王曉爽

長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 湖北荊州 434020

自動檢測技術(shù)對測控技術(shù)與儀器、自動化等專業(yè)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識極為關(guān)鍵，在整個學(xué)科中起著承前啟后的作用。它同時又是一門應(yīng)用性非常強的專業(yè)核心課程，主要涉及各種傳感器的基本原理、特性、測量電路和應(yīng)用以及相關(guān)的信息處理技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。近年來，隨著檢測技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，對工科學(xué)生工程應(yīng)用能力要求越來越高。結(jié)合我校辦學(xué)宗旨及本課程教學(xué)特點，筆者對測控技術(shù)與儀器、自動化等專業(yè)理論和實踐教學(xué)進行了全方位的探索和研究，取得了良好的教學(xué)效果。

1 教學(xué)內(nèi)容改革

1.1 避免繁瑣的理論分析和推導(dǎo)

自動檢測技術(shù)課程內(nèi)容眾多且離散，知識密集且復(fù)雜，為了讓學(xué)生更好地學(xué)會“應(yīng)用”傳感器進行非電量的檢測，在講授各種傳感器工作原理時先通過動畫演示讓學(xué)生建立直觀印象，再以避繁就簡的方式向?qū)W生講解傳感器的工作原理，不進行深奧的理論分析和繁瑣的公式推導(dǎo)，以便激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

例如：在講述熱電偶工作原理時，以動畫演示實驗過程：用酒精燈分別加熱電偶的兩端，兩端存在溫差時兩電極間出現(xiàn)電動勢，而無溫差時電動勢消失。通過這個示例，重點講解電動勢存在的原因并直接給出溫差電動勢的公式，而不把重點放在公式的推導(dǎo)上。

1.2 加大案例教學(xué)比重，側(cè)重應(yīng)用

根據(jù)培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)要求，本課程在教學(xué)內(nèi)容上引入大量工程應(yīng)用實例來講解各種傳感器的工作原理和應(yīng)用，形成以項目教學(xué)方法為主線的教學(xué)模式。把典型實例以任務(wù)方式剖開，對該系統(tǒng)的傳感部分、測量轉(zhuǎn)換電路部分分開學(xué)習(xí)。整個過程注重工程項目的設(shè)計分析和實際應(yīng)用介紹，減少對內(nèi)部機理方面的分析，學(xué)生在應(yīng)用時能夠合理選用傳感器，知曉傳感器的工程設(shè)計方法和實驗研究方法，對可能出現(xiàn)的傳感器技術(shù)問題有一定的分析和處理能力。

例如，在介紹電阻應(yīng)變式傳感器時，使用幻燈片展示電阻應(yīng)變式傳感器不同應(yīng)用下的實物圖片，如日常生活中常見的電子秤、汽車稱重、扭力扳手等，同時用生動的動畫演示不同應(yīng)用下電阻應(yīng)變式傳感器的反應(yīng)。在介紹光電式傳感器時，介紹了干手器和用于檢測的光電式數(shù)字轉(zhuǎn)速儀表的應(yīng)用案例，通過案例使學(xué)生對傳感器應(yīng)用的認(rèn)識更加深入。

2 教學(xué)方法與手段改革

為將教學(xué)內(nèi)容講解得更加生動、具體，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，提高教學(xué)質(zhì)量，筆者在教學(xué)中使用了多種教學(xué)方法和手段。

2.1 多媒體情境教學(xué)的應(yīng)用

該課程工程實踐性較強，為了形象生動地講清楚各種傳感器的工作原理，在多媒體課件中引入了大量的實際應(yīng)用圖片、動畫和視頻等多媒體素材，將抽象的知識感性化、具體化，讓學(xué)生有直觀的感受，使枯燥乏味的內(nèi)容變得生動有趣，有利于學(xué)生對該課程興趣的培養(yǎng)，同時這種情境教學(xué)方法拉近了理論和實際的距離，使學(xué)生感到簡單易懂，提高了學(xué)習(xí)熱情，增強了信心。

例如：在學(xué)習(xí)光柵傳感器時，用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生很難理解莫爾條紋的形成及其移動過程，使用多媒體課件以動畫的形式，可使學(xué)生直接看到莫爾條紋明暗相間的樣子，隨著指示光柵在標(biāo)尺光柵上移動，還可以清晰地看出條紋移動的方向與光柵夾角及指示光柵移動方向的關(guān)系。

2.2 探索型教學(xué)方法的應(yīng)用

傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式已很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，因此在授課過程中教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變角色，由知識的灌輸者變?yōu)橐龑?dǎo)者。經(jīng)過一段時間的摸索，我們采取探索型教學(xué)方法以適應(yīng)自動檢測技術(shù)課程的特點。

探索型教學(xué)方法主要通過實際生活或生產(chǎn)中大家熟知的現(xiàn)象或裝置啟發(fā)學(xué)生了解某種傳感器或檢測方法的應(yīng)用，再安排學(xué)生自己搜索和查閱相關(guān)資料了解基本原理和應(yīng)用方面的知識，最后通過提問和解答分析的方式掌握知識。

