论文部分内容阅读
［摘要］文章根据“传感器原理及应用”课程的特点，以培养学生的工程素质为教学目的，探索了以任务驱动与探究式教学方式，从教学内容、教学模式、实验教学、评价方法等方面开展的教学改革。
［关键词］工程素质传感器原理及应用教学改革
［作者简介］邹木春（1969- ），男，广西苍梧人，梧州学院计算机与电子信息工程系讲师，研究方向为传感器与检测。（广西梧州543002）邹火军（1975- ），男，广西苍梧人，广西机电技师学院高级技师，研究方向为自动控制。（广西柳州545005）
［中图分类号］G712［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2009）20-0129-02
工程素质是指从事工程实践的工程专业技术人员的一种能力，是面向工程实践活动时所具有的潜能和适应性。近些年，梧州学院（以下简称“我院”）在“传感器原理及应用”的教学中，坚持以培养学生工程素质的理念，进行了教学改革。
一、“传感器原理及应用”课程教学特点
1.学生专业素质特点。在电子类、自动化专业开设“传感器原理及应用”课程，开课时间通常安排在大学三年级，此前，学生已经学习了高等数学、普通物理、电子线路、数字电路等基础课程和基本的专业必修课程，已经具备了一定的专业理论基础和电子技术实践能力。
2.课程内容特点。“传感器原理及应用”不仅与高等数学、普通物理、化学等基础课程，及电子线路、电工学、单片机、程序语言、工程力学等专业基础课密切相关，课程中所讲述的各种传感器知识还涉及材料知识、物理学知识，是一门集机、光、电等知识于一身的综合性应用技术课程。
3.课程教学基本要求。本课程教学的基本要求是掌握传感器的特性和指标，掌握典型传感器的原理及其应用。通过该课程的学习使学生掌握常用传感器器件、基本测量电路的工作原理和分析计算方法；掌握常用的传感器特性和使用方法；会查阅资料手册，会正确选择元器件；正确使用仪器、仪表；熟练连接线路，对简单的测试电子系统会设计、安装、调试、排除故障。
从学生整个专业素质形成的过程来看，高年级学生正从学习基础理论知识转向专业技能形成的过程。若能对本课程教学进行合理设计，将对学生学习起到关键的促进作用。
二、课程改革思路
根据“传感器原理及应用”课程教学特点和教学目标要求，该课程教学改革的指导思想定位为“理论与实践教学并重、综合培养学生的工程素质”。在整个教学过程中，要注重培养学生的工程能力，强化学生的工程意识。从教学内容的组织和实验环节的设计，到课堂教学和实验教学的开展，都要围绕工程素质进行精心遴选。
三、课程改革实施办法
1.整合教学内容。“传感器原理及应用”的教材比较多，有以原理来分章编写的，有以功能分章编写的，有以常用传感器来分章编写的。若从工程实施的角度来考虑，应选择以功能来分类编写的教材。教材要有一定的理论深度和较宽的专业覆盖面，对工业自动化专业所涉及的常用传感器的基本原理、结构和应用技术进行完整介绍。教学内容主要包括：传感器的一般概念，测量电路的分析，工业常见的温度、湿度、压力、距离、速度、流量等物理量的测量与传感器的选用，检测系统的分析和设计等。
2.改革教学模式。在课堂教学上，我们采用任务驱动与探究式教学。将教学内容分解成若干个工程任务，以工程目标为学习探索任务，学生分组合作，沿用工程实践的探索方式，共同寻求解决方案，并对方案进行评估。
以温度检测的学习为例。教师给出的项目题目：设计一款热电阻式传感器（或热电偶、非接触式测温、其他器件、其他方式）的测温系统，要求从应用范围、测温原理、检测办法、电路设计、造价与性能、安装维护要求等各方面进行论证。将学生分为若干组，各组学生根据自己的兴趣和特长从中选择一个题目，也可以多组选同一题，但需分别完成。在课外时间，由小组成员进行资料检索、提出解决方案和撰写成文，并完成初步论证，期间，教师给予必要的引导。课堂上，每个组就自己所选题目进行答辩，教师与其他学生一起针对报告进行质疑与评论。教师最后做归纳小结，挑选出成熟的、具可行性的项目进入实践开发阶段。学生在整个学习过程中，始终围绕工程项目任务的最佳实现这条主线进行。这种教学模式突出了学生的主体地位，弘扬了学生的个性，强调了学生的合作精神，全面调动了学生学习的主动性、积极性，培养了学生的工程素质。
3.强化实践训练。传感器原理及应用是一门实践性很强的专业课，学生所学的基本理论最终都要运用于实践。
在实验内容上，我们安排了三类实验：一是验证基本理论的实验，该类实验紧跟理论教学进程，以单元实验为基础。二是从课堂教学任务项目中，挑选了一些设计比较成熟的、典型的项目来让学生去实践开发。三是综合应用开发的实验，它是一个简单的综合性较强的研发课题，可以引发学生思考，激发学生的求知欲和创新精神，使学生产生强烈的学习愿望，培养学生解决实际工程问题的一般思维能力和创新思维能力。另外，考虑到该课程与其他学科的关系，如与单片机应用、EDA等课程联合，还设计了一些综合实验。
