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【摘要】在“卓越计划”以强化工程实践能力、工程設计能力与工程创新能力为核心的指导下，根据近年来《传感器技术与应用》的教学经验，探析该课程体系的重构、教学内容、实验教学改革。着力推动实用型方法的学习，加强学生创新实践能力的培养。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）08-0247-02
《传感器技术及应用》课程既是电子、电信、电气、自动化、机电一体化等专业的一门集理论性、技术性、实践性与应用性于一体的必修课程。作为连接客观物理世界与逻辑信息世界的桥梁，传感器扮演着重要的角色。是信息时代中人们从工业生产领域和大自然获取信息的主要手段[1]。传感器技术广泛应用与现代工业生产、基础科学研究、宇宙开发、海洋探测、军事国防、环境保护、资源调查、医学诊断、智能建筑、汽车、家用电器、商务工程、商检质检、公共安全，以及文物保护在内的多个应用领域。
传感器技术被认为是现代信息产业的三大支柱之一，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的[2]。世界各国都十分重视这一领域的发展，同时传感器技术的发展日新月异，产品市场出现的传感器种类与其功能日益丰富，由于产品技术更新快，新理论与新技术不断涌现，因此对该类课程的教学工作提出了更高的要求[3]。特别是知识化、信息化、技术化的21世纪，为更好的向输送实用型、技能型的高科技人才，高等院校担负着伟大而艰巨的责任和使命。
所以，传统的理论公式推导和基本原理介绍的教学模式不再适应本课程教学需求，把基础理论与市场应用实践结合起来，传感器技术和具体工程实践项目结合起来，激发学生对本课程的兴趣，提高学生的认知能力、动手能力、工程设计能力，具有重要的意义。
1.理论教学
该课程的理论教学任务及教学重点主要是对各类型传感器的工作原理、内部结构、性能特性分析、研究现状以及应用实例进行相关介绍。传统的理论教学模式是任课教师强制性把每类传感器的工作原理、测量电路和基本应用领域等知识灌输给学生，这种强制性的“灌输式”教学不仅没有激发学生对该课程的强烈的学习兴趣，反而加速学生对该课程厌恶情绪的积累。该课程具体的改革路线如下图所示：
1.1 应用场景课堂设计
该课程的理论教学非常枯燥无味，课堂教学设计是激发学生学习兴趣的关键。
在实际的教学课程中，我们将根据该课程的特点，对目前国内外相关传感器技术进行分类和统计，并根据实际情况，制作教学花絮课件，在正式模块化理论教学前对学生进行感性教育，激发学生对该模块理论教学的兴趣。例如：医学上的电子血压测试、电子血糖测试、胆固醇的检测；电饭煲、空调、冰箱等家用电器的温度检测传感和控制；甲醛检测仪、CO浓度检测仪等有毒气体检测所用到传感器技术；飞行器在空中的姿态控制是如何实现的，对飞行器的姿态是如何检测的；机器人如何识别周围环境等等。通过实例，激发了学生对该课程的学习兴趣，达到理解相关传感器技术的理论的知识。为学生学习该课程后续内容作了准备。
1.2 模块课件的设计
根据课程的相关内容和其传感器在应用市场中的重要位置，我们将根据应用市场的调研情况，对课程的理论教学进行职业化的模块划分，针对不同的功能模块，采取不相同的教学课件和教学方式。教学功能模块可以根据我们选用和参考使用的教材进行划分，例如：
功能模块1：温控传感器，本功能模块主要讲解各类温度传感器的基本测量知识，让学生了解并掌握热电偶传感器、热电阻传感器、敏电阻等温度传感器的基本原理、结构及其日常生活中的应用，结合该类传感器技术市场应用，设计感官实践，让学生具有明显的感性认识。
功能模块2：压力传感器，该功能模块主要向学生讲解各类力学传感器在工业市场的应用并使学生认识力学传感器的基本原理，让学生掌握电阻应变式传感器、压阻式传感器、压电式传感器、电感式传感器、电涡流传感器、电容式传感器的原理、结构、应用。以介绍贴近生活应用的传感器为起点，激发学生的学习热情，比如：电阻式触摸屏和电容式触摸屏。
