高職高專《傳感器與檢測技術(shù)》課程教學(xué)研究

進(jìn)入21世紀(jì)以來，新一代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等多技術(shù)的融合，可以實(shí)現(xiàn)對一切物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控與管理，提高物與物、物與人、人與人的互聯(lián)互通，全面感知和利用信息能力，從而能夠極大提高政府管理和服務(wù)的能力，極大提升人民群眾的物質(zhì)和文化生活水平，而傳感器與檢測技術(shù)是以上所述信息融合的關(guān)鍵，所以我們有必要深入地掌握這門課程。
為了達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)技能人才的目的，依據(jù)教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》的指導(dǎo)思想，改革教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，將“教、學(xué)、做”有機(jī)地融為一體，對本門課程的教學(xué)在進(jìn)行了充分調(diào)研、論證的基礎(chǔ)上進(jìn)行了有效的改革，在教給學(xué)生知識的同時(shí)，強(qiáng)化對學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生的積極性、分析問題和解決問題的能力得到了較大提高，取得了比較好的教學(xué)效果。
1.理論教學(xué)的改革
1.1教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化
傳感器與檢測技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱，廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究的各個(gè)方面。本課程除傳感器與檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識外,還包括許多其它學(xué)科的變量，這些變量可以是物理量、化學(xué)量或是生物量等，所以就要求我們掌握不同變量的檢測原理、方法與技術(shù)等知識。因此，學(xué)生剛接觸本課程時(shí)通常會感覺很抽象、知識枯燥、不容易學(xué)好。為了充分調(diào)動學(xué)生的積極性，很好地掌握本門課程，我們對《傳感器與檢測技術(shù)》進(jìn)行了課程教學(xué)改革。
由于《傳感器與檢測技術(shù)》的教學(xué)內(nèi)容比較繁雜，在教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)無法做到詳細(xì)講解，而且在日常的實(shí)際應(yīng)用中，不同的行業(yè)和不同的場合所使用的傳感器也各有不同。根據(jù)傳感器的特點(diǎn)，可以將教學(xué)內(nèi)容改為項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)，以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為尺度，理論少而精，加強(qiáng)理論與實(shí)際的統(tǒng)一，兼顧原理性與實(shí)用性、傳統(tǒng)性與新型性。為此，本人精選教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐編寫了由哈爾濱工程大學(xué)出版社于2011年1月份出版的《傳感器與檢測技術(shù)》的教材。本教材采用“以案例導(dǎo)入教學(xué)”的模式，將不同原理的傳感器分為不同的項(xiàng)目單元，在對基本的工作原理講解的同時(shí)，緊密結(jié)合實(shí)際，援引大量鮮明、實(shí)用的案例進(jìn)行分析說明，加強(qiáng)教學(xué)過程的實(shí)踐性、開放性和職業(yè)性，大力推行工學(xué)結(jié)合，突出實(shí)踐能力培養(yǎng)。
傳感器與檢測技術(shù)主要內(nèi)容包括測量基礎(chǔ)知識項(xiàng)目、傳統(tǒng)型和新型項(xiàng)目模塊，其中傳統(tǒng)型項(xiàng)目模塊又分為：電阻式、電容式、電感器、磁敏式、壓電式和熱電式。新型項(xiàng)目模塊分為：光電式、數(shù)字式和智能式。除此以外，本教材還添加了課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容，研究不同類型傳感器的同時(shí)，結(jié)合實(shí)際讓學(xué)生去思考在不同的條件下，對傳感器有何要求，應(yīng)選擇何種類型的傳感器。同時(shí)，教材配備了大量的工業(yè)實(shí)例，可以讓學(xué)生自己動手設(shè)計(jì)比較簡單的項(xiàng)目，從而能夠體現(xiàn)“做中學(xué)、做中教”的高職教育特點(diǎn)。
在具體的教學(xué)過程中，傳統(tǒng)型傳感器的教學(xué)我們依然可以采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，但是對于一些新技術(shù)、新知識或相對比較簡單的內(nèi)容，如“傳感器基礎(chǔ)”“生物傳感器”等這些內(nèi)容可以采用多媒體教學(xué)，也可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境與資源，讓學(xué)生自學(xué)。比如，學(xué)生可以在我院校園網(wǎng)上的“傳感器與檢測技術(shù)精品課程網(wǎng)”網(wǎng)頁上查詢與本課程相關(guān)的多項(xiàng)資料，也可以查詢國內(nèi)外本專業(yè)的技術(shù)期刊和網(wǎng)站，從而獲得許多在課堂上沒有涉及到的知識。
1.2教學(xué)方法的改革
教學(xué)方法既包括教師的教法，也包括學(xué)生的學(xué)法。實(shí)踐表明，教師如能選擇出適合學(xué)生特點(diǎn)和教材內(nèi)容的教學(xué)方法，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)積極性能夠得到很大程度的提高。
傳統(tǒng)型教學(xué)方法一般注重知識的傳授，習(xí)慣于用注入式、“填鴨式”的方式去增加學(xué)生的知識，而后在教學(xué)的過程中再安排5-6個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣的方法不僅不能讓學(xué)生有效地掌握課堂所學(xué)，也不能有效地鍛煉學(xué)生的實(shí)際動手操作能力，最終導(dǎo)致學(xué)生理論和實(shí)踐的脫節(jié)。針對這種情況，我們可以采用“四位一體式”的教學(xué)，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)等計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)多種教學(xué)手段相融合，真正達(dá)到理論和實(shí)踐的最好結(jié)合。
1.2.1“四位一體式”教學(xué)法
