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摘要:随着技术本科院校建设的快速发展,传统的教学方法在技术本科教学中已显示出它的不足。本文根据“传感器与检测技术”课程的特点,结合技术本科院校的特点,提出针对该课程的教学方法。
关键词:技术本科;传感器与检测技术;教学方法
作者简介:袁向荣(1972-),女,山东寿光人,山东英才学院机械制造与自动化工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:传感器与检测技术、图像处理等。(山东 济南 250104)
“传感器与检测技术”是自动化和电气专业的主干课程,学生学好该课程,不仅可以提高已学课程知识的综合应用能力,而且为后续课程的学习打下良好的基础,对今后的就业和职业发展都有积极的意义。然而,“传感器与检测技术”具有以下特点:
1.多学科渗透
涉及数学、物理学、力学、电子学、材料学、计算机科学、信号处理等多方面知识,课程所讲授内容相对来说比较分散。
2.计算过程复杂
如信号的分析处理与系统的响应特性等内容,公式推导多,概念难于理解。
3.实践性强
各种传感器、测试仪器的熟悉、测试方法的掌握、测试系统的组建和使用等仅靠传统的理论课堂教学很难达到预期的效果,必须有一定比例的实验课。
4.总学时越来越少,新内容越来越多
技术本科教育的基本特征是培养具有较强技术基础、实践技能和应用能力并服务于生产、建设和管理的第一线技术人才。因此,技术本科课程“传感器与检测技术”的教学改革重点是培养学生的技术应用、技术开发与技术创新能力。
本文针对技术本科院校学生的特点,对传统的教学内容、教学方法进行改革探索和实践,提出“传感器与检测技术”在技术本科教学中的教学方法。
一、改革教学内容,突出重点
目前,技术本科使用的教材一般和普通本科差别不大。对“传感器与检测技术”而言,大部分教材主要讲述各类传感器的机理、结构、测量电路和应用方法,主要包括常用传感器、近代新型传感技术及信号调理电路等内容,教材中关于传感器的实际应用及选择涉及太少。因此,就授课内容而言,不必将教材上的全部内容进行讲授,要针对技术本科院校的特点以及学生的实际情况,整合教学内容,对于那些应用性不强的内容,可以不讲或略讲,这样可以缓解技术本科院校课时少、内容多的矛盾。
鉴于本课程的特点以及技术本科教育的培养目标,确定了本课程教学的基本原则:
(1)合理整合教学内容。
(2)侧重实用,少强调课程内容涉及的学科体系。
(3)教学内容与专业特点相结合,强调学习思路及知识的运用。
(4)理论教学与实践教学环节有机结合。
依照上述原则,我们将课程内容分成以下三大板块:基本理论(信号的分析与处理、测试系统的响应特性)、基本知识(传感器及信号调理、信号显示记录)和工程应用(典型物理量的测量)。由于基本理论这一部分内容理论性强、数学推导多、概念相对深奥,可以略讲,做到学生的知识够用即可;基本知识板块侧重原理、特点、应用和选用注意事项;工程应用分位移测量、转速测量、力与扭矩测量、压力、温度与流量的测量、振动的测量等专题讲授与讨论。
二、激发学生的学习兴趣
人的各种活动都是由一定的动机引发的,学生学习也总是为一定的学习动机所支配。一般说来,动机强度大,学习积极性高,学习的潜能就会得到最好的发挥,学习效率也高,而动机强度小或完全缺乏动机,学习效率就不高。所以,在教学过程中,激发学生的学习兴趣、学习动机至关重要。为了激发学生的学习兴趣,挖掘学生的潜能,培养学生的创新意识和创新能力,提高学生分析和处理实际问题的能力,根据每次讲授内容,教师要能提出符合内容的工程实际案例,以工程应用背景的案例来激发学生的学习兴趣,提高学习效果。
例如,在讲授应变式测力传感器时,结合电子计价秤和汽车衡的工程应用实例,对传感器的结构、类型以及量程、适用条件进行讲解,学生们在听完系统工作情况的介绍后,很快就能说出传感器的工作原理,取得了良好的效果。
三、加强实验,加深理解
“传感器与检测技术”的教学内容与实验密切相关,本课程的每一节理论课中均或多或少地包含了部分实践教学内容,它的设计思想是基于理论联系实际,通过一系列的实训使学生基本掌握各种常用传感器的结构、性能特点及其在工程测量和检验中的应用;会分析和排除各种可能出现的故障;并通过设计型实训来开发学生们的创新潜能。传统的传感器实验教学大多是验证性的,与工程实践脱节严重,不适合技术本科培养目标的要求。在教学过程中,采用“现场演示教学法”,将大量的对应实物带到课堂,并拆开让学生看内部结构。在理论课上,进行接线、通电调试、输出信号测试等,学生派代表轮流参与演示教学,虽然有时会遇到困难或烧毁器件,但学生在挫折中学到了操作技能,到企业后,就能较快地掌握相应的设备,未轮到的学生在观看的过程中,也得到深刻的印象,再对照课本的理论知识,就能较好地掌握这堂课的内容。
