《自动检测与转换技术》课程是测控技术与仪器专业教学体系中一门实践性较强的专业基础课, 我院是一所培养应用型高职人才的职业院校, 所以我院的机电一体化、生产过程自动化以及电子信息等专业均有开设《自动检测与转换技术》这门专业课。该课程涉及机械、动力、物理、化学、光学、材料、电子、生物、半导体、信息处理等众多学科领域, 是一门理论性强、与工程实践紧密结合的课程。与当前多学科交叉融合的趋势相一致, 在专业课程体系中起到重要的承上启下作用, 从本课程开始奠定工程应用思想、创新实践能力和创新思维能力的基础, 在现代高素质专业人才培养中所起的重要作用不言而喻。
该课程的内容主要介绍各种典型传感器的基本结构、工作原理和它们的应用场所, 具有很强的理论与实践性。但是课程内容量太多, 而且知识密集、复杂, 加之理论学时较少, 从而导致学生学习的积极性较差, 教学效果不太理想。再加上传感器技术的发展日新月异, 目前出现了许多种新型传感器, 这对老师的教学工作提出了更高的要求, 如何通过这门专业课培养学生的创新能力和实践能力, 这是我们在传授知识的过程中必须深思熟虑的一个问题, 经过近几学期的探索实践, 我积累了一些经验, 现介绍如下。
1 优化课程体系内容
目前, 市场上很多传感器课程的相关教材严重滞后于快速发展的科学技术:有的教材侧重于通过数学分析讲解检测原理和信息处理, 对于相应的传感器的结构和运用知识较少, 从而缺少感性认识, 导致学习枯燥, 不利于培养学生对实际检测系统的组建能力和工作分析能力;有的教材以基本传感器工作原理分类编排章节, 内容重复不够精炼, 而且没有涉及到新型传感器和检测技术的知识及应用, 不利于拓宽学生知识面, 不符合宽口径人才培养模式。因此, 为了能适应当代社会对检测技术型人才的需求, 有必要对传感器与检测技术课程内容进行优化和整合。
我在实际的教学过程中, 通常先选择典型传感器, 重点讲述其检测原理和特点, 而后展开自主类比学习和课堂讨论, 同时也适当的增加一定的数学分析推导, 以增强学生的拓展能力。例如, 对于压电传感器的测量电路, 可以结合电子技术, 从数学的角度定性分析压电传感器采用不同的等效形式时其测量电路的工作原理及其优劣, 这样可以清晰学生的学习思路, 从而使学生能根据不同的工作条件和测量要求选择不同的测量电路。
当然, 为了突出现代传感器向集成化、网络化和智能化的方向发展, 还要结合传感器的工作原理和特性分析, 从测量精度、抗干扰能力和故障容错能力等多个角度将传统检测技术和现代检测技术相比较, 从而拓宽学生的视野, 有助于学生创新能力和科学研究能力的培养。
2 更新课程教学方法
2.1 互动式教学
传统的“以教师为中心”的教学模式很容易打击学生的主动学习性, 抑制了创新型应用人才的成长, 所以教师在课程教学中要转换角色, 努力提升学生学习的主体地位, 充分采用课堂讲授、课堂讨论和自主学习的教学模式。例如, 在压力类传感器的课堂教学过程中, 首先以典型的“压电传感器”为例, 讲解其测量原理和特点, 重点突出其能量转换过程, 然后指出测量压力信号还有其它传感器, 但是这些传感器是将压力信号转换成什么信号?它们分别有什么特点?适合哪种场所?如何根据工作要求选择传感器?可以让学生在课堂上分成若干小组进行讨论, 最后提交相应的工作报告。这样在教师的引导下充分发挥了学生的主观能动性, 提高了学生的学习积极性, 使课堂教学气氛活跃起来, 从而取得良好的教学效果。
2.2 启发式教学
在教学过程中, 教师以问题为导向, 采用启发式教学方法, 即在每次课程开始时, 结合本次课程的教学目标、教学重点, 联系工程实际, 把教学内容设计成一个或多个具体的问题, 这有利于开发学生大脑、启迪他们的思维, 从而达到本次课程的目的。比如机械手, 上面有一个摄像头, 由于机械手的姿态变化, 得到的图像也会有差别, 如何确定他的垂直基准?我们现在用的教材上没有这方面具体的内容, 但有这方面的原理, 这时要因势利导, 引导学生探究怎样去解决这些问题, 可以给学生几个建议: (1) 可以使用电容式或磁阻式的商品化倾角仪, 能够测出机械手相对水平面的角度。 (2) 也可以用重锤的原理自己给出一个基准, 然后用电位器式传感器测量机械手的相对水平面的角度, 这种方法的响应频率不高, 但很简单。 (3) 还可以用陀螺等惯性器件来测量机械手的姿态。
2.3 立体式教学
培养学生的学习兴趣是教师取得良好教学效果的重要条件之一, 但在实际的工作中, 学生会因为理论知识的难度化和抽象化以及学习过程的不连续而失去兴趣。因此, 基于现代教育技术, 采用黑板、多媒体课件与网络学习相结合的立体化教学体系。教学课件以教材内容为基础, 引入动画、图片等多媒体素材, 增加多种有助于讲解理论和工程实际的表现手段。此外, 教师还可以下载一些和传感器知识有关的视频供学生观看, 比如最近几年我们国家地震频发, 先是四川汶川, 后有青海玉树, 利用同学们对地震问题的关心热度, 我上学期给学生播放了22度观察“地震可以提前检测吗”这一期节目, 同学们反响很好。听了一些专家名人对该问题的不同看法后, 既让学生增长了关于传感器方面的知识, 也更加促发了他们学习该门课程的兴趣
摘要：本文主要从现实角度出发, 结合当前传感器教学模式中的一些弊端, 在自己几年传感器教学经验积累的基础之上, 提出了该课程的一些改革方案, 通过激发学生的兴趣和求知欲, 培养学生的工程应用能力和实践能力。
关键词：传感器,优化体系,教学方法,激发兴趣
参考文献
[1] 刘永顺.传感器原理课改革初探[J].物理与工程, 2009 (4) .
[2] 何用辉.高职院校《传感器与检测技术》课程改革研究与实践[J].装备制造技术, 2009 (8) .