原创《传感和检测技术课程教学改革》
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摘 要：传感与检测技术课程是电子信息专业的一门专业平台必修课,在分析传感与检测技术课程现状之后,根据课程教学目标提出了课程改革的目的,并设计了课程改革的思路,包括教学模式改革、充分运用多媒体技术手段加强教学效果、注重实践环节和考核方式改革等方案,实现传感与检测技术课程教学改革的探索.
关键词：传感与检测技术；课程教学目标；实践环节改革；考核方式改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）05-0117-02
传感与检测技术是一门以传感器为研究对象,以数据的检测、分析和处理为基础的专业课,其广泛应用于电子信息工程、自动化、机械设计制造等各个专业,课程以模拟电路和数字电路知识作为基础,融合单片机理论,在掌握各类传感器的基本原理和结构之后,设计实现面向应用的传感器模块和系统,其产品广泛应用于各类电子电器设计、机械制造、物联网等各个行业[1-2].
一、课程现状分析
传感与检测技术课程的教学内容中除了各类传感器的结构和应用外,还有传感器信号的采集、处理和运算,以及检测部分中对数据的分析和处理,这部分内容理论性强,且大部分都有复杂的函数推导,对于学生而言较难理解和掌握,其枯燥的内容也容易引起学生厌倦的心理[3-4].传感与检测技术课程的实践环节一般是对给定传感器和电路的机械模仿,无法进行创新设计,也无法调动学生的学习积极性.
从理论层面对传感与检测技术课程进行分析之后,为了更好地掌握课程的现状,采取了对学生进行问卷调查的方式进一步了解学生对于课程的切身感受,对我校电子信息工程专业13级同学的调查结果如下图所示.
由上图中对学生在课程初期、中期和后期的调查可以发现,因为课程中传感器的直观生动以及在现实中的实用性等特点,有96.2%的学生在课程初期对课程的兴趣很高,但是在课程中期时比例已经下降到63.7%,而到课程后期已经有31.8%的学生对课程失去了兴趣,从问卷调查的结果说明传感与检测技术课程的教学改革已经刻不容缓.
其次,传感与检测技术课程传统的考核方式是通过期末考试“一考定终身”,这种模式既不科学又不全面,考核方式也需要把课堂表现、实践动手能力、创新能力等考察加入到考核方案中来,从以前单纯的理论书面考试,拓展为集理论、实践、动手、创新等于一体的多层次多方位的考核模式.
二、课程教学目标
本课程在专业培养目标中的定位是培养能够从事电子产品涉及传感器的生产各环节的操作、现场管理和技术管理,具有一定动手能力的技术人才,为后续进一步提升专业能力奠定良好的基础,包括理论知识目标、动手能力目标和创新能力目标三个方面.
理论知识目标：理论知识要求学生掌握各类传感器的概念、种类和结构组成,了解传感器的最新发展方向和水平,各类传感器的特性、测量电路以及应用；还需要掌握传感器数据的采集处理方法,误差的种类、影响和消除,了解传感器的静态特性和动态特性,以及其静态标定和动态标定的校准等知识体系.
动手能力目标：动手能力是应用型人才培养的重要一环,目标体系要求学生能够熟练地使用传感器搭建测量电路,能够对电路中产生的误差和干扰进行处理；能够对一个传感系统进行分析,得到其测量的方法及工作的特点；最后,达到自主设计、自主实现、自主分析的能力.
创新能力目标：现代社会是一个创新的社会,国家鼓励和推进创新产业,学生的创新能力就显得尤为重要.学生的创新能力首先是从思想上致力于打破传统传感器使用的固有思维,以现有传感器设计出应用的新领域和新环境；更进一步的创新是以应用需求为导向,设计新型传感器以应对各种新兴行业的环境及需求.通过这两种创新能力的培养,使得学生具有更广阔的思维和更澎湃的动力.
三、课程改革的目的
课程改革的目的是实现知识、能力、素质的全面培养要求,为了达到学生能力提升的要求,需要从教学内容、教学模式和课程考核方式三个方面进行：
1.通过教学内容改革,重构和优化教学内容,根据应用电子信息工程专业工作岗位能力的实际要求将技术理论进行精练处理,摈弃一些陈旧的、实践指导意义不大的知识理论,同时加强与企业技术专家的合作交流,及时把最新的内容引入课堂.
2.通过教学模式改革,把理论学习和实践内容进行融合统一,二者交叉进行,相互促进；采用“翻转课堂”和“角色互换”等方式改变传统“灌输式”教学方式,在科学的计划下以引导学生自主学习,把课堂主角交给学生,激发学生的学习热情和课堂活力.
3.通过考核方式改革,打破一考定结果的局面,把项目教学成绩加入到学生的最终成绩中,结合学生的课堂表现、实践动手能力、创新能力等,从以前单纯的理论书面考试,拓展为集理论、实践、动手、创新等于一体的多层次多方位的考核模式.
经过上述方面的改革,最终为传感与检测技术课程教学目标的顺利实现建立一套科学有效的教育机制,并在全校形成示范效应,带动其他工科课程的改革和建设,提高全校应用型人才培养质量.
四、课程改革思路
紧紧围绕应用型人才的培养目标,结合课程实践性、综合性较强的特点,确定改革思路如下：
1.教学模式改革.教学模式从单一的讲授模式变为多方法融合的模式,对于各种传感器的教学,首先通过理论讲解,使学生掌握其基本原理和构造；然后通过翻转课堂的方式,请学生思考其特点、应用等问题,并把思考的结果与大家分享,根据各自的理解,学生之间开展相关的讨论,达到对所学知识的融会贯通；最后,要求学生实现一个与所学传感器相关的预设项目或者学生自选项目,包括思路、目的、方案、结论和应用等,进一步提高其理解和应用的能力.
2.利用多媒体技术.根据传感与检测技术课程的特点,改变传统的板书教学模式,充分利用多媒体教学的巨大优势,提高教学质量.首先,制作精良的幻灯片,把核心的知识内容和图片展示给学生,提高教学的层次；其次,在讲授传感器的工作原理时,利用动画的方式直观演示其内部结构和工作方式；最后,分析其应用,可以使用视频播放当前最新的产品动态和具体案例.
3.实践环节改革.传感与检测技术课程是一门应用性很强的课程,实践环节是必不可少的部分.传统的实践环节基本上是按照给定的设计方案连接一个传感器,这种方式刻板缺少创造,改革之后的实践环节,实验可以分为基础电路实验和基于单片机的设计实验两部分,基本电路实验是使用基本的电阻、电容、电感等元件搭建电路,结合传感器实现被测对象的检测；基于单片机的设计实验是在以前基本电路的基础之上,利用单片机来控制一个实际应用的传感器模块,基本贴近于现实的应用；在学期的末段,通过课程设计环节,把所学的各种传感器结合起来,实现一个完整的系统,既是对所学知识的整体考察,又锻炼了学生的创新能力.
4.考核方式改革.考核、评价学生成绩是教学过程的一个重要环节,为了体现该门课程实践环节的重要性,改革课程考核方式,建立一套科学、全面的课程考核体系.
近年来我校为适应本科教学提倡“素质教育”培养“应用型人才”的要求,需要对传感与检测技术课程进行改革,在分析了课程的现状之后,提出了改革的目标和改革的思路,通过改革可以锻炼学生的动手能力、创新能力,最终实现培养高素质应用型人才的目标.
教学改革论文参考资料：
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