实验的组织形式主要有两种。首先，针对验证基本理论的实验，主要利用课程表中的实验课时，让学生根据实验计划表完成常规实验。其次，针对其他两类实验，采取以学生小组为单位，小组中有负责人，小组成员分别完成细分的各个子项目的方式，让学生利用课余时间完成。几位专业课教师分别担当各项目小组的导师，指导学生的项目实施，掌握学生的实践情况，按照进度要求，验收各小组的阶段目标。
4.改革学生成绩评价方式。评价方式的改革和以上教学模式改革是相配套的。学生期末得分由期末考核、平时作业、课堂表现和实践项目四部分的得分组成。作业分数由教师根据学生作业的数量和质量给出。在课堂任务和实验项目中的分数分为两部分：一部分是评价学生在项目中的表现，考察学生的学习和工作态度，及其对团队的贡献等方面，这部分成绩由同组同学与其他同学给出；另一部分是评价项目的可行性和制作效果，在答辩时由教师给出。这种评价方式改变了单一的考试评价方式，有助于调动学生的学习积极性，促使他们积极参与到探索学习、探索工程实践的过程，学生能通过努力体现自身价值。同时，这种评价方式也与当今用人单位的评价方式相仿。
从2004年开始我院运用以上教学方法进行试验。实践证明，该课程教学改革提高了学生的学习兴趣，提高了教学质量，培养了学生实践能力、创新能力以及合作精神等工程素质，促进了学生电子工程实践能力的形成，培养了毕业生适应工作的能力和发展潜力。学生对该课程的教学方式反映良好，近些年，修学该课程的学生就业率也节节攀升，2008年10月统计的就业率达到了92%。而学生在参加国家级和区级的大学生电子制作竞赛中也有所进步，在2008年的所有自治区竞赛中取得了一等奖3项、二等奖6项的好成绩。
［参考文献］
［1］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）.
［2］土光明.仪器与检测系统综合设计课程的教学改革探索［J］.实验技术与管理，2007（7）.
［3］刘源.“单片机原理及应用”课程教学改革与尝试［J］.天津农学院学报，2007（4）.
［4］石光明，等.塔式电工电子实验教学新体系的建设与探索［J］.中国电子教育，2007（2）.
［5］江修，杨盛.传感器与检测技术的教学改革初探［J］.三峡大学学报（人文社会科学版），2007（12）.
［关键词］工程素质传感器原理及应用教学改革
［作者简介］邹木春（1969- ），男，广西苍梧人，梧州学院计算机与电子信息工程系讲师，研究方向为传感器与检测。（广西梧州543002）邹火军（1975- ），男，广西苍梧人，广西机电技师学院高级技师，研究方向为自动控制。（广西柳州545005）
［中图分类号］G712［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2009）20-0129-02
工程素质是指从事工程实践的工程专业技术人员的一种能力，是面向工程实践活动时所具有的潜能和适应性。近些年，梧州学院（以下简称“我院”）在“传感器原理及应用”的教学中，坚持以培养学生工程素质的理念，进行了教学改革。
一、“传感器原理及应用”课程教学特点
1.学生专业素质特点。在电子类、自动化专业开设“传感器原理及应用”课程，开课时间通常安排在大学三年级，此前，学生已经学习了高等数学、普通物理、电子线路、数字电路等基础课程和基本的专业必修课程，已经具备了一定的专业理论基础和电子技术实践能力。
2.课程内容特点。“传感器原理及应用”不仅与高等数学、普通物理、化学等基础课程，及电子线路、电工学、单片机、程序语言、工程力学等专业基础课密切相关，课程中所讲述的各种传感器知识还涉及材料知识、物理学知识，是一门集机、光、电等知识于一身的综合性应用技术课程。
3.课程教学基本要求。本课程教学的基本要求是掌握传感器的特性和指标，掌握典型传感器的原理及其应用。通过该课程的学习使学生掌握常用传感器器件、基本测量电路的工作原理和分析计算方法；掌握常用的传感器特性和使用方法；会查阅资料手册，会正确选择元器件；正确使用仪器、仪表；熟练连接线路，对简单的测试电子系统会设计、安装、调试、排除故障。
从学生整个专业素质形成的过程来看，高年级学生正从学习基础理论知识转向专业技能形成的过程。若能对本课程教学进行合理设计，将对学生学习起到关键的促进作用。
二、课程改革思路
根据“传感器原理及应用”课程教学特点和教学目标要求，该课程教学改革的指导思想定位为“理论与实践教学并重、综合培养学生的工程素质”。在整个教学过程中，要注重培养学生的工程能力，强化学生的工程意识。从教学内容的组织和实验环节的设计，到课堂教学和实验教学的开展，都要围绕工程素质进行精心遴选。
