陳鴻雁

（重慶理工大學電子信息與自動化學院，重慶 400054）

信息技術(shù)與“傳感器與自動檢測技術(shù)”課程整合

陳鴻雁

（重慶理工大學電子信息與自動化學院，重慶 400054）

根據(jù)重慶理工大學“傳感器與自動檢測技術(shù)”課程建設(shè)的教學實踐，在論述信息技術(shù)與改課程整合必要性的基礎(chǔ)上，提出了信息技術(shù)在該課程教學中的整合舉措。

信息技術(shù)；課程建設(shè)；課程整合

信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應用，對教育產(chǎn)生了深刻影響。高校教學正經(jīng)歷著前所未有的深刻變化，以信息技術(shù)帶動高等教育改革已成為當今國際高等教育發(fā)展的共同趨勢。如何更好、更有利地實施教學，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才，信息技術(shù)與課程整合為解決該問題提供了有效的途徑。本文在論述了“傳感器與自動檢測技術(shù)”課程的特點和目前教學現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了信息技術(shù)與高?！皞鞲衅髋c自動檢測技術(shù)”課程進行整合的實踐問題，在教材選擇、課程講授、實驗設(shè)計等方面作了一些有益的探索和實踐，取得了良好的教學效果。

一、信息技術(shù)與“傳感器與自動檢測技術(shù)”課程整合的必要性

“傳感器與自動檢測技術(shù)”課程自20世紀80年代末陸續(xù)出現(xiàn)在工科各專業(yè)的本科生教育的教學計劃中，并逐步成為工科專業(yè)的主干課程之一。迄今為止，全國約百多所高等工科院校包括冶金、紡織，礦業(yè)、船舶、航空、汽車.建筑、儀器儀表等機械工程類專業(yè)都相繼開設(shè)了有關(guān)的測試技術(shù)課程，本科、?？?、電大、夜大、函大等都幾乎把它作為主干課列入了教學計劃，不少院校還開設(shè)了碩士生的測試技術(shù)學位課。該課程是在精密加工技術(shù)、新材料技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)以及計算機技術(shù)學科發(fā)展基礎(chǔ)上建立起來的一門理論與實踐相結(jié)合的課程，講述了傳感器與自動檢測系統(tǒng)的基本概念、傳感器的變換原理，各種物理量的動態(tài)測試與實驗設(shè)計，數(shù)據(jù)分析，在建立工程概念、培養(yǎng)解決問題能力方面起著奠基石的作用，對學生的未來發(fā)展具有重要作用。該課程的特點是理論性強、概念抽象、分析方法多；與數(shù)學聯(lián)系緊密；工程實踐性強。該課程在教學中，普遍存在著“教師難教、學生難學”的狀況，主要表現(xiàn)如下：（1）內(nèi)容多，課堂信息量大，學生對教學內(nèi)容難以及時進行有效的消化，使教學效果受到影響。（2）“傳遞—接受”的傳統(tǒng)教學模式已經(jīng)根深蒂固，集體教學的教學組織形式被廣泛接受。如多年來的傳統(tǒng)教學使學生養(yǎng)成被動接受知識的習慣，主動參與意識較差，不能激發(fā)學生學習興趣。多年以來，“以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心”的教學觀念已經(jīng)形成，在教學過程很少有同學主動參與討論。（3）在理論教學中普遍采用黑板的單一教學方式，使得學生只能依靠做習題來鞏固和理解所學知識，而大量應用性較強的內(nèi)容學生則不能實際動手設(shè)計、調(diào)試和分析，嚴重影響和制約了教學效果，由于黑板式教學，課程中大量系統(tǒng)分析、系統(tǒng)處理的結(jié)果缺乏可視化的直觀效果，學生將大量的精力和時間用于繁雜的手工數(shù)學運算，而未能真正理解其實際應用，教學中的負面效應越來越突出。（4）實踐環(huán)節(jié)方面，以前開設(shè)的實驗課，主要是通過模擬儀器，搭建硬件電路來實施的，由于受到硬件電路與元器件性能的限制，實驗的實時性和靈活性較差；受教師數(shù)量和實驗場地不足、實驗室開放時間等很多因素的制約，實驗的開放性未能全面實現(xiàn)。

因此，將信息技術(shù)應用于課程的教學中，充分利用現(xiàn)代化信息手段，通過對精品課程網(wǎng)站的建設(shè)，彌補傳統(tǒng)教學的不足，提高教學效率，培養(yǎng)學生信息技術(shù)技能和解決問題能力十分必要。

二、信息技術(shù)在教學中的具體實施

（一）整合課程內(nèi)容，注重教材建設(shè)

教材是實施教學的重要保證，教材的編寫、選用及質(zhì)量的高低直接影響著教學效果。要實現(xiàn)信息技術(shù)和課程整合，必須要有適應信息技術(shù)環(huán)境的教材。