“四位一體式”教學(xué)方法也就是對教材的部分內(nèi)容采取有組織的自學(xué)、分組討論、集中提問答辯、課堂考察四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行的一種教學(xué)方法，著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，構(gòu)建了教師、教法、課堂、評價(jià)的課堂教學(xué)改革模式。該模式以教師教學(xué)理念的變革為引領(lǐng)，通過多種方法、多樣課堂、多元評價(jià)的綜合運(yùn)用，讓有限的課堂時(shí)間發(fā)揮出最大的效益與培養(yǎng)功效，形成課堂特色，為提升教育教學(xué)水平和質(zhì)量發(fā)揮更大作用。這種方法可以保證以學(xué)生為主體，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自己思考、自己提問、自己解答，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)造能力。
1.2.2在教學(xué)手段上，注意使用現(xiàn)代科技設(shè)備
《傳感器與檢測技術(shù)》課程知識點(diǎn)和工程實(shí)例都比較多，學(xué)生學(xué)起來枯燥。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，便于課堂教學(xué)和學(xué)生自學(xué)，我們編寫了《傳感器與檢測技術(shù)》的多媒體CAI課件，并且與課程相關(guān)資料一起掛在網(wǎng)上。利用現(xiàn)代化科技設(shè)備進(jìn)行教學(xué)，不但可以讓教學(xué)內(nèi)容變得生動、形象、系統(tǒng)、直觀，而且能夠充分調(diào)動師生的積極性，使多種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合起來。教師選擇最優(yōu)的教法進(jìn)行教、學(xué)生選擇最優(yōu)的學(xué)法進(jìn)行學(xué)，從而獲得最優(yōu)的教學(xué)效果。例如，在介紹智能傳感器的功能和特點(diǎn)時(shí)，采用多媒體課件，在大屏幕上顯示智能機(jī)器人的工作狀態(tài)，學(xué)生能夠快速熟悉所講知識點(diǎn)。
2.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革
在教學(xué)過程中，將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容由傳統(tǒng)的12個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)調(diào)整為18個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，一周實(shí)訓(xùn)和一周課程設(shè)計(jì)，并且鼓勵(lì)學(xué)生參加全國各種類型的電子設(shè)計(jì)大賽。傳統(tǒng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要是在教學(xué)過程中穿插安排5-6個(gè)原理性和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，沒有一些應(yīng)用性和綜合性的實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)際操作的積極性不高、實(shí)驗(yàn)效果不好。針對這種情況，結(jié)合職業(yè)院校人才培養(yǎng)目標(biāo)，積極改善實(shí)驗(yàn)室條件，購置YUY系列傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺，大量增加實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)。
實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)選擇工程實(shí)踐中最通用的參數(shù)測量案例和實(shí)訓(xùn)為主線，每個(gè)理論知識點(diǎn)講授完成后，教師編寫具有工程應(yīng)用背景的實(shí)訓(xùn)，與之相配套。由4～6個(gè)學(xué)生組成一個(gè)項(xiàng)目組，以組為單位組織實(shí)訓(xùn)。針對所學(xué)內(nèi)容，無論是常規(guī)實(shí)訓(xùn)，還是綜合應(yīng)用性實(shí)訓(xùn)，全部由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，自己處理數(shù)據(jù)，教師只做輔導(dǎo)。另外，可以讓有興趣的學(xué)生完成自主類綜合應(yīng)用性實(shí)訓(xùn)，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、模擬實(shí)景、組成虛擬測量系統(tǒng)，完成實(shí)訓(xùn)。
3.考核方式的改革
傳統(tǒng)的考核方式一般是以理論考試為主。考題側(cè)重于基礎(chǔ)知識，例如傳感器的工作原理和典型的測量電路，這樣導(dǎo)致有些學(xué)生分?jǐn)?shù)較高但是不會實(shí)際應(yīng)用，針對這種情況，我們對本門課程的考核方式作了改革。
改革后的考核可以分成三個(gè)方面，基礎(chǔ)知識考核、實(shí)踐能力考核和平時(shí)成績考核。
基礎(chǔ)知識考核可以采用“試題庫”的形式，由專業(yè)教師根據(jù)教學(xué)大綱編制出“傳感器與檢測技術(shù)試題庫”。試卷內(nèi)容包括基本概念的理解和應(yīng)用。
實(shí)踐能力考核分為三部分，常規(guī)實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用性實(shí)訓(xùn)和自主性綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)。根據(jù)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中所反映的對基本知識的掌握程度、設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新意識進(jìn)行考核。
平時(shí)成績考核主要包括平時(shí)提問、作業(yè)、出勤的考核。
各個(gè)考核部分可以結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)分配各自所占的比例。
改革考核方法能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)的改革，真正融“教、學(xué)、做”為一體。通過兩個(gè)學(xué)期的實(shí)踐證明，教學(xué)效果明顯提升，將繼續(xù)探索教學(xué)改革之路。
綜上所述，針對《傳感器與檢測技術(shù)》課程的應(yīng)用性較強(qiáng)的特點(diǎn)，我們采取的教材、實(shí)踐、手段三個(gè)方面相結(jié)合的方式有效地激發(fā)了學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c教學(xué)過程，教學(xué)效果非常明顯。