陳振學(xué)，劉成云，常發(fā)亮

(山東大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南250061)

檢測技術(shù)是當(dāng)今信息社會必須使用的一門重要技術(shù)。在我國高校的自動化類、計算機(jī)類、信息類和電子類等專業(yè)中都已開設(shè)有相關(guān)的“檢測技術(shù)”課程［1，2］。本文介紹筆者在“檢測技術(shù)”校級精品課程建設(shè)中，所進(jìn)行的教學(xué)內(nèi)容和方法上的改革，主要從課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個方面進(jìn)行闡述。

1 課堂教學(xué)改革

“檢測技術(shù)”課程的主要教學(xué)內(nèi)容包括自動檢測技術(shù)的基本知識、典型傳感器原理、過程檢測技術(shù)及自動檢測中的共性技術(shù)和新發(fā)展［3］。

1)有側(cè)重點(diǎn)的課堂教學(xué)

“檢測技術(shù)”課程中傳感器的原理和測量電路聽起來比較枯燥乏味，而傳感器的應(yīng)用結(jié)合生活中的實(shí)例會比較有趣。因此，我們在授課時可以先介紹傳感器在生活中的一些常見應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生帶著疑問再去學(xué)習(xí)傳感器的原理和測量電路，這樣效果就會好很多。

2)工程應(yīng)用型教材的使用

我們編寫并講授的工程應(yīng)用型教材［4］，以應(yīng)用為目標(biāo)，兼顧寬度與深度的統(tǒng)一，注重基礎(chǔ)性與先進(jìn)性相結(jié)合、學(xué)科性與實(shí)用性相結(jié)合以及檢測技術(shù)與檢測裝置(產(chǎn)品)相結(jié)合。在闡述典型參數(shù)的檢測技術(shù)時，首先對該參數(shù)的常用檢測方法進(jìn)行一般性講解和縱橫比較;然后選擇其中一種或兩種方法進(jìn)行較深入的闡述，包括傳感原理、調(diào)理電路、性能特點(diǎn)、選用要點(diǎn)、安裝校驗(yàn)和故障處理等，以滿足深度方面的要求。在每一章末都安排有實(shí)際工程背景的例題和習(xí)題，學(xué)生可利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

為了讓學(xué)生掌握課程中的核心內(nèi)容，我們在講授利用電容式傳感器測量金屬板材厚度的原理時，提出以下三個問題:①定性說明其測量與控制原理;②檢測滯后主要是由于什么原因造成的?③應(yīng)用自控理論說明檢測滯后對該控制系統(tǒng)的性能帶來哪些影響?

這些問題都是教材中沒有講到，但是又關(guān)系到以后傳感器的使用問題，同時也可藉此檢查學(xué)生對所學(xué)自動化知識的綜合與分析能力。

3)結(jié)合教師研究課題和工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)

工科院校教師應(yīng)該具有一定程度的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這對教學(xué)工作是很有利的。比如講授電渦流式傳感器時，首先提到在機(jī)場、海關(guān)、錢幣廠和監(jiān)獄等重要場所，都有安全通道采用金屬探測儀進(jìn)行安全檢查。由此，我們引出金屬探測儀的工作原理:由于金屬的電渦流效應(yīng)，當(dāng)探測線圈靠近金屬物體時，金屬導(dǎo)體表面會產(chǎn)生電渦流，由電渦流產(chǎn)生的磁場會使探測儀振蕩回路中的能量損耗增大，檢測出這種變化并轉(zhuǎn)換成聲音報警信號，便可以判定探測線圈下面是否有金屬物體［5］。再如講解圖像傳感器時，首先介紹CCD 圖像傳感器在軍事、民用和醫(yī)療等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，然后結(jié)合筆者所從事的模式識別與圖像處理的研究方向和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹如何制作和使用CCD 圖像傳感器，最后再來解釋CCD 圖像傳感器的原理。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

1)設(shè)計型實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式只是模仿性的實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證已知的結(jié)果而已［6］。針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，我們在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，適量增加了部分設(shè)計型實(shí)驗(yàn)，如利用熱電偶傳感器制作溫度感應(yīng)器，制作光柵傳感器測量微小位移等。

2)實(shí)物型實(shí)驗(yàn)

我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，購置了部分典型的傳感器，如懸臂梁式稱重傳感器和型熱電偶等，供學(xué)生自行拆裝，將傳感器內(nèi)部實(shí)物的構(gòu)造展示出來。這樣，教學(xué)效果比一些簡單的文字教學(xué)或平面圖教學(xué)要好得多。這種教學(xué)模式不完全等同于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不能拆開傳感器的，只能進(jìn)行使用操作，而這種模式能讓學(xué)生了解到傳感器的內(nèi)部構(gòu)造。并且消耗費(fèi)用并不大。

3)實(shí)驗(yàn)中的討論學(xué)習(xí)

我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用了討論式學(xué)習(xí)。要求學(xué)生在課前做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，查閱相關(guān)的資料文獻(xiàn)，先闡述自己對該實(shí)驗(yàn)的理解，然后組織大家討論，最后由教師總結(jié)并補(bǔ)充學(xué)生討論中的疏漏。另外，對在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，大家可以采用討論方式來解釋或者嘗試解決這些問題。

3 結(jié)語

本文通過對“檢測技術(shù)”課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，該課程的教學(xué)內(nèi)容和方式還需不斷改革和完善，我們將繼續(xù)進(jìn)行探索以進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。使本科學(xué)生畢業(yè)以后能在自動檢測技術(shù)的應(yīng)用方面有一個質(zhì)的飛躍，以適應(yīng)杜會的需要。

［1］ 徐科軍. 傳感器與檢測技術(shù)(第2 版)［M］. 北京:電子工業(yè)出版社，2008

［2］ 苑惠娟，秦勇，周真.“傳感技術(shù)”課程設(shè)計改革探索［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報，.2010，32 (4):91-92

［3］ 鄒紹芳，吳開華，馬莉. 檢測技術(shù)課程交叉教學(xué)研究［J］. 杭州電子科技大學(xué)學(xué)報，2008，4 (4):74-76

［4］ 李現(xiàn)明，陳振學(xué)，胡冠山. 現(xiàn)代檢測技術(shù)及應(yīng)用［M］. 北京:高等教育出版社，2012

［5］ 周杏鵬.“檢測技術(shù)”課程教材建設(shè)與教改實(shí)踐［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報. 2005，27 (3):68-70

［6］ 徐科軍.“傳感器與檢測技術(shù)”課程建設(shè)探討［J］. 南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009，31(3):23 －24.