主要講述的是各種物理量的測量以及傳感器的原理及設(shè)計方面的內(nèi)容，并應加入計算機測試系統(tǒng)及虛擬儀器技術(shù)和介紹一些先進的測試技術(shù)或特種的測試技術(shù)，諸如激光、CCD、光纖等典型的光測技術(shù)和紅外、超聲等無損檢測技術(shù)。專業(yè)不同，教材編寫的側(cè)重點也不同。為滿足“厚基礎(chǔ)，寬口徑”的改革要求，各專業(yè)應根據(jù)各自專業(yè)的特點，調(diào)整測試技術(shù)的教學內(nèi)容要求。與此同時，測試技術(shù)作為一種應用十分廣泛的實用技術(shù)，一方面必須強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，才能有助于測試技術(shù)知識的深入學習，和測試技術(shù)的快速發(fā)展；另一方面，隨著相關(guān)學科技術(shù)的飛進發(fā)展，測試技術(shù)也在突飛猛進的發(fā)展，以計算機技術(shù)、光電技術(shù)等為基礎(chǔ)的現(xiàn)代測試技術(shù)在整個測試技術(shù)領(lǐng)域知識中越來越占有重要的地位。為了進一步加強教材建設(shè)，應注意以下幾方面：第一，進一步加強測試系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計的觀念，在教材及授課過程中收集及增強實際測試系統(tǒng)設(shè)計實例。第二，加強實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生實際設(shè)計測試系統(tǒng)、調(diào)試測試系統(tǒng)、標定測試系統(tǒng)以及熟練運用常用測試儀器、儀表的能力。第三，進一步協(xié)調(diào)“自動檢測技術(shù)”課程與其他相關(guān)課程的統(tǒng)一性及連貫性。從而幫助學生學會運用所學測試技術(shù)知識設(shè)計或構(gòu)成現(xiàn)代的測試系統(tǒng)。從我們授課情況來看，這樣的內(nèi)容安排是合理的，可以使學生的學習從淺至深、從易至難，從而使學生在掌握分析方法的基礎(chǔ)上，學會相應的設(shè)計方法，以達到學以致用的目的。但傳統(tǒng)的系統(tǒng)分析方法和設(shè)計手段，難以解決很多實際工程問題，而利用計算機這種先進工具，運用信息技術(shù)的手段解決工程領(lǐng)域中的一些實際問題，已經(jīng)成為時代的需要。為了適應信息技術(shù)環(huán)境下傳感器與自動檢測技術(shù)教學的發(fā)展，需要優(yōu)化教學體系、整合教學內(nèi)容。為此，我們編寫了教育科學“十一五”國家級規(guī)劃課題研究成果教材，由高等教育出版社出版。

該書根據(jù)我國當前本學科領(lǐng)域課程設(shè)置與教學改革的實際情況，注意對傳統(tǒng)的課程適當選擇和裁剪以形成本課程體系。該書力求內(nèi)容豐富、全面、新穎，敘述由淺入深。采用“少而精”及“理論聯(lián)系實踐”的原則。對傳感器原理部分力爭講請物理概念。對傳感器的應用部分則充分結(jié)合生產(chǎn)和工程實踐。同時，注意了補充反映新器件、新技術(shù)的內(nèi)容，力求使讀者了解前沿學科，還對傳感器與檢測技術(shù)的工程應用和技術(shù)實現(xiàn)的思想、思路作了引導。有助于讀者將傳感器與工程檢測方面的知識有機地聯(lián)系起來，為解決實際的工程問題打下基礎(chǔ)。同時，教材提供了多媒體課件，各章均提供了一定數(shù)量的習題，以幫助教學組織中針對不同專業(yè)特點進行側(cè)重面的選擇和學生自學參考。

（二）利用信息技術(shù)，優(yōu)化課堂教學

為了改變課堂教學中，“教師一黑板一學生”或“教師一電子教案一學生”的教學模式，應充分運用啟發(fā)式教學以提高教學效率。在教學中為充分發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生自覺地獲取知識。我們不但采用“啟發(fā)式”、“滲透式”和“討論式”等教學方法，還在教學中用我校所建設(shè)的精品課程網(wǎng)站，讓課堂教學在空間、時間及教學內(nèi)容上得到延伸。網(wǎng)站作為教學的輔助手段，其特點是學生可以在任何時間、任何地點進行學習；課程內(nèi)容可動態(tài)更新；能夠方便的訪問國內(nèi)外相關(guān)網(wǎng)站的信息資源。它以Internet網(wǎng)為依托，打破了傳統(tǒng)的教學模式和教學環(huán)境的界限，形成了一個開放的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)。網(wǎng)站的教學系統(tǒng)集網(wǎng)絡(luò)課堂、考試系統(tǒng)、在線答疑、網(wǎng)絡(luò)輔助教學、即學即用和信息搜索等為一體，生動形象地展示了教學內(nèi)容，不僅使教學生動形象，而且還為教學提供了一個無限的時空環(huán)境，從而使學生對學習內(nèi)容的理解更加深刻，學習思路更加開闊，學習效率更加提高。利用網(wǎng)站進行輔助教學，建立了一種符合現(xiàn)代教育發(fā)展要求的全方位的教學模式。