三、课程改革实施办法
1.整合教学内容。“传感器原理及应用”的教材比较多，有以原理来分章编写的，有以功能分章编写的，有以常用传感器来分章编写的。若从工程实施的角度来考虑，应选择以功能来分类编写的教材。教材要有一定的理论深度和较宽的专业覆盖面，对工业自动化专业所涉及的常用传感器的基本原理、结构和应用技术进行完整介绍。教学内容主要包括：传感器的一般概念，测量电路的分析，工业常见的温度、湿度、压力、距离、速度、流量等物理量的测量与传感器的选用，检测系统的分析和设计等。
2.改革教学模式。在课堂教学上，我们采用任务驱动与探究式教学。将教学内容分解成若干个工程任务，以工程目标为学习探索任务，学生分组合作，沿用工程实践的探索方式，共同寻求解决方案，并对方案进行评估。
以温度检测的学习为例。教师给出的项目题目：设计一款热电阻式传感器（或热电偶、非接触式测温、其他器件、其他方式）的测温系统，要求从应用范围、测温原理、检测办法、电路设计、造价与性能、安装维护要求等各方面进行论证。将学生分为若干组，各组学生根据自己的兴趣和特长从中选择一个题目，也可以多组选同一题，但需分别完成。在课外时间，由小组成员进行资料检索、提出解决方案和撰写成文，并完成初步论证，期间，教师给予必要的引导。课堂上，每个组就自己所选题目进行答辩，教师与其他学生一起针对报告进行质疑与评论。教师最后做归纳小结，挑选出成熟的、具可行性的项目进入实践开发阶段。学生在整个学习过程中，始终围绕工程项目任务的最佳实现这条主线进行。这种教学模式突出了学生的主体地位，弘扬了学生的个性，强调了学生的合作精神，全面调动了学生学习的主动性、积极性，培养了学生的工程素质。
3.强化实践训练。传感器原理及应用是一门实践性很强的专业课，学生所学的基本理论最终都要运用于实践。
在实验内容上，我们安排了三类实验：一是验证基本理论的实验，该类实验紧跟理论教学进程，以单元实验为基础。二是从课堂教学任务项目中，挑选了一些设计比较成熟的、典型的项目来让学生去实践开发。三是综合应用开发的实验，它是一个简单的综合性较强的研发课题，可以引发学生思考，激发学生的求知欲和创新精神，使学生产生强烈的学习愿望，培养学生解决实际工程问题的一般思维能力和创新思维能力。另外，考虑到该课程与其他学科的关系，如与单片机应用、EDA等课程联合，还设计了一些综合实验。
实验的组织形式主要有两种。首先，针对验证基本理论的实验，主要利用课程表中的实验课时，让学生根据实验计划表完成常规实验。其次，针对其他两类实验，采取以学生小组为单位，小组中有负责人，小组成员分别完成细分的各个子项目的方式，让学生利用课余时间完成。几位专业课教师分别担当各项目小组的导师，指导学生的项目实施，掌握学生的实践情况，按照进度要求，验收各小组的阶段目标。
4.改革学生成绩评价方式。评价方式的改革和以上教学模式改革是相配套的。学生期末得分由期末考核、平时作业、课堂表现和实践项目四部分的得分组成。作业分数由教师根据学生作业的数量和质量给出。在课堂任务和实验项目中的分数分为两部分：一部分是评价学生在项目中的表现，考察学生的学习和工作态度，及其对团队的贡献等方面，这部分成绩由同组同学与其他同学给出；另一部分是评价项目的可行性和制作效果，在答辩时由教师给出。这种评价方式改变了单一的考试评价方式，有助于调动学生的学习积极性，促使他们积极参与到探索学习、探索工程实践的过程，学生能通过努力体现自身价值。同时，这种评价方式也与当今用人单位的评价方式相仿。
从2004年开始我院运用以上教学方法进行试验。实践证明，该课程教学改革提高了学生的学习兴趣，提高了教学质量，培养了学生实践能力、创新能力以及合作精神等工程素质，促进了学生电子工程实践能力的形成，培养了毕业生适应工作的能力和发展潜力。学生对该课程的教学方式反映良好，近些年，修学该课程的学生就业率也节节攀升，2008年10月统计的就业率达到了92%。而学生在参加国家级和区级的大学生电子制作竞赛中也有所进步，在2008年的所有自治区竞赛中取得了一等奖3项、二等奖6项的好成绩。
［参考文献］
［1］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）.
［2］土光明.仪器与检测系统综合设计课程的教学改革探索［J］.实验技术与管理，2007（7）.
［3］刘源.“单片机原理及应用”课程教学改革与尝试［J］.天津农学院学报，2007（4）.
［4］石光明，等.塔式电工电子实验教学新体系的建设与探索［J］.中国电子教育，2007（2）.
［5］江修，杨盛.传感器与检测技术的教学改革初探［J］.三峡大学学报（人文社会科学版），2007（12）.