2.实验教学改革
2.1课内实验教学
《传感器技术与应用》课程是一门实验性很强的课程，它注重培养学生该领域的基本思维和解决相关问题的能力，特别是使用相关的传感器技术解决现实生活中的具体问题的能力。
实验课是帮助学生理解理论、了解并应用理论、锻炼学生动手及独立思考能力的重要环节。目前，实验教学大多采用集中布置实验任务（一个实验班级为一个实验任务），指导老师在学生实验开始前，亲手教会学生的具体操作方法。也有些采用任务布置和学生填写实验报告。这类实验课程，存在指导过程中，缺乏提示学生注意观察实验现象，缺乏激发学生自己动手尝试的激情，缺乏诱导学生独立思考，不断发现问题，分析问题，解决问题。部分学生可能根本没动手做过，只是简单的填写实验报告。
2.2创新实验
实验不仅能验证和诠释现实生活中的传感器技术应用情况[4]，而且能有效的指导理论课程教学的安排和准备，在理论和实验完美结合下，进一步激发学生探索该课程理论上和实验上的新知识和新应用的兴趣，同时也鞭策学生去分析实验过程中出现的问题，努力解决实验过程中的问题。有效的触动学生创新的触角，也能让学生在实验过程中感受到实验创新成果带来的喜悦。探索-分析-探索，通过实验性教学让学生走上一条“不归路”。进一步让学生深刻认识到理论学习的重要性。如何有效的设计实验任务，利用电子竞赛为契机，培养学生的创新能力和动手能力。
3.考核改革
传统的课程考试成绩由期末卷面分和学生平时到课情况综合，一张试卷和学生的平时到课情况就决定了学生成绩，这种成绩考核方法忽略该课程的重要特点——实验性，增加人为不确定因素对成绩的影响，难以真实地反映学生专业技术能力。依照该课程的特点和实际教学经验，将其成绩评定分为实验成绩考核、卷面考核、平时成绩考核、创新实验考核等几个方面。这样降低了试卷成绩在总体成绩中所占的比例，更多的是考查学生的学习能力、学习状态和工程实践及创新能力。 3.1实验成绩考核
通过对个章节所学的基本传感器的应用和相关电路进行实验，让学生在实验室过程中学会分析电路，学会思考问题，学会解决问题。每章节实验课，学生认真动手并记录实验所看到的和所分析到的结果，以实验报告的形式向实验老师汇报。每次实验结束后由实验老师对该次实验进行量化考核，然后综合所有实验的量化考核成绩，该部分量化考核成绩占总考核成绩的30%。
3.2试卷成绩考核
试卷成绩考核主要指期末考试的试卷得分情况，考试方式为闭卷，其目的是考核学生对课堂理论教学、项目实践教学中相关知识点的理解，主要考核学生的基础知识和综合运用知识的能力。题型可以多样化，即可能涵盖填空、选择、判断、简答、计算、综合设计、实验结论分析等几个部分，这部分成绩占总成绩的 30%。
3.3平时成绩考核
平时成绩考核是指对学生平时上课的到课情况和实验任务及作业完成情况的考核。理论课主要是讲述基本理论和方法，学生对理论兴趣不大，但不能放任学生，需要对学生平时理论的出勤情况进行考核。同时，实验任务的完成和课程作业完成情况进行考核，这部分成绩占学生总成绩的 10%。
3.4创新实验考核
创新實验考核主要是考核学生自主选用传感器、设计能完成一定任务和功能传感器应用产品，重点培养学生独立选择传感器、设计、调试其测量电路的能力，并对测量结果作进行分析判断，进而达到所设计产品符合实际电子控制类工程需要的简单测量应用系统的设计、制作及调试的目标。如智能温度检测仪、智能烟雾报警器、智能障碍探测仪、智能有毒气体探测器、智能移动体感应器等题目供学生选题，在指定的时间范围内，提交完成基本功能的检测系统设计结果、相关文字报告等，这部分考核成绩占总成绩的30%。
4.总结
《传感器技术与应用》不仅授课内容繁多，且传感器类型也是五花八门，其工程应用情况也非常广泛。在“卓越计划”背景下，以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，满足企业对专业型和技能型人才的需求，顺应时代发展的迫切需要，结合课程内容、特点笔者的实际教学经验，通过对《传感器与检测技术》课程进行了尝试性的改革和创新。一方面，激发了学生的学习兴趣和热情，培养和鼓励学生积极参与“挑战杯”设计竞赛和大学生电子设计大赛。另一方面，同学的学习目的明确，兴趣浓厚，在期考考试中成绩优异。尽管如此，我们还需继续努力，不断优化和更新教学内容，完善教学体系，进行教学改革，提高学生的工程实践能力和专业技能，提升教学效果，满足社会需求。