随着计算机技术、信息技术和网络技术的发展,传感器技术与应用也飞速发展,因此,将虚拟仪器技术引入传感器实验教学,既提升了实验设备的水平,又大大节约了学校更新实验设备所需的资金,而且通过综合性实验为提高学生全面运用所学知识的能力创造了良好的实验条件。从新实验环节中可以看到,虚拟仪器实验具有传统仪器不具备的独特优势,如无需再给每个实验组配备示波器,用软件方法计算电机旋转频率和转速等。
四、工学结合,突出实践
工学结合是保障实践教学取得良好成效的重要手段,实践课程内容要与理论课程内容相结合,注重实验、实训和实习课程的系统性、完整性,强调在传感器理论指导下进行传感器的实践训练,正确处理专业理论教学和专业实践之间的关系。
在教学中采取了工学结合的项目式实践教学改革,以实训项目为单元,采用教、学、做三位一体的项目式教学法。在实训室利用各种传感器实物来教,增强直观形象性,以吸引学生的注意力,让学生在实训台上进行一定的操作,在学中做,以激发学生的学习兴趣,再到相关企业去实践,由企业的技术骨干进行指导,弄清传感器的应用情况,以及检测系统的集成情况,通过让学生进行一定的实际操作,达到培养学生职业技能的目的。这种教学方法取得了明显的成效,使学生的学习积极性大大提高,更好地培养了他们的动手能力。
总之,技术本科教学要突出学生动手能力和岗位能力,并初步具有从事检测和控制系统工作的能力,掌握工业中常用的各种传感器技术、测量技术、综合应用技术等内容,从而提高就业中的竞争力。在教学过程中,应坚持理论与实践相结合,加强实践教学,注重实际应用能力的培养。
五、结束语
“传感器与检测技术”是一门实践性很强、应用面很宽的专业基础课程,在技术本科教学中,应工学结合、加强实践教学、注重实际应用能力培养的教学模式,配合企业实际进行集中实习、结合项目开发进行课程设计等。在教学过程中,其内容和方法还需不断改革和完善,我们将继续进行探索,为培养高质量的应用型人才而努力。
参考文献:
[1]陈国初,等.技术本科电气工程及自动化专业实验教学改革[J].电气电子教学学报,2008,(6).
[2]陈炜峰.传感器与检测技术课程改革的实践[J].高校教育研究,2008,(12).
[3]姜利英,等.传感器原理及应用课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2009,(1).
[4]朱成杰,等.《感测技术》课程教学方法的探讨与改革[J].中国科技信息,2009,(5).
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:技术本科;传感器与检测技术;教学方法
作者简介:袁向荣(1972-),女,山东寿光人,山东英才学院机械制造与自动化工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:传感器与检测技术、图像处理等。(山东 济南 250104)
“传感器与检测技术”是自动化和电气专业的主干课程,学生学好该课程,不仅可以提高已学课程知识的综合应用能力,而且为后续课程的学习打下良好的基础,对今后的就业和职业发展都有积极的意义。然而,“传感器与检测技术”具有以下特点:
1.多学科渗透
涉及数学、物理学、力学、电子学、材料学、计算机科学、信号处理等多方面知识,课程所讲授内容相对来说比较分散。
2.计算过程复杂
如信号的分析处理与系统的响应特性等内容,公式推导多,概念难于理解。
3.实践性强
各种传感器、测试仪器的熟悉、测试方法的掌握、测试系统的组建和使用等仅靠传统的理论课堂教学很难达到预期的效果,必须有一定比例的实验课。
4.总学时越来越少,新内容越来越多
技术本科教育的基本特征是培养具有较强技术基础、实践技能和应用能力并服务于生产、建设和管理的第一线技术人才。因此,技术本科课程“传感器与检测技术”的教学改革重点是培养学生的技术应用、技术开发与技术创新能力。
本文针对技术本科院校学生的特点,对传统的教学内容、教学方法进行改革探索和实践,提出“传感器与检测技术”在技术本科教学中的教学方法。
一、改革教学内容,突出重点
目前,技术本科使用的教材一般和普通本科差别不大。对“传感器与检测技术”而言,大部分教材主要讲述各类传感器的机理、结构、测量电路和应用方法,主要包括常用传感器、近代新型传感技术及信号调理电路等内容,教材中关于传感器的实际应用及选择涉及太少。因此,就授课内容而言,不必将教材上的全部内容进行讲授,要针对技术本科院校的特点以及学生的实际情况,整合教学内容,对于那些应用性不强的内容,可以不讲或略讲,这样可以缓解技术本科院校课时少、内容多的矛盾。
鉴于本课程的特点以及技术本科教育的培养目标,确定了本课程教学的基本原则:
(1)合理整合教学内容。
(2)侧重实用,少强调课程内容涉及的学科体系。
