傳感器檢測技術(shù)課程教學(xué)與改進策略
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摘要：“傳感器與檢測技術(shù)”是機電一體化、電氣自動化等專業(yè)的必修課，該課程的主要目標是使學(xué)生具備用于參數(shù)測量的各種常用傳感器的基礎(chǔ)知識和選擇、應(yīng)用傳感器的基本技能，掌握實際工程中的檢測技術(shù),而這也是學(xué)生在今后的職業(yè)發(fā)展中必須具備的專業(yè)技能。但目前高職學(xué)校傳感器與檢測技術(shù)課程的教學(xué)存在教法單一、教學(xué)難度大、內(nèi)容抽象、課程考核方式不完善等問題，影響了課堂教學(xué)的效果，針對上述存在的問題，提出了幾點改進建議，并通過實踐教學(xué)，取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞：傳感器與檢測技術(shù)；教學(xué)現(xiàn)狀；改進策略
當(dāng)下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，而傳感器是各種系統(tǒng)的首要檢測環(huán)節(jié)，這使得傳感器與檢測技術(shù)受到越來越多的重視和關(guān)注。傳感器與檢測技術(shù)應(yīng)用廣泛，涉及工業(yè)生產(chǎn)、民用生活、機械制造、消費電子產(chǎn)品、自動化控制等各個領(lǐng)域，為人工智能和自動化控制提供了重要依據(jù)[1]，因此，學(xué)好這門課程對幫助學(xué)生拓展職業(yè)空間具有非常重要的作用。高職教育中傳感器與檢測技術(shù)的課程教學(xué)，經(jīng)過多年實踐已有了很大的發(fā)展，但由于這門課程涉及的知識面廣、內(nèi)容豐富且與生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密，所以在教學(xué)上也存在著一些問題，如教學(xué)方法單一、學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、考核方式不完善等，下文將對這些主要問題進行分析并提出相應(yīng)對策。
1傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)的目標與任務(wù)
“傳感器與檢測技術(shù)”是機電一體化、電氣自動化等專業(yè)的必修課，該課程以傳感器為對象，由淺入深，重點講述靈活運用傳感器及其如何獲得測量信息應(yīng)用于工程實際方面的內(nèi)容，使學(xué)生理解傳感器的基本工作原理。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解測量系統(tǒng)的基本知識、各類傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、測量電路和應(yīng)用，學(xué)會根據(jù)實際要求選用傳感器，掌握建立基本檢測系統(tǒng)的原則與方法，并初步具有檢測、控制系統(tǒng)設(shè)計的能力。該課程的主要目標是使學(xué)生具備用于參數(shù)測量的各種常用傳感器的基礎(chǔ)知識和選擇、應(yīng)用傳感器的基本技能，熟悉各種常用傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特性和應(yīng)用，并掌握實際工程中的檢測技術(shù)，其主要任務(wù)是使學(xué)生具備較為扎實的傳感器和檢測技術(shù)理論基礎(chǔ)。該課程的知識目標為：了解傳感器的定義、組成和分類，熟悉各種傳感器的主要性能指標，掌握傳感器的選用原則；了解測量的基本概念，掌握常用測量方法和自動檢測系統(tǒng)的組成；了解常見物理量的概念和表示方法，并熟悉相應(yīng)檢測方法；了解常見傳感器分類、結(jié)構(gòu)和特點以及測量電路，掌握常見傳感器的工作原理。
2傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)的現(xiàn)狀與問題
2.1教學(xué)方法單一、缺少反饋
在傳感器與檢測技術(shù)傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師講學(xué)生聽已成為常態(tài)，而目前，不少高職院校仍采用的是這種教學(xué)模式，雖然加入了信息化教學(xué)手段，但也只是板書加文字的PPT，形式過于單一，學(xué)生被動學(xué)習(xí)導(dǎo)致其學(xué)習(xí)的主動性和積極性不高，且容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。同時，由于課堂教學(xué)的時間有限，教師無法和學(xué)生進行有效互動，課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)與課后鞏固三個環(huán)節(jié)無法有效銜接，缺少反饋環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生在上課時間里基本都是被動接受，思考較少，甚至有睡覺現(xiàn)象，這都嚴重影響了傳感器與檢測技術(shù)教學(xué)質(zhì)量和效果。