参考文献：
[1]陈建元 .传感器技术 [M].北京 ：机械工业出版社，2008
[2]张宣妮. “做中学，学中做”的传感器教学模式探究[J]. 高教论坛， 2011， 2（2）：70-71
[3]蒋全胜， 吕家云， 宁小波. 面向应用型人才培养的检测技术教学模式改革[J]. 合肥工业大学学报（社科版）， 2010，3（11）： 144-146
[4]郑春娇， 王俊生， 杨汇军. 结合大学生电子设计竞赛谈“传感器与检测技术”教学改革[J]. 辽宁工业大学学报（社会科学版）， 2011， 3（14）：128-130
作者简介：
何俊，男，1978-，博士，讲师。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）08-0247-02
《传感器技术及应用》课程既是电子、电信、电气、自动化、机电一体化等专业的一门集理论性、技术性、实践性与应用性于一体的必修课程。作为连接客观物理世界与逻辑信息世界的桥梁，传感器扮演着重要的角色。是信息时代中人们从工业生产领域和大自然获取信息的主要手段[1]。传感器技术广泛应用与现代工业生产、基础科学研究、宇宙开发、海洋探测、军事国防、环境保护、资源调查、医学诊断、智能建筑、汽车、家用电器、商务工程、商检质检、公共安全，以及文物保护在内的多个应用领域。
传感器技术被认为是现代信息产业的三大支柱之一，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的[2]。世界各国都十分重视这一领域的发展，同时传感器技术的发展日新月异，产品市场出现的传感器种类与其功能日益丰富，由于产品技术更新快，新理论与新技术不断涌现，因此对该类课程的教学工作提出了更高的要求[3]。特别是知识化、信息化、技术化的21世纪，为更好的向输送实用型、技能型的高科技人才，高等院校担负着伟大而艰巨的责任和使命。
所以，传统的理论公式推导和基本原理介绍的教学模式不再适应本课程教学需求，把基础理论与市场应用实践结合起来，传感器技术和具体工程实践项目结合起来，激发学生对本课程的兴趣，提高学生的认知能力、动手能力、工程设计能力，具有重要的意义。
1.理论教学
该课程的理论教学任务及教学重点主要是对各类型传感器的工作原理、内部结构、性能特性分析、研究现状以及应用实例进行相关介绍。传统的理论教学模式是任课教师强制性把每类传感器的工作原理、测量电路和基本应用领域等知识灌输给学生，这种强制性的“灌输式”教学不仅没有激发学生对该课程的强烈的学习兴趣，反而加速学生对该课程厌恶情绪的积累。该课程具体的改革路线如下图所示：
1.1 应用场景课堂设计
该课程的理论教学非常枯燥无味，课堂教学设计是激发学生学习兴趣的关键。
在实际的教学课程中，我们将根据该课程的特点，对目前国内外相关传感器技术进行分类和统计，并根据实际情况，制作教学花絮课件，在正式模块化理论教学前对学生进行感性教育，激发学生对该模块理论教学的兴趣。例如：医学上的电子血压测试、电子血糖测试、胆固醇的检测；电饭煲、空调、冰箱等家用电器的温度检测传感和控制；甲醛检测仪、CO浓度检测仪等有毒气体检测所用到传感器技术；飞行器在空中的姿态控制是如何实现的，对飞行器的姿态是如何检测的；机器人如何识别周围环境等等。通过实例，激发了学生对该课程的学习兴趣，达到理解相关传感器技术的理论的知识。为学生学习该课程后续内容作了准备。
1.2 模块课件的设计
根据课程的相关内容和其传感器在应用市场中的重要位置，我们将根据应用市场的调研情况，对课程的理论教学进行职业化的模块划分，针对不同的功能模块，采取不相同的教学课件和教学方式。教学功能模块可以根据我们选用和参考使用的教材进行划分，例如：