（三）整合教學方法，注重教學效果

多媒體在教學中的運用已經(jīng)表現(xiàn)出越來越多的優(yōu)勢，但在采用多媒體課件后，課容量增大，教師從書寫變?yōu)橹v解，課件切換太快，不能留給學生足夠思考、探究的時間，導致學生對知識的理解過于膚淺，對教學內(nèi)容難以及時進行有效的消化，為此，我們自制了課件，而且在授課過程中將傳統(tǒng)的板書教學和現(xiàn)代教學軟件進行合理結(jié)合。其中，對于分析、推導采用傳統(tǒng)的板書教學方法，以加深學生對相關(guān)知識的理解，而對于傳感器和測試系統(tǒng)的具體應用，則采用多媒體課件以提高教學效率，特別是在講解光柵、熱電偶等傳感器的應用時候，我們制作了動畫，使同學能夠直觀地學習，使教師易教、學生易學，取得了良好的教學效果，而且課件的適時出示給大多數(shù)學生留有足夠的思考時間，使學生能夠積極參與，促進了教學形式的多樣、教學過程的優(yōu)化和教學質(zhì)量的提高。

（四）改進實驗教學，延伸課堂教學

通過多年的研究，我們針對課程，自主開發(fā)建立了一套全面開放的網(wǎng)絡(luò)化綜合管理實驗系統(tǒng)，延伸課堂教學，拓展學習空間。網(wǎng)絡(luò)化的自主實驗教學系統(tǒng)是對教學模式、管理模式、交互方式等進行全新建構(gòu)后形成的數(shù)字化自主、互動的實驗教學和實驗室管理工作環(huán)境。

我們將課程的實驗教學分為三大模塊，即驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗。驗證性實驗主要強化學生對典型傳感器的理解和消化，使學生通過對典型傳感器的認識，把理論上所描述的傳感器和各種實際應用聯(lián)系起來。綜合性實驗以典型檢測系統(tǒng)為實驗對象，運用已有的知識，剖析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、選擇傳感器、記錄檢測系統(tǒng)的特性，從而使學生具有運用所學的知識、技能進行分析和綜合的能力。設(shè)計性實驗是一項綜合性較強的工作，它要求學生在具備一定實驗能力的基礎(chǔ)上，把所學到的模電、數(shù)電、控制元件、傳感器、傳感器與自動檢測技術(shù)、仿真方法、計算機等知識進行綜合，用科學的方法、技術(shù)來分析、解決實際問題。

針對以上三大模塊的實驗，學生均可通過網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺進入預習環(huán)節(jié)。通過該平臺，點擊需要做的實驗，回答預習提問，達到一定分值后，進入仿真實驗。仿真實驗完成后，將相關(guān)數(shù)據(jù)提交給老師，老師在線評閱通過后學生方才可以在網(wǎng)上預定該項實驗的實做。它具有資源上的共享性、內(nèi)容上的開放性、實驗上的交互性，并能對學生實驗的水平和預習質(zhì)量做出實時評價。對有能力的學生，可以通過網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺，根據(jù)實驗和自己的需求，快速建成一個超越真實環(huán)境約束的大型虛擬實驗環(huán)境，去體會新的技術(shù)和知識，驗證自己對某些實驗方法和電路的想法，可以使學生感受到實際系統(tǒng)和虛擬系統(tǒng)的統(tǒng)一，從不同角度加深對理論的理解和掌握，從而提高學習的興趣和主動性。

三、結(jié)語

目前我們在信息技術(shù)與我校課程整合方面進行了一些實踐并取得了一定的成績，但嚴格地說這項研究還處在實驗和探索階段，需要經(jīng)歷不斷完善的過程。隨著信息技術(shù)與該課程整合的深入進行，作為教師要勇于面對現(xiàn)代信息技術(shù)對課程建設(shè)的挑戰(zhàn)，不斷學習現(xiàn)代教育技術(shù)，樹立新的教育觀念，掌握現(xiàn)代教育手段，不斷探索現(xiàn)代信息技術(shù)與課程整合的方式與方法，形成該課程的特色，進而推動我校教育改革的進程。

［1］ 趙亮.信息技術(shù)與課程整合過程中存在的誤區(qū)分析［J］.山東師范大學學報：自然科學版，2010（2）：144－145.

［2］ 何克抗.信息技術(shù)與課程深層次整合的理論與方法［J］.中國大學教育，2005（5）：43－48.

［3］ 徐艷，王忠華，陳露路.應用信息技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)［J］.山西廣播電視大學學報，2008，64（3）：40－41.

［4］ 侯金玉.信息技術(shù)與課程整合探究.中國科技博覽，2010（24）：98－98.

［5］ 齊曉慧，董海瑞，李建增，等.傳感器與自動檢測技術(shù)虛擬實驗研究［J］.中國教育教學雜志，2006，142（1）：1－2.

（責任編輯張佑法）

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1007－7111（2011）02－0076－03

2011－01－09

重慶理工大學高等教育研究資助項目（2009019）

陳鴻雁（1970—），女，碩士，副教授，研究方向：自動控制與檢測技術(shù)。