例如：在課堂上講解完工程實例后，可設(shè)置幾個實際現(xiàn)場中會遇到的問題，先讓學(xué)生依據(jù)教材去思考，再由教師和學(xué)生一起探討解決方案，然后教師提出問題，學(xué)生回答，在一問一答的過程中完成重點和難點的學(xué)習(xí)。下課前，教師布置學(xué)生課下利用互聯(lián)網(wǎng)搜索了解各種傳感器的性能指標(biāo)、安裝注意事項和具體應(yīng)用實例等。在下次上課時，學(xué)生將自己的搜索結(jié)果作為作業(yè)上交。通過這種方法，學(xué)生可閱讀較多數(shù)量的文章，查看大量現(xiàn)場照片，獲取許多課堂上無法一一給出的專業(yè)信息。

另外，也可讓學(xué)生用課余時間自主學(xué)習(xí)后，在課堂上分成若干小組討論，最后提交相應(yīng)報告。這樣可充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，活躍課堂氣氛。

2.3 考核方式的改革

在課程作業(yè)方面，調(diào)整以往以課后習(xí)題為作業(yè)的方法，采取大作業(yè)的方式，要求學(xué)生主動搜集信息，完成對傳感器品牌、廠家、性能、參數(shù)等因素的了解與認(rèn)識，或是對某一工程案例的具體分析等?？荚嚪矫?，采取開卷考試方法，學(xué)生可以將一大沓資料帶到考場。考試不要求學(xué)生背誦公式定理，而是將工業(yè)現(xiàn)場可能出現(xiàn)的各種問題擺在學(xué)生面前，考核學(xué)生分析問題本質(zhì)和工程應(yīng)用的能力。要求學(xué)生利用試卷給出的圖表分析自動檢測系統(tǒng)的原理；通過分析試卷給出的資料，寫出工程說明書，畫出系統(tǒng)原理框圖，工作流程，對其中的一些重要數(shù)據(jù)進行計算等。

3 注重實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力

3.1 主導(dǎo)思想

本課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)的主導(dǎo)思想如下：第一，要求學(xué)生在實驗前了解本課程的實驗教學(xué)環(huán)境、實驗教學(xué)大綱、開設(shè)的實驗項目、基本儀器使用說明和各種傳感器安裝使用過程中應(yīng)注意的問題等，為實驗做好準(zhǔn)備。第二，減少驗證性實驗，增加設(shè)計性、綜合性實驗，結(jié)合其他學(xué)科(如單片機、測控系統(tǒng)等)開設(shè)課程設(shè)計部分，以增加學(xué)生的動手能力和了解自動檢測技術(shù)在整個學(xué)科中的地位。第三，開放實驗室，建立培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的長效機制，學(xué)生學(xué)完課程后仍然可以利用實驗室的平臺，獨立從事科學(xué)研究。第四，設(shè)置創(chuàng)新實驗室，鼓勵學(xué)生參加學(xué)校每年一度的大學(xué)生科技創(chuàng)新活動、大學(xué)生電子設(shè)計競賽等面向大學(xué)生的群眾性科技活動。每年都有大批學(xué)生積極投入到各類電子設(shè)計大賽、科技創(chuàng)新活動中去，取得了可喜的成績。

3.2 加強實驗課指導(dǎo)

實驗課是驗證理論、應(yīng)用理論和鍛煉學(xué)生動手能力的重要環(huán)節(jié)。在指導(dǎo)實驗時，采用啟發(fā)式教學(xué)方法，提示學(xué)生要注意觀察實驗現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。例如：在霍爾傳感器特性實驗中，部分學(xué)生測量的輸出特性曲線不呈線性，這時可以提醒學(xué)生思考是什么原因造成這樣的結(jié)果；磁場的梯度分布對測量的線性度有什么影響；如果輸出特性不是線性的，靈敏度如何計算；如何調(diào)整磁路部分來提高傳感器靈敏度。學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象思考解決問題，這是對所學(xué)理論知識一個很好的鞏固和加深。采用啟發(fā)式的方法啟迪學(xué)生，可以發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維，做到舉一反三、學(xué)以致用。

在實驗過程中，針對同一被檢測量，還開展了比較教學(xué)。當(dāng)采用不同的測量傳感器時，由于它們的結(jié)構(gòu)不同，工作原理不同，因而測量的方法也不一樣，測量精度也有所差別。通過比較和分析測量數(shù)據(jù)誤差的產(chǎn)生及其解決方法，學(xué)生達(dá)到對本課程知識理論體系的融會貫通，激發(fā)學(xué)習(xí)和思考的興趣。

4 結(jié)束語

依據(jù)學(xué)校的特色辦學(xué)思想，通過幾年的教學(xué)實踐，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法做了適當(dāng)?shù)母母?。調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容更側(cè)重應(yīng)用，補充了適合的案例，豐富的多媒體素材增強了教學(xué)的生動性，探索式教學(xué)方法對課堂教學(xué)進行了拓展，加強了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了知識量。教、學(xué)、做一體化的一系列實踐課程，加強了學(xué)生的動手能力和思考能力。從近幾年的網(wǎng)上教評結(jié)果來看，所做的教學(xué)調(diào)整與改革受到學(xué)生的歡迎和好評，取得了較好的教學(xué)效果。

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