(3)教学内容与专业特点相结合,强调学习思路及知识的运用。
(4)理论教学与实践教学环节有机结合。
依照上述原则,我们将课程内容分成以下三大板块:基本理论(信号的分析与处理、测试系统的响应特性)、基本知识(传感器及信号调理、信号显示记录)和工程应用(典型物理量的测量)。由于基本理论这一部分内容理论性强、数学推导多、概念相对深奥,可以略讲,做到学生的知识够用即可;基本知识板块侧重原理、特点、应用和选用注意事项;工程应用分位移测量、转速测量、力与扭矩测量、压力、温度与流量的测量、振动的测量等专题讲授与讨论。
二、激发学生的学习兴趣
人的各种活动都是由一定的动机引发的,学生学习也总是为一定的学习动机所支配。一般说来,动机强度大,学习积极性高,学习的潜能就会得到最好的发挥,学习效率也高,而动机强度小或完全缺乏动机,学习效率就不高。所以,在教学过程中,激发学生的学习兴趣、学习动机至关重要。为了激发学生的学习兴趣,挖掘学生的潜能,培养学生的创新意识和创新能力,提高学生分析和处理实际问题的能力,根据每次讲授内容,教师要能提出符合内容的工程实际案例,以工程应用背景的案例来激发学生的学习兴趣,提高学习效果。
例如,在讲授应变式测力传感器时,结合电子计价秤和汽车衡的工程应用实例,对传感器的结构、类型以及量程、适用条件进行讲解,学生们在听完系统工作情况的介绍后,很快就能说出传感器的工作原理,取得了良好的效果。
三、加强实验,加深理解
“传感器与检测技术”的教学内容与实验密切相关,本课程的每一节理论课中均或多或少地包含了部分实践教学内容,它的设计思想是基于理论联系实际,通过一系列的实训使学生基本掌握各种常用传感器的结构、性能特点及其在工程测量和检验中的应用;会分析和排除各种可能出现的故障;并通过设计型实训来开发学生们的创新潜能。传统的传感器实验教学大多是验证性的,与工程实践脱节严重,不适合技术本科培养目标的要求。在教学过程中,采用“现场演示教学法”,将大量的对应实物带到课堂,并拆开让学生看内部结构。在理论课上,进行接线、通电调试、输出信号测试等,学生派代表轮流参与演示教学,虽然有时会遇到困难或烧毁器件,但学生在挫折中学到了操作技能,到企业后,就能较快地掌握相应的设备,未轮到的学生在观看的过程中,也得到深刻的印象,再对照课本的理论知识,就能较好地掌握这堂课的内容。
随着计算机技术、信息技术和网络技术的发展,传感器技术与应用也飞速发展,因此,将虚拟仪器技术引入传感器实验教学,既提升了实验设备的水平,又大大节约了学校更新实验设备所需的资金,而且通过综合性实验为提高学生全面运用所学知识的能力创造了良好的实验条件。从新实验环节中可以看到,虚拟仪器实验具有传统仪器不具备的独特优势,如无需再给每个实验组配备示波器,用软件方法计算电机旋转频率和转速等。
四、工学结合,突出实践
工学结合是保障实践教学取得良好成效的重要手段,实践课程内容要与理论课程内容相结合,注重实验、实训和实习课程的系统性、完整性,强调在传感器理论指导下进行传感器的实践训练,正确处理专业理论教学和专业实践之间的关系。
在教学中采取了工学结合的项目式实践教学改革,以实训项目为单元,采用教、学、做三位一体的项目式教学法。在实训室利用各种传感器实物来教,增强直观形象性,以吸引学生的注意力,让学生在实训台上进行一定的操作,在学中做,以激发学生的学习兴趣,再到相关企业去实践,由企业的技术骨干进行指导,弄清传感器的应用情况,以及检测系统的集成情况,通过让学生进行一定的实际操作,达到培养学生职业技能的目的。这种教学方法取得了明显的成效,使学生的学习积极性大大提高,更好地培养了他们的动手能力。
总之,技术本科教学要突出学生动手能力和岗位能力,并初步具有从事检测和控制系统工作的能力,掌握工业中常用的各种传感器技术、测量技术、综合应用技术等内容,从而提高就业中的竞争力。在教学过程中,应坚持理论与实践相结合,加强实践教学,注重实际应用能力的培养。
五、结束语
“传感器与检测技术”是一门实践性很强、应用面很宽的专业基础课程,在技术本科教学中,应工学结合、加强实践教学、注重实际应用能力培养的教学模式,配合企业实际进行集中实习、结合项目开发进行课程设计等。在教学过程中,其内容和方法还需不断改革和完善,我们将继续进行探索,为培养高质量的应用型人才而努力。
参考文献:
[1]陈国初,等.技术本科电气工程及自动化专业实验教学改革[J].电气电子教学学报,2008,(6).
[2]陈炜峰.传感器与检测技术课程改革的实践[J].高校教育研究,2008,(12).
[3]姜利英,等.传感器原理及应用课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2009,(1).
[4]朱成杰,等.《感测技术》课程教学方法的探讨与改革[J].中国科技信息,2009,(5).
(责任编辑:麻剑飞)