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摘 要：传感器是电子信息工程专业的一门重要课程，为了更好地培养应用型人才，我们将任务驱动法应用在传感器课程教学改革中，现已取得了初步成效。
关键词：任务驱动法 ； 传感器 ； 教学改革
1 引言
信息革命的三大重要支柱是信息的采集、传输和处理，而传感器及测试技术是信息领域的源头技术，传感器技术的发展促使智能设备在工业自动化生产和社会生活中扮演着越来越重要的角色，所以这门课程是电子信息类专业的必修科目之一。作为一所独立院校，湖北大学知行学院以培养应用型人才为主，结合电信专业的培养目标，我校电子教研室整合了本校的实验资源，进行传感器课程教学改革以提高学生的工程实践能力，现已取得初步成效。
2 传统传感器教学模式面对的主要问题
学生的实践能力、自学能力、创新能力是应用型人才的培养的核心，传统的传感器教学主要存在以下几个方面的问题：
第一，侧重理论教学，忽视学生实践能力的培养，难以达到应用型人才的培养要求。传感器种类繁多，老师在教学中通常遵循教材内容，逐一讲解传感器的基础知识、检测理论、弹性元件以及电阻、电感、磁电等上十种传感器的工作原理及应用；同时，实验也是以验证性实验为主。这样的教学模式，不仅耗费了大量课时，更重要的是学生掌握的是零散的知识点，没能通过项目设计实践对传感器以及相关课程有综合应用。
第二，教学内容滞后于现行传感器检测技术。社会对各种电子设备智能化、集成化的迫切需求使得传感器检测技术的发展十分迅猛，新材料、新技术、新的检测理论层出不穷，而目前教材的内容还局限于21世纪初、中期。学生在这些旧知识的学习中消耗了大量的时间，有限的课时里，本应重点讲解的主流知识却往往只能一带而过。
第三，教学过程不够直观生动，学生兴趣缺失。传感器课程的教学在大三完成，此前学生已经学习了模拟电路、数字电路、单片机等相关专业知识。与这些科目相比，传感器课程入门较易，而且教师在课堂上往往只能放幻灯片帮助学生了解传感器及其应用，缺乏与实际器件接触，所以在学期过半后，学生学习的积极性会有一定程度的下降。显然，这种状态对于传感器课程的学习极为不利。
3 任务驱动法在传感器教学中的应用
所谓“任务驱动法”是指在教学活动中以学生为中心，教师引导学生围绕一个任务进行主动学习。在强烈的问题动机驱动下，学生相互协作、主动探寻解决问题的方法，在不断获得成就感的同时，更大地激发学生的求知欲，形成良性循环。[1]该教学方案的优点是能够有效地培养学生的独立分析问题 、解决问题的能力 、自学能力和实践动手能力。
3.1围绕任务的实现设置教学活动
常规传感器教学是逐章解释各种类型的传感器，每一章的内容都是遵循原理、测量电路、应用这三大环节讲解。由于每一种传感器的测量原理都是将非电量转化成传感器参数的变化，然后通过测量电路检测、筛选，所以易于掌握。而测量电路也主要是桥式电路，差动变化，这些内容学生在电路、模拟电路和数字电路等相关课程中都已经学习过。所以，随着课程的深入，当学生对这门课程的新鲜感降低时，他们学习的积极性就会减退。任务驱动法这种教学模式应完全打破传统的教学模式，通过任务的实现过程来组织相关教学内容的教学进度。现以电子秤制作为例，任务驱动法教学按以下步骤实现：
（1）设置任务
制作一个电子秤，要求测量范围2kg，分辨力1k，测量精度0.5RD±1字，并用液晶显示。这个设计与学生的实际生活较为接近，具有较高的实际意义，激发了他们的求知欲，使之有目标地学习。
（2）确定设计方案，引入新知识
首先简介电子秤是将压力转化成数字信号的装置，然后将全班学生分组，要求每一组提出自己的设计方案，选取其中的一个方案进行教学，起到抛砖引玉的作用。电子秤的设计方案如图1所示：
图1 电子秤设计方案
在图1中第一个环节，压力转化为电信号可以采用电阻式、压阻式、电容式、压电式等多种传感器，老师在教学中先重点讲解电阻式传感器的工作原理、结构和测量电路。而后面的三个环节不仅是学生已经学习过的旧知识，而且可以采用多种方法实现，老师只做适当指导，将学生分组，并要求各小组拿出不同的设计方案，以此激发学生主动融合新旧知识，初步培养他们开放的设计思想。
（3）任务拓展
