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摘 要:《传感器原理与应用》是一门与工程实践紧密联系的课程。针对该门课程的知识面广和实践性强的特点,结合本校教学与实验的实际情况,对该门课程的授课内容和方法改革进行探讨。
关键词:传感器原理及应用 教学改革 教学内容
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(b)-0194-01
传感器是实现现代化测量和自动控制的主要环节,是信息采集的重要部件,同时也是现代信息产业的源头,又是信息社会赖以生存和发展的物质与技术的基础。如果没有精度高和性能可靠的传感器,没有先进的传感器技术,那么信息的准确获取将无从谈起,信息技术与计算机技术将成为无源之水。传感器技术成为现代科学领域中极其重要的学科之一[1]。
我们学校物理系的应用物理和光信两个专业都开设了《传感器原理与应用》这门课程。目的是通过对传感器的原理、结构以及相关测量电路的介绍,使学生掌握非电量检测技术及相关测量方法,能对实际的检测系统提出合理的方案,并选择合理的检测器件和系统方案进行检测。该课程的许多传感器在该专业的后续课程,如《无损检测技术》、《光学传感技术》等都有非常大的作用。由于这个课程与后续课程密切相关,所以教学质量的好坏,直接影响后续教学质量的好坏。
1 目前《传感器原理与应用》教学中存在的问题
《传感器原理与应用》这门课的特点是知识覆盖面广、课程内容多且分散、更新速度快、实践性强。近年来“以教师为中心”的教学特点是由教师通过讲授、板书以及教学媒体的辅助,把教学内容传递或者灌输给学生。在这种学生被动的教学模式下,学生对知识的理解和吸收效率较低。学生逐渐养成一种被动的接受,拒绝思考、不爱提问的不良现状。此外,在实验教学方面,简单的验证性实验把学生培养成按照实验手册步骤按部就班的操作人员。实验的考核以实验报告为依据,而大多数实验报告内容是些记录和抄写工作,学生对这样的动手机会不重视。这种教学过程继续下去会严重的影响学生主动性和创造性、不利于学生的创新思维和能力的培养。因此必须换掉落伍的教学观念,采用新的教学新模式,转变教与学的关系,突出学生的主体地位。
2 教学内容与方法的改革
2.1 教学内容分层组织
将课程体系与内容的展开“层次化”,把该课程划分为“理论教学模块”和“实践教学模块”两个模块。我们把理论教学模块划分为五个层次[2]:传感器的一般概念、数学基础与数学模型、传感器原理的分析、测量电路的分析、系统的分析和设计。使课程内容的实施按由浅入深、由基础到研究的秩序进行,逐步“递进化”。同时,实验教学模块划分为三个层次[3]:基础验证性实验、综合设计性实验、研究与创新性实验,也是逐步“递进化”。“理论教学模块”和“实践教学模块”两个模块紧密结合,激发学生学习兴趣。理论课结束后,应积极开展实验教学。首先进行验证性实验,加深对传感器特性和使用情况的掌握;接下来进行综合设计性实验,活跃学生们的设计思想,强化其实验设计的能力;最后进行研究与创新性实验,对学生进行科研基础训练,进一步提高其科学研究素质,培养学生的创新能力。
2.2 采用灵活多样的授课方法,将讲授的内容与生活应用相联系
主要采用多媒体教学、模型教学、网络教学以及项目式教学多种手段。在教学过程中,把课堂搬到校外,要求学生进行多种传感器的市场和实际应用情况调研,并就调研的结果进行全班交流,变被动式学习为主动学习。
2.3 讲授与课程设计相结合
为了把传感器原理这门课从应试课程转变为一种实践工具,在教学计划中增加了2周的综合课程设计。通过综合课程设计,学生可以利用课堂上讲授的传感器原理知识,设计各种传感器,或者选用多种传感器设计实际的工程系统。这样学生有了充分的时间来培养实践能力。
2.4 开展多样的科技竞赛活动
在教学过程中,引导学生参加课外科技活动。不仅可以激发广大学生刻苦钻研、勇于创新的精神,同时也有利于深入开展创新人才的培养。如本校的大学生课外科技创新计划项目,就为学生提供了一个创新实践的平台。学生利用所学的传感器知识,申请到了多个有创意的课题。
2.5 探索项目式教学模式
以企业实际项目开发为背景,或者结合教师科研项目,使学生“做中学”、“学中用”。在课程教学过程中,采取以企业实际问题为导向,以专题研究报告、研究性实验报告等为载体的探索式学习模式,培养学生从工程全局出发,综合运用多学科知识、技术和软件工具解决工程实际问题的能力和综合素质。目前我们已与天津耀辉光电公司等单位建立了实习基地,让学生到企业做课程设计;或者聘请有企业经验的开发人员来学校直接指导实验和课程设计环节的教学过程,让学生将书本知识进行实践化、加深对课本的理解并应用到实践中。
3 结语
针对目前《传感器原理与应用》课程教学中存在的问题,通过调整授课内容的组织形式和方法,充分发挥学生的主体地位,激发学生的学习兴趣和潜能;通过开展科技竞赛、项目教学,强化实验和课程设计等来提高课堂教学质量,同时要培养学生的动手能力和创造性解决问题的能力。
参考文献
[1] 王化祥,张淑英.传感器原理与应用[M].天津:天津大学出版社,2008.
[2] 向丹.传感器原理及应用教改新探[J].广东技术师范学院学报,2008,(6):89-91.