2.2課程涉及面廣，教學(xué)難度大
傳感器與檢測技術(shù)作為機電一體化專業(yè)的主干課程，其理論性較強、覆蓋面較廣，涉及了電工技術(shù)、電子技術(shù)、電路理論、大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和大學(xué)物理等多門學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)知識，且該課程的內(nèi)容分散、知識點眾多，是一門綜合性強、實驗性強的課程，多年來一直是教師感到難教、學(xué)生感到難學(xué)的課程，若學(xué)生對其他相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握不牢，則后續(xù)學(xué)習(xí)傳感器課程的難度會大大增加。傳感器與檢測技術(shù)課程每一章節(jié)都包含了傳感器的基本原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和測量電路的內(nèi)容，教師講課時一般情況下會重點講解電路理論的分析和推導(dǎo)，只簡單介紹了傳感器的工程實際應(yīng)用，而學(xué)生對各種類型傳感器的直觀印象比較模糊，一味枯燥的理論講解無法使學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，從而導(dǎo)致傳感器課程的學(xué)習(xí)效果不佳。
2.3內(nèi)容抽象，難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
傳感器與檢測技術(shù)課程的理論教學(xué)以講授傳感器的工作原理和檢測方法為主，理論推導(dǎo)和定量分析較多[2]，由于學(xué)生缺乏生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，在學(xué)習(xí)中總是感覺理論知識比較抽象難懂，無法提起學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致教學(xué)效果較差。且傳統(tǒng)教學(xué)中往往以純理論教學(xué)為主，教學(xué)內(nèi)容單一陳舊、課堂活躍程度嚴重欠缺，學(xué)生往往為了應(yīng)付考試而敷衍被動學(xué)習(xí)，雖然理論考試能夠通過，但畢業(yè)后走向?qū)嶋H工作崗位卻很難將所學(xué)知識應(yīng)用于實際之中，不知工作該從哪里做起。
2.4課程考核方式不完善
傳感器與檢測技術(shù)課程一般以理論考試為主，重點考察學(xué)生對基礎(chǔ)概念、傳感器工作原理以及典型測量電路的掌握，這種考核方式過多地局限于書本上的理論知識，但此課程還包括許多實際檢測、系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用等其他方面的知識，而這些體現(xiàn)應(yīng)用能力的重要知識在試卷上很難全面反應(yīng)出來，只能體現(xiàn)出部分學(xué)生對理論知識的記憶和理解能力[3]，導(dǎo)致部分學(xué)生分數(shù)雖然較高但實際動手和應(yīng)用能力較差，這將不利于高職院校實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標。
3改進教學(xué)的幾點建議
3.1豐富教學(xué)手段、利用信息化技術(shù)，少講理論、多講應(yīng)用
傳統(tǒng)教學(xué)主要采用板書和PPT，為豐富教學(xué)手段，可在課件中適當(dāng)加入一些動畫和視頻，把傳感器內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)和運行時復(fù)雜的電磁關(guān)系形象地展現(xiàn)出來，這樣不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，也能使學(xué)生更容易理解傳感器的結(jié)構(gòu)和工作過程；采用互動式教學(xué)法和小組討論法，并進行實例演示，讓學(xué)生主動參與到教學(xué)過程中來，在學(xué)會了課程知識后，讓學(xué)生講給其他人聽，鍛煉學(xué)生的口才能力，適當(dāng)讓學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自己獲取知識和獨立學(xué)習(xí)的能力。同時，在介紹各種類型傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，重點講解不同傳感器的實際應(yīng)用案例，包括在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的一些問題和解決辦法，引導(dǎo)學(xué)生們主動發(fā)表自己的看法，培養(yǎng)學(xué)生的探索能力。