当设计电路通过仿真实现后，再要求学生采用压阻、电容等其它传感器实现设计目标，并要求学生对比各种传感器的优缺点，最终以电子秤这一个任务实现了多种传感器的学习。当然，老师在教学主要讲解传感器的相关知识，其它部分的设计只做简单指导，鼓励学生在设计中充分利用图书馆资源，自己查找相关资料，训练他们科研的能力。
3.2调整理论课与实验课的时间
任务驱动法是以学生为教学活动的主体，将传统的以课本教材为中心转变成以“完成任务”为中心，整个教学的重心从课堂教学转移到实验室操作。所以我们将总学时的1/2作为实验课时，并利用开放实验室满足学生的需要。[2]为了鼓励学生思考、自学、相互交流，我们将各班学生分成若干小组，每组安排5到6人，做到高低成绩的学生皆有，将他们组成一个团队，学习较好的组长分配任务。当任务完成后，由老师和学生根据设计系统的可靠性、稳定性和难易程度共同进行评分。对评分最高的设计方案由学校提供全部经费制成实物，其它方案则提供1/2的实验经费，通过这种方法既可在学生中实现有序竞争，又能为我校培养选拔参加电子设计大赛的优秀学生。同时，我系拥有PCB制版、焊接等相关实验室，这些实验室实现开放管理，学生可在课余进行相关实验，极大地提高了自身的工程实践能力，弥补了课堂时间的不足。
3.3分阶段设置合理任务
传感器的应用范围广泛，可以在教学中采用的有电子温度计、电子秤、测距仪、测厚仪、流量计、机器狗、智能小车、智能机器人等。在整个课程的学习过程中，可结合教学内容和学生能力由易到难安排2到3个任务。任务安排要使学生觉得有一定难度，但最终能通过自己的努力完成，并在这个过程中获得成就感，提高自信心。最终学生如果时间有限可以只重点完成一个实物，其它的任务用仿真完成。
4结束语
任务驱动法在传感器教学中的应用，深化了本专业的教学改革，改变了传统的教学观念和模式，使学生在“学中做，做中学”。实践证明，这种教学模式培养了学生的自学能力、提高了学生的实践能力，符合应用型人才的培养目标，并使教学资源得到了最大利用。我系通过这种方式选拔的学生在2010年大学生电子设计大赛中获得了二等奖，当然我们在这方面的探索和尝试才刚刚起步，未来还需不断努力。
参考文献
[1]刘国光，任务驱动法在单片机教学中的应用[J]，高等教育研究学报，2004，27[4]：74-75
[2]徐志成，传感器与自动检测技术课程实践教学改革研究[J]，科技创新报道，2011,188
关键词：任务驱动法 ； 传感器 ； 教学改革
1 引言
信息革命的三大重要支柱是信息的采集、传输和处理，而传感器及测试技术是信息领域的源头技术，传感器技术的发展促使智能设备在工业自动化生产和社会生活中扮演着越来越重要的角色，所以这门课程是电子信息类专业的必修科目之一。作为一所独立院校，湖北大学知行学院以培养应用型人才为主，结合电信专业的培养目标，我校电子教研室整合了本校的实验资源，进行传感器课程教学改革以提高学生的工程实践能力，现已取得初步成效。
2 传统传感器教学模式面对的主要问题
学生的实践能力、自学能力、创新能力是应用型人才的培养的核心，传统的传感器教学主要存在以下几个方面的问题：
第一，侧重理论教学，忽视学生实践能力的培养，难以达到应用型人才的培养要求。传感器种类繁多，老师在教学中通常遵循教材内容，逐一讲解传感器的基础知识、检测理论、弹性元件以及电阻、电感、磁电等上十种传感器的工作原理及应用；同时，实验也是以验证性实验为主。这样的教学模式，不仅耗费了大量课时，更重要的是学生掌握的是零散的知识点，没能通过项目设计实践对传感器以及相关课程有综合应用。
第二，教学内容滞后于现行传感器检测技术。社会对各种电子设备智能化、集成化的迫切需求使得传感器检测技术的发展十分迅猛，新材料、新技术、新的检测理论层出不穷，而目前教材的内容还局限于21世纪初、中期。学生在这些旧知识的学习中消耗了大量的时间，有限的课时里，本应重点讲解的主流知识却往往只能一带而过。
第三，教学过程不够直观生动，学生兴趣缺失。传感器课程的教学在大三完成，此前学生已经学习了模拟电路、数字电路、单片机等相关专业知识。与这些科目相比，传感器课程入门较易，而且教师在课堂上往往只能放幻灯片帮助学生了解传感器及其应用，缺乏与实际器件接触，所以在学期过半后，学生学习的积极性会有一定程度的下降。显然，这种状态对于传感器课程的学习极为不利。
3 任务驱动法在传感器教学中的应用
