類傳感器工作特點(diǎn)和工作方式；在學(xué)生掌握傳感器基本工作原理基礎(chǔ)上，任課教師利用自己科研資源和學(xué)院的科研資源，盡可能將傳感器實(shí)物至少是影像資料為學(xué)生展示；同時(shí)結(jié)合該類傳感器的典型應(yīng)用場(chǎng)合和安裝工作方式給予詳細(xì)講解。優(yōu)化整合后的教學(xué)內(nèi)容不僅兼顧由淺及深的教學(xué)思路，使學(xué)生在學(xué)習(xí)初期接受起來相對(duì)容易，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性；而且使教學(xué)內(nèi)容的每部分具有統(tǒng)一的模式，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來思路清晰，同時(shí)便于學(xué)生課后復(fù)習(xí)和自學(xué)。另外，在教學(xué)過程中，將科研項(xiàng)目中用到的傳感器應(yīng)用實(shí)例融合到課堂的教學(xué)內(nèi)容，保證了教學(xué)內(nèi)容的實(shí)時(shí)性和前沿性。

1.2.2 教學(xué)方法探索

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，本課程的教學(xué)內(nèi)容快速膨脹，傳統(tǒng)的教學(xué)思想和教學(xué)模式已經(jīng)無法適應(yīng)課程教學(xué)任務(wù)。然而，以“學(xué)生主體+教師主導(dǎo)”的新教學(xué)模式能夠最大化發(fā)揮教師的導(dǎo)引作用和學(xué)生的主觀能動(dòng)作用，從而新教學(xué)模式更適應(yīng)《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程的快速發(fā)展。

在新教學(xué)模式體系下，課程教學(xué)采用任課教師啟發(fā)式引導(dǎo)、案例解析及課堂小組討論等相結(jié)合的教學(xué)方法。在教學(xué)過程中，注重以日常生活實(shí)例和工程案例啟發(fā)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)例和案例中所涉及的傳感器基本原理和知識(shí)展開討論，充分發(fā)揮學(xué)生的教學(xué)主體作用，借此調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考、分析和解決問題的能力，逐步培養(yǎng)其理論知識(shí)的工程運(yùn)用能力。同時(shí)，為了方便學(xué)生課后預(yù)習(xí)課程涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)，在每節(jié)內(nèi)容講授完畢后，教師列出下節(jié)內(nèi)容涉及的基礎(chǔ)知識(shí)，以便學(xué)生課后可以及時(shí)溫習(xí)，從而保證下節(jié)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

1.2.3 教學(xué)手段的豐富

在教學(xué)手段方面，采用多元化教學(xué)手段，將多媒體教學(xué)、黑板教學(xué)及實(shí)物教學(xué)等多種手段有機(jī)結(jié)合起來。課程充分利用多媒體教學(xué)能夠很好地把概念、圖形、動(dòng)畫、視頻及聲音等信息載體有機(jī)結(jié)合的特點(diǎn)[4]，將一些傳統(tǒng)黑板教學(xué)手段難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容和無法觀察的現(xiàn)象采用圖文并茂、靈活多樣的多媒體方式生動(dòng)形象地展示給學(xué)生，確保學(xué)生能夠從認(rèn)知的角度建立傳感器技術(shù)的相關(guān)概念，力求教學(xué)過程與教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。對(duì)于理論抽象的教學(xué)內(nèi)容（例如傳感器動(dòng)態(tài)特性章節(jié)）則采用黑板式教學(xué)與仿真演示相結(jié)合手段，通過對(duì)公式的詳細(xì)推導(dǎo)和仿真，加深學(xué)生對(duì)公式掌握和理解。對(duì)于應(yīng)用性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容（如傳感器原理、信號(hào)調(diào)理等）則采用多媒體教學(xué)、黑板教學(xué)及實(shí)物教學(xué)相結(jié)合手段進(jìn)行講授，提高學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的工程應(yīng)用能力。

1.2.4 考評(píng)體系的創(chuàng)新

在課程考核方面，傳統(tǒng)“閉卷考試”的考核模式具有諸多弊端：一是學(xué)生臨時(shí)突擊，放松平時(shí)學(xué)習(xí)；二是難以考查學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用能力。為了改善傳統(tǒng)考核模式的不足，提出“平時(shí)作業(yè)20%+課堂討論表現(xiàn)30%+期末考試50%”，避免了傳統(tǒng)依據(jù)考試結(jié)果定水平的不足，新考評(píng)體系重在促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，考核學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力。平時(shí)作業(yè)以大作業(yè)為主，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí)和知識(shí)綜合運(yùn)用能力；課堂討論以工程案例為對(duì)象，通過考評(píng)學(xué)生參與分析討論的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)其運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的能力；同時(shí)，為了考評(píng)學(xué)生對(duì)課程基本知識(shí)的掌握程度，在期末輔以閉卷考試，以確保學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。

2 結(jié)語

《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)的改革探索，使我們充分認(rèn)識(shí)到教學(xué)改革是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的過程，在未來的教學(xué)過程中還有待進(jìn)一步優(yōu)化和完善課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及考評(píng)體系。

參考文獻(xiàn)

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[3] 金韋利.傳感器與檢測(cè)技術(shù)教學(xué)改革的研究[J].高校理科研究，2011，216（1）：102.

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