金 梅， 張立國， 金 菊

(1.燕山大學(xué) 電氣工程學(xué)院, 河北 秦皇島 066004; 2. 河北工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院, 天津 300401)

“傳感器原理與設(shè)計”課程立體教學(xué)模式的改革

金 梅1， 張立國1， 金 菊2

(1.燕山大學(xué) 電氣工程學(xué)院, 河北 秦皇島 066004; 2. 河北工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院, 天津 300401)

為推進項目式教學(xué)理念，針對當(dāng)前高?！皞鞲衅髟砼c設(shè)計”課程的教學(xué)現(xiàn)狀及課程特點，本文從理論教學(xué)方法、實踐教學(xué)內(nèi)容及考核方式等幾個方面對該課程的教學(xué)進行改進，實現(xiàn)其立體教學(xué)模式的改革，近兩年學(xué)生考試成績分布及網(wǎng)上評教結(jié)果驗證了學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的提高。

傳感器原理與設(shè)計；立體教學(xué)模式；網(wǎng)上評教

Keysords: sensor principle and design; stereoscopic teaching mode; online evaluation

0 引言

隨著電子計算機、機器人和自動控制等技術(shù)的迅速發(fā)展,信息技術(shù)正在經(jīng)歷著深刻的變革,給人們的生產(chǎn)、生活正帶來巨大的變化。傳感器作為信息獲取的源頭,是當(dāng)前發(fā)展最快的技術(shù)之一,是實現(xiàn)現(xiàn)代化測量和自動控制的主要環(huán)節(jié)。

“傳感器原理與設(shè)計”是儀器科學(xué)與工程專業(yè)以及相關(guān)的電子信息類專業(yè)的核心課程[1]。這門課程有其自身的特點:課程內(nèi)容分散且實踐性強[2]。為了充分反映傳感器技術(shù)發(fā)展的最新成果,滿足創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)對“傳感器原理及設(shè)計”課程教學(xué)所提出的新要求,在推動項目式教學(xué)理念基礎(chǔ)上[3]，本文對該課程的理論教學(xué)、實踐教學(xué)及考核方法提出具體的改革措施,推出以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力為宗旨的立體教學(xué)模式。

1 課堂教學(xué)改革的建議

針對“傳感器原理與設(shè)計”課程面向工程實踐應(yīng)用的特點，只有增強學(xué)生的參與意識才能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)自覺性，而師生地位平等是激發(fā)學(xué)生興趣與潛能的基本前提[4，5]。教學(xué)過程中，必須強調(diào)學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，改變以教師為中心的教學(xué)方式，重視課堂交流，創(chuàng)造平等互動的師生關(guān)系，及時把握學(xué)生的心理狀態(tài)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。具體可通過下面幾方面來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情：

1) 實物展示

當(dāng)講到某種具體的傳感器時，給學(xué)生展示相應(yīng)的傳感器實物，這樣可以讓學(xué)生對該傳感器的尺寸、外形、材質(zhì)等有個直觀的認識，印象能更深刻。

2) 發(fā)揮多媒體課件的作用

生動的電子教案是提高課堂教學(xué)效果、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵所在。要充分利用聲音、圖像、視頻和動畫等多種形式進行互動教學(xué)，對于“傳感器原理及設(shè)計”課程，每種傳感器的工作原理都是教學(xué)的重點及重要考核內(nèi)容，所以對于這部分，可以借助Flash動畫把傳感器的原理生動形象地展示出來，使抽象的概念得到形象的解釋。圖1所示為課堂教學(xué)中關(guān)于金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)的動畫演示：

3) 重視傳感器應(yīng)用部分的教學(xué)

在以往的課堂教學(xué)中，教師總是強調(diào)傳感器的工作原理及測量補償電路部分，而將傳感器的應(yīng)用部分一帶而過，甚至當(dāng)學(xué)時安排緊張時，完全忽略掉。很多學(xué)生學(xué)完這門課，甚至不清楚某種傳感器的用途，這樣的教學(xué)不可能達到該課程教學(xué)的目的。對于應(yīng)用部分，每種傳感器應(yīng)該挑選至少一個典型應(yīng)用案例，結(jié)合多媒體課件詳細講解，從而使學(xué)生將理論知識與實際應(yīng)用聯(lián)系起來。

4) 發(fā)揮平時課程考核的作用

課程考核可以包含2-5次不限形式的平時測驗，結(jié)合“傳感器原理與設(shè)計”課程的特點，我們?yōu)閷W(xué)生精心挑選了力傳感器的設(shè)計、金屬板厚度測量裝置的設(shè)計等實用而生動的課題，采用技術(shù)報告的形式來改變學(xué)生消極被動的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2 實踐教學(xué)改革的探討

“傳感器原理與設(shè)計”課程具有配套的傳感器實驗。目前我院是在理論課上完后, 安排8個學(xué)時做4個實驗, 因為實驗時間的安排具有隨機性，有時學(xué)生對相應(yīng)的理論內(nèi)容可能已經(jīng)生疏或淡忘,實驗的效果大打折扣。另外實驗主要也是對傳感器參數(shù)的測試,演示性和驗證性的實驗居多,功能性、綜合性的實驗較少。實驗不涉及或者較少涉及傳感器實際應(yīng)用中比較常見到的一些問題, 比如:如何進行傳感器的選擇、安裝以及傳感器的連接方式等等。因此課程設(shè)計顯得尤為重要。