所谓“任务驱动法”是指在教学活动中以学生为中心，教师引导学生围绕一个任务进行主动学习。在强烈的问题动机驱动下，学生相互协作、主动探寻解决问题的方法，在不断获得成就感的同时，更大地激发学生的求知欲，形成良性循环。[1]该教学方案的优点是能够有效地培养学生的独立分析问题 、解决问题的能力 、自学能力和实践动手能力。
3.1围绕任务的实现设置教学活动
常规传感器教学是逐章解释各种类型的传感器，每一章的内容都是遵循原理、测量电路、应用这三大环节讲解。由于每一种传感器的测量原理都是将非电量转化成传感器参数的变化，然后通过测量电路检测、筛选，所以易于掌握。而测量电路也主要是桥式电路，差动变化，这些内容学生在电路、模拟电路和数字电路等相关课程中都已经学习过。所以，随着课程的深入，当学生对这门课程的新鲜感降低时，他们学习的积极性就会减退。任务驱动法这种教学模式应完全打破传统的教学模式，通过任务的实现过程来组织相关教学内容的教学进度。现以电子秤制作为例，任务驱动法教学按以下步骤实现：
（1）设置任务
制作一个电子秤，要求测量范围2kg，分辨力1k，测量精度0.5RD±1字，并用液晶显示。这个设计与学生的实际生活较为接近，具有较高的实际意义，激发了他们的求知欲，使之有目标地学习。
（2）确定设计方案，引入新知识
首先简介电子秤是将压力转化成数字信号的装置，然后将全班学生分组，要求每一组提出自己的设计方案，选取其中的一个方案进行教学，起到抛砖引玉的作用。电子秤的设计方案如图1所示：
图1 电子秤设计方案
在图1中第一个环节，压力转化为电信号可以采用电阻式、压阻式、电容式、压电式等多种传感器，老师在教学中先重点讲解电阻式传感器的工作原理、结构和测量电路。而后面的三个环节不仅是学生已经学习过的旧知识，而且可以采用多种方法实现，老师只做适当指导，将学生分组，并要求各小组拿出不同的设计方案，以此激发学生主动融合新旧知识，初步培养他们开放的设计思想。
（3）任务拓展
当设计电路通过仿真实现后，再要求学生采用压阻、电容等其它传感器实现设计目标，并要求学生对比各种传感器的优缺点，最终以电子秤这一个任务实现了多种传感器的学习。当然，老师在教学主要讲解传感器的相关知识，其它部分的设计只做简单指导，鼓励学生在设计中充分利用图书馆资源，自己查找相关资料，训练他们科研的能力。
3.2调整理论课与实验课的时间
任务驱动法是以学生为教学活动的主体，将传统的以课本教材为中心转变成以“完成任务”为中心，整个教学的重心从课堂教学转移到实验室操作。所以我们将总学时的1/2作为实验课时，并利用开放实验室满足学生的需要。[2]为了鼓励学生思考、自学、相互交流，我们将各班学生分成若干小组，每组安排5到6人，做到高低成绩的学生皆有，将他们组成一个团队，学习较好的组长分配任务。当任务完成后，由老师和学生根据设计系统的可靠性、稳定性和难易程度共同进行评分。对评分最高的设计方案由学校提供全部经费制成实物，其它方案则提供1/2的实验经费，通过这种方法既可在学生中实现有序竞争，又能为我校培养选拔参加电子设计大赛的优秀学生。同时，我系拥有PCB制版、焊接等相关实验室，这些实验室实现开放管理，学生可在课余进行相关实验，极大地提高了自身的工程实践能力，弥补了课堂时间的不足。
3.3分阶段设置合理任务
传感器的应用范围广泛，可以在教学中采用的有电子温度计、电子秤、测距仪、测厚仪、流量计、机器狗、智能小车、智能机器人等。在整个课程的学习过程中，可结合教学内容和学生能力由易到难安排2到3个任务。任务安排要使学生觉得有一定难度，但最终能通过自己的努力完成，并在这个过程中获得成就感，提高自信心。最终学生如果时间有限可以只重点完成一个实物，其它的任务用仿真完成。
4结束语
任务驱动法在传感器教学中的应用，深化了本专业的教学改革，改变了传统的教学观念和模式，使学生在“学中做，做中学”。实践证明，这种教学模式培养了学生的自学能力、提高了学生的实践能力，符合应用型人才的培养目标，并使教学资源得到了最大利用。我系通过这种方式选拔的学生在2010年大学生电子设计大赛中获得了二等奖，当然我们在这方面的探索和尝试才刚刚起步，未来还需不断努力。
参考文献
[1]刘国光，任务驱动法在单片机教学中的应用[J]，高等教育研究学报，2004，27[4]：74-75
[2]徐志成，传感器与自动检测技术课程实践教学改革研究[J]，科技创新报道，2011,188