郝 娜

(石家庄职业技术学院 电气与电子工程系，河北 石家庄 050081)



“传感器与检测技术”课程教学改革研究

郝 娜

(石家庄职业技术学院 电气与电子工程系，河北 石家庄 050081)

“传感器与检测技术”是一门实践性和综合性很强的课程，针对该课程教学中存在的理论推导和公式计算量大、学生缺乏学习兴趣、验证型实验不利于提高学生设计能力等问题，从教学内容、实验内容和考核方式上进行了改革，取得了良好的教学效果.

传感器与检测技术；教学改革；理实一体

“传感器与检测技术”课程是电气自动化专业学生的一门实践性、综合性很强的课程，该课程在电气自动化专业课程设置中起着承上启下的作用，其前序课程为“电路分析”“模拟电子技术”“数字电子技术”，后续课程为“单片机”“PLC”“过程控制”.该课程是一门集光、机、电于一体，综合物理、化学、生物、材料、电子、电气、计算机、机械等多学科技术于一身的课程，因此，它对培养优秀的应用型和研究型人才非常重要[1].本文从该课程目前普遍存在的问题入手，多方面进行了教学改革，以取得更好的教学效果.

1 课程教学中存在的问题

目前，高职院校的《传感器与检测技术》教材主要为本科教材的删减版，在编排上按照传感器的工作原理划分章节，包括电阻式传感器、电容式传感器、电感传感器、热电式传感器、光电式传感器等，每一种传感器均按照工作原理+测量电路+实际应用的模式来介绍，并伴有大量的理论推导和公式计算，难以引起高职学生的学习兴趣.学生在课堂上被动地接受知识，缺少自主思考、探究和创新的空间.

现有的“传感器与检测技术”课程的实验教学常以CSY-2000系列实验台为平台开展传感器的特性实验，实验中所用的传感器和运放电路都封装在设备中，学生看不见具体的传感器，也不能通过观察直观地了解相关的电子元器件.教师往往依据教学大纲安排实验项目、实验内容和实验时间，组织实验教学.教学过程中，教师先进行讲解和演示，学生再进行操作并将实验结果填入统一格式的实验报告上.学生在实验课上只是按照实验指导书上的步骤对各个模块进行接线，上电，对传感器工作原理和性能参数进行测试和验证[2].但进行完这样的验型型实验，学生运用传感器进行设计时仍不知道如何下手.本来实践性很强的课程并未达到预期的教学效果.

2 课程改革思路

鉴于“传感器与检测技术”课程的重要性和存在的问题，课程改革的核心内容主要为编写适合高职学生的教材，打破按工作原理划分章节的模式，按照实际工作情境整合理论知识；进行理实一体化教学，提升实验课比重，利用验证型实验和设计型实验相结合的方式来激发学生的学习兴趣，加深学生对抽象知识的理解；采用多种考核相结合的方式，提高学生学习的积极性.

2.1 教学内容的改革

根据高职学生的认知特点，打破按照传感器工作原理进行章节划分的模式，按照实际工程中需要测量的不同变量将传感器分为五个项目，每个项目下又分为若干对应实际工作情境的任务，将常用的传感器知识融合到具体的任务中.例如，在“电子称的设计与制作”这个任务中，第一，提出任务，即设计并制作一个量程为0～1.999 kg的电子秤，并给出几个电子称的图片；第二，引导学生思考，电子称是如何称重的，部分学生能回答出是应用了压力传感器；第三，带着这个问题引入电阻式传感器这个知识点，在学生理解了电阻式传感器之后，继续引导学生讨论数字显示模块如何设计，这就涉及到电子线路中的模数转换，这时再引入相关的测量转换电路知识；第四，指导学生完成电子称的制作与标定[3].在完成任务的过程中，学生就可掌握电阻式传感器的相关知识点.这就使得枯燥的理论知识学习变成了有目的、有意义的学习.在整个教学过程中要以学生为主，教师为辅，注重引导学生主动思考.具体的项目划分情况见表1.

表1 “传感器与检测技术”课程教学内容

2.2 实验内容的改革

基于传感器实验室的实验台套数不足，设备更新慢、容易损坏且只能进行验证型实验的现状，我们开发了一系列有针对性的设计型实验，结合可操作性和趣味性强的教学任务，让学生完成具体的设计过程，加深了学生对相关传感器知识点的理解和记忆，提高了学生对各学科知识融会贯通的能力.在每次实验课前，给出实验工单，提出设计要求，给出评分标准，并将实验成绩计入期末总成绩.

例如，在介绍红外信号检测时，提出设计红外小夜灯的任务，具体要求是在夜间一定范围内感应到人体后，小灯点亮并延时20 s再自动熄灭，同时提供几个小夜灯使用的图片和视频.提出任务后，让学生根据学到的知识讨论如何实现，大部分学生能够说出需要利用光敏电阻、红外感应传感器和555定时器来完成设计.在学生讨论的基础上，教师进一步介绍热释电红外传感器的结构和特点.红外小夜灯的设计思路理清后，指导学生分模块进行具体电路图的设计，选出几个典型的电路进行点评，对电路中的问题进行修正，最后由学生完成红外小夜灯的设计任务.学生对自己设计电路的工作原理理解得很透彻，在调试电路时能很快找到故障点.进行电路制作的过程中，教师要为学生提供必要的指导和帮助，并在最后评价阶段进行总结.整个实验过程中，学生是设计与制作的主体，教师只起辅助作用.表2为任务工单的评价情况.

表2 任务工单的评价部分

2.3 考核方式的改革

以往对学生的考核主要是通过期末考试和平时成绩来进行评定，期末考试比重较大，经常出现平时动手能力很强的学生理论成绩较差，而平时表现一般的学生通过考前突击背诵知识点却能取得不错的成绩的现象.这种考试模式加大了不确定因素对总成绩的影响，难以真实地反映学生的学习状态和专业技术能力，不利于激发学生学习的积极性[4].合理而科学的考核方案应该能反映出学生的实践动手能力和综合运用知识解决实际问题的能力，因此，依据“传感器与检测技术”课程的特点和实际教学经验，使课程的成绩包含课堂表现、平时考核、实验考核、期末考核四个方面，降低了试卷成绩在总成绩中所占的比例，更多的是强调平时的表现，这有利于对学生的能力有一个合理的综合评价，引导学生养成主动思考和主动实践的习惯.

3 课程改革的效果

通过对“传感器与检测技术”课程教学内容和实验内容的改革，取得了较好的教学效果.按照学生特点编写的教材，将传感器的具体知识点加到实际的设计任务中.通过设计实验，学生不但能掌握传感器的知识，也能体验在工作岗位完成产品设计的过程，并且电路设计与调试能力、团队协作能力有了较大的提高.课程改革也同时提升了教师的实践水平.

[1] 朱启兵.面向工程应用能力培养的《传感器与检测技术》教学改革 [J].贵州师范学院学报，2013，29(3)：27-30.

[2] 盛春明.《传感器应用技术》课程教改方案及其实施成效 [J].职业教育研究，2011(11):93-95.

[3] 耿瑞辰.传感器与检测技术 [M].北京：北京理工大学出版社，2012:9-22.

[4] 朱立.《传感器与检测技术》课程教学模式创新探讨 [J].东华理工大学学报:社会科学版,2011，30(1):77-80.

责任编辑：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，石家庄职业技术学院讲师，研究方向：自动检测技术.

1009-4873(2015)02-0076-03

G642；G718.5

A