1) 課程設(shè)計內(nèi)容的設(shè)定

目前全國工科院校都在推進項目式教學(xué)理念，這種理念在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以得到最大的體現(xiàn)。在提高學(xué)生動手實踐能力的前提下，根據(jù)“傳感器原理與設(shè)計”課程的教學(xué)目的和任務(wù)，我們擬定了課程設(shè)計的內(nèi)容，部分課程設(shè)計題目如表1所示。課題項目通常具有一定實際的市場需求,所以往往比純粹的驗證性實驗更具有吸引力。

表1 課程設(shè)計部分題目

通過課程設(shè)計，學(xué)生不僅學(xué)會了如何設(shè)計測量電路，同時還學(xué)會了如何應(yīng)用相應(yīng)的仿真軟件，學(xué)校為此配合學(xué)生加大實驗室的開放力度,鼓勵學(xué)生多走進實驗室,多動手,提高自己的實踐能力。

2) 課程設(shè)計考核方式

(1) 任務(wù)分配—對學(xué)生進行分組,以小組為單位完成課題，每小組含2-4人，自由組合和選題。每個組員負責(zé)一個項目的不同環(huán)節(jié)，通過這種方式使學(xué)生學(xué)會分工合作,遇到問題相互討論切磋。通過團隊協(xié)作完成課題, 同時也培養(yǎng)了學(xué)生良好的合作能力和團隊意識。

(2) 成績評定—同一個課題，以小組為單位打分，在組內(nèi)分出優(yōu)良中差等不同的檔次，再在不同小組間進行橫向比較，給出最終的成績，從而使考核成績更合理。

3 教學(xué)效果分析

經(jīng)過近兩個學(xué)年的教學(xué)實踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情明顯提高，對于繁瑣的公式和枯燥的理論不再感到束手無策，學(xué)生的期末成績優(yōu)良率有較大提高，不及格率明顯降低，說明理論教學(xué)和實踐教學(xué)的各個環(huán)節(jié)在一定程度上均有改進，學(xué)生評教滿意度保持在95%以上，表2為2015年我校教務(wù)處關(guān)于2012級檢測技術(shù)及儀器專業(yè)42名學(xué)生網(wǎng)上評教結(jié)果，數(shù)據(jù)表明，教學(xué)方法的改進對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與自主學(xué)習(xí)能力提高起到積極作用，帶動了教學(xué)質(zhì)量的提升。

4 結(jié)語

本文介紹了我院“傳感器原理與設(shè)計”課程理論教學(xué)與實踐教學(xué)中存在的問題以及該課自身的特點,在理論教學(xué)、實踐教學(xué)及考核的方式方法上做了一些有意義的嘗試與探討。目的是為學(xué)生營造一個積極、主動的學(xué)習(xí)氛圍,有助于學(xué)生理解所學(xué)的知識并發(fā)現(xiàn)他們所學(xué)知識的意義。從而把知識傳授的過程變成學(xué)生主動探究、動手動腦、團結(jié)合作、體驗成功的過程,最終達到了提高學(xué)生的綜合技術(shù)應(yīng)用能力的教學(xué)目的。

表2 2012級檢測技術(shù)及儀器專業(yè)網(wǎng)上評教結(jié)果

[1] 趙燕. 傳感器原理及應(yīng)用[M] .北京: 北京大學(xué)出版社, 2011

[2] 呂勇軍, 傳感器技術(shù)實用教程[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2012.

[3] 張鵬,吳東艷,張凌志. 項目教學(xué)法與傳感器課程改革探索[J].北京：中國電力教育, 2014,30(5):78-79

[4] 向友君,周文坤.淺議傳感器原理和應(yīng)用課程的教學(xué)改革[J].長春：長春教育學(xué)院學(xué) 報,2011, 27(10):77-78

[5] 黃旌,韓梅,李猛,陳璞.“雙向五步式”教學(xué)法在“傳感器技術(shù)”教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 北京：中國電力教育，2012(16)：56-57

Reform of Stereoscopic Teaching Mode of the Sensor Principle and Design Course

JIN Mei1, ZHANG Li-guo1, JIN Ju2

(1.Electricalengineeringinstitute,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004China2.SchoolofCivilEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401China)

To promote the project teaching idea, in view of the current teaching situation and characteristics of Sensor Principle and Design course in universitys, this paper proposes the reform of the stereoscopic teaching mode of the course, which improves the tecahing method from the aspects of theoretical teaching content, practical teaching content and curriculum testing pattern. The students′ learning quality is improved by the distribution of students′ test scores and the results of online evaluation by two years.

2015-09-14;

2015-12-02

金 梅(1977-)，女，博士，副教授，主要從事信號檢測與處理專業(yè)相關(guān)教學(xué)和科研工作，E-Mail:meijin297@126.com 張立國(1978-)，男，博士，副教授，主要從事信息處理專業(yè)相關(guān)教學(xué)和科研工作，E-Mail:zlgtime@163.com

TM93

A

1008-0686(2016)04-0048-03