[3] 尤源,刘成林,沈法华.传感器开放实验的探析[J].装备制造技术,2010,(8):202-204.
关键词:传感器原理及应用 教学改革 教学内容
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(b)-0194-01
传感器是实现现代化测量和自动控制的主要环节,是信息采集的重要部件,同时也是现代信息产业的源头,又是信息社会赖以生存和发展的物质与技术的基础。如果没有精度高和性能可靠的传感器,没有先进的传感器技术,那么信息的准确获取将无从谈起,信息技术与计算机技术将成为无源之水。传感器技术成为现代科学领域中极其重要的学科之一[1]。
我们学校物理系的应用物理和光信两个专业都开设了《传感器原理与应用》这门课程。目的是通过对传感器的原理、结构以及相关测量电路的介绍,使学生掌握非电量检测技术及相关测量方法,能对实际的检测系统提出合理的方案,并选择合理的检测器件和系统方案进行检测。该课程的许多传感器在该专业的后续课程,如《无损检测技术》、《光学传感技术》等都有非常大的作用。由于这个课程与后续课程密切相关,所以教学质量的好坏,直接影响后续教学质量的好坏。
1 目前《传感器原理与应用》教学中存在的问题
《传感器原理与应用》这门课的特点是知识覆盖面广、课程内容多且分散、更新速度快、实践性强。近年来“以教师为中心”的教学特点是由教师通过讲授、板书以及教学媒体的辅助,把教学内容传递或者灌输给学生。在这种学生被动的教学模式下,学生对知识的理解和吸收效率较低。学生逐渐养成一种被动的接受,拒绝思考、不爱提问的不良现状。此外,在实验教学方面,简单的验证性实验把学生培养成按照实验手册步骤按部就班的操作人员。实验的考核以实验报告为依据,而大多数实验报告内容是些记录和抄写工作,学生对这样的动手机会不重视。这种教学过程继续下去会严重的影响学生主动性和创造性、不利于学生的创新思维和能力的培养。因此必须换掉落伍的教学观念,采用新的教学新模式,转变教与学的关系,突出学生的主体地位。
2 教学内容与方法的改革
2.1 教学内容分层组织
将课程体系与内容的展开“层次化”,把该课程划分为“理论教学模块”和“实践教学模块”两个模块。我们把理论教学模块划分为五个层次[2]:传感器的一般概念、数学基础与数学模型、传感器原理的分析、测量电路的分析、系统的分析和设计。使课程内容的实施按由浅入深、由基础到研究的秩序进行,逐步“递进化”。同时,实验教学模块划分为三个层次[3]:基础验证性实验、综合设计性实验、研究与创新性实验,也是逐步“递进化”。“理论教学模块”和“实践教学模块”两个模块紧密结合,激发学生学习兴趣。理论课结束后,应积极开展实验教学。首先进行验证性实验,加深对传感器特性和使用情况的掌握;接下来进行综合设计性实验,活跃学生们的设计思想,强化其实验设计的能力;最后进行研究与创新性实验,对学生进行科研基础训练,进一步提高其科学研究素质,培养学生的创新能力。
2.2 采用灵活多样的授课方法,将讲授的内容与生活应用相联系
主要采用多媒体教学、模型教学、网络教学以及项目式教学多种手段。在教学过程中,把课堂搬到校外,要求学生进行多种传感器的市场和实际应用情况调研,并就调研的结果进行全班交流,变被动式学习为主动学习。
2.3 讲授与课程设计相结合
为了把传感器原理这门课从应试课程转变为一种实践工具,在教学计划中增加了2周的综合课程设计。通过综合课程设计,学生可以利用课堂上讲授的传感器原理知识,设计各种传感器,或者选用多种传感器设计实际的工程系统。这样学生有了充分的时间来培养实践能力。
2.4 开展多样的科技竞赛活动
在教学过程中,引导学生参加课外科技活动。不仅可以激发广大学生刻苦钻研、勇于创新的精神,同时也有利于深入开展创新人才的培养。如本校的大学生课外科技创新计划项目,就为学生提供了一个创新实践的平台。学生利用所学的传感器知识,申请到了多个有创意的课题。
2.5 探索项目式教学模式
以企业实际项目开发为背景,或者结合教师科研项目,使学生“做中学”、“学中用”。在课程教学过程中,采取以企业实际问题为导向,以专题研究报告、研究性实验报告等为载体的探索式学习模式,培养学生从工程全局出发,综合运用多学科知识、技术和软件工具解决工程实际问题的能力和综合素质。目前我们已与天津耀辉光电公司等单位建立了实习基地,让学生到企业做课程设计;或者聘请有企业经验的开发人员来学校直接指导实验和课程设计环节的教学过程,让学生将书本知识进行实践化、加深对课本的理解并应用到实践中。
3 结语
针对目前《传感器原理与应用》课程教学中存在的问题,通过调整授课内容的组织形式和方法,充分发挥学生的主体地位,激发学生的学习兴趣和潜能;通过开展科技竞赛、项目教学,强化实验和课程设计等来提高课堂教学质量,同时要培养学生的动手能力和创造性解决问题的能力。
参考文献
[1] 王化祥,张淑英.传感器原理与应用[M].天津:天津大学出版社,2008.
[2] 向丹.传感器原理及应用教改新探[J].广东技术师范学院学报,2008,(6):89-91.
[3] 尤源,刘成林,沈法华.传感器开放实验的探析[J].装备制造技术,2010,(8):202-204.