3.2延伸知識面，把握教學(xué)重難點
在上傳感器課程的同時，把章節(jié)中涉及到的其他專業(yè)知識也給學(xué)生講一遍，如傳感器的應(yīng)用電路涉及電路電子知識，則把相關(guān)的電路電子知識進行回顧和復(fù)習(xí)，讓學(xué)生理解了相關(guān)知識后再講解傳感器電路的應(yīng)用，這樣既能豐富教學(xué)內(nèi)容，也能讓學(xué)生更深入地理解。針對學(xué)生畢業(yè)后不常用的一些難點知識，如公式推導(dǎo)、復(fù)雜電路等，不做詳細講解，只做簡單介紹，把主要精力花在重點內(nèi)容和學(xué)生容易理解的知識點上，這樣既能讓學(xué)生學(xué)到主要知識，也避免了學(xué)生因?qū)W不懂而降低學(xué)習(xí)積極性。
3.3結(jié)合專業(yè)特點，優(yōu)化實驗內(nèi)容
當(dāng)前檢測技術(shù)與傳感器的應(yīng)用越來越廣，新型傳感器也越來越多，相關(guān)專業(yè)知識也在不斷更新，這就要求教師要及時對教學(xué)內(nèi)容進行修改調(diào)整，跟上目前傳感器和檢測技術(shù)領(lǐng)域的最新成果，將傳感器發(fā)展的新技術(shù)和新成果及時傳授給學(xué)生，以開闊學(xué)生們的設(shè)計和使用思路。為避免理論教學(xué)枯燥無味的現(xiàn)象出現(xiàn)，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容在課堂上展示一些相關(guān)的傳感器實物，做一些簡單的傳感器實驗并給學(xué)生演示，做完后邀請學(xué)生參與教學(xué)和演示，激發(fā)學(xué)生對傳感器的學(xué)習(xí)興趣。選用最新且適合湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電一體化技術(shù)專業(yè)的教材，新教材應(yīng)更加注重檢測技術(shù)和傳感器的應(yīng)用實際，淺講理論多講應(yīng)用且內(nèi)容要新穎，同時增加實訓(xùn)課學(xué)時，合理安排基礎(chǔ)性驗證實驗和綜合性應(yīng)用實驗，做到理論和實訓(xùn)并重。為不斷提高實訓(xùn)課教學(xué)質(zhì)量，教師還必須根據(jù)本專業(yè)教學(xué)目標和就業(yè)崗位需要不斷改進原有實驗項目并設(shè)計新的實驗項目，改變傳統(tǒng)的老師演示學(xué)生照做的實訓(xùn)方法，這樣才能培養(yǎng)出既有扎實理論基礎(chǔ)又有較強實際動手能力的應(yīng)用型技術(shù)人才。
3.4改革課程考核方式
傳感器與檢測技術(shù)課程是一門實踐性較強的課程，該課程的考核應(yīng)該是理論與實踐并重。在以前理論考試的基礎(chǔ)上增加技能考試，同時將平時成績（占總成績30%）細分為考勤、課堂表現(xiàn)和作業(yè)等，理論考試成績（占總成績30%）在期末考的同時增加期中考，技能成績（占總成績35%）由實際操作實驗打分，并增加一個附加分模塊（占總成績5%），根據(jù)獨立設(shè)計實驗、參加電子設(shè)計大賽等打分。同時，每個考核的部分可以根據(jù)本專業(yè)學(xué)生的不同特點調(diào)整其所占的比例，改革傳感器課程考核方法能夠最大限度調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性[4]，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，也促進了實踐教學(xué)、理論教學(xué)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革創(chuàng)新，通過實踐證明，教學(xué)效果有較大提升。高職院校的最終目的是培養(yǎng)高出符合企業(yè)和市場需求的高技術(shù)應(yīng)用型人才，傳感器與檢測技術(shù)課程對機電一體化、電氣自動化等專業(yè)學(xué)生技術(shù)能力的培養(yǎng)十分重要，學(xué)生學(xué)好這門課程，對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展將產(chǎn)生積極的影響。本文針對高職院校中傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)方面存在的一些問題，給出了相應(yīng)的改進建議，這將對提升傳感器與檢測技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量起到積極作用。
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作者：陳茂林 劉杰 馮雪嬌 單位：湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院