功能模块1：温控传感器，本功能模块主要讲解各类温度传感器的基本测量知识，让学生了解并掌握热电偶传感器、热电阻传感器、敏电阻等温度传感器的基本原理、结构及其日常生活中的应用，结合该类传感器技术市场应用，设计感官实践，让学生具有明显的感性认识。
功能模块2：压力传感器，该功能模块主要向学生讲解各类力学传感器在工业市场的应用并使学生认识力学传感器的基本原理，让学生掌握电阻应变式传感器、压阻式传感器、压电式传感器、电感式传感器、电涡流传感器、电容式传感器的原理、结构、应用。以介绍贴近生活应用的传感器为起点，激发学生的学习热情，比如：电阻式触摸屏和电容式触摸屏。
2.实验教学改革
2.1课内实验教学
《传感器技术与应用》课程是一门实验性很强的课程，它注重培养学生该领域的基本思维和解决相关问题的能力，特别是使用相关的传感器技术解决现实生活中的具体问题的能力。
实验课是帮助学生理解理论、了解并应用理论、锻炼学生动手及独立思考能力的重要环节。目前，实验教学大多采用集中布置实验任务（一个实验班级为一个实验任务），指导老师在学生实验开始前，亲手教会学生的具体操作方法。也有些采用任务布置和学生填写实验报告。这类实验课程，存在指导过程中，缺乏提示学生注意观察实验现象，缺乏激发学生自己动手尝试的激情，缺乏诱导学生独立思考，不断发现问题，分析问题，解决问题。部分学生可能根本没动手做过，只是简单的填写实验报告。
2.2创新实验
实验不仅能验证和诠释现实生活中的传感器技术应用情况[4]，而且能有效的指导理论课程教学的安排和准备，在理论和实验完美结合下，进一步激发学生探索该课程理论上和实验上的新知识和新应用的兴趣，同时也鞭策学生去分析实验过程中出现的问题，努力解决实验过程中的问题。有效的触动学生创新的触角，也能让学生在实验过程中感受到实验创新成果带来的喜悦。探索-分析-探索，通过实验性教学让学生走上一条“不归路”。进一步让学生深刻认识到理论学习的重要性。如何有效的设计实验任务，利用电子竞赛为契机，培养学生的创新能力和动手能力。
3.考核改革
传统的课程考试成绩由期末卷面分和学生平时到课情况综合，一张试卷和学生的平时到课情况就决定了学生成绩，这种成绩考核方法忽略该课程的重要特点——实验性，增加人为不确定因素对成绩的影响，难以真实地反映学生专业技术能力。依照该课程的特点和实际教学经验，将其成绩评定分为实验成绩考核、卷面考核、平时成绩考核、创新实验考核等几个方面。这样降低了试卷成绩在总体成绩中所占的比例，更多的是考查学生的学习能力、学习状态和工程实践及创新能力。 3.1实验成绩考核
通过对个章节所学的基本传感器的应用和相关电路进行实验，让学生在实验室过程中学会分析电路，学会思考问题，学会解决问题。每章节实验课，学生认真动手并记录实验所看到的和所分析到的结果，以实验报告的形式向实验老师汇报。每次实验结束后由实验老师对该次实验进行量化考核，然后综合所有实验的量化考核成绩，该部分量化考核成绩占总考核成绩的30%。
3.2试卷成绩考核
试卷成绩考核主要指期末考试的试卷得分情况，考试方式为闭卷，其目的是考核学生对课堂理论教学、项目实践教学中相关知识点的理解，主要考核学生的基础知识和综合运用知识的能力。题型可以多样化，即可能涵盖填空、选择、判断、简答、计算、综合设计、实验结论分析等几个部分，这部分成绩占总成绩的 30%。
3.3平时成绩考核
平时成绩考核是指对学生平时上课的到课情况和实验任务及作业完成情况的考核。理论课主要是讲述基本理论和方法，学生对理论兴趣不大，但不能放任学生，需要对学生平时理论的出勤情况进行考核。同时，实验任务的完成和课程作业完成情况进行考核，这部分成绩占学生总成绩的 10%。
3.4创新实验考核
创新實验考核主要是考核学生自主选用传感器、设计能完成一定任务和功能传感器应用产品，重点培养学生独立选择传感器、设计、调试其测量电路的能力，并对测量结果作进行分析判断，进而达到所设计产品符合实际电子控制类工程需要的简单测量应用系统的设计、制作及调试的目标。如智能温度检测仪、智能烟雾报警器、智能障碍探测仪、智能有毒气体探测器、智能移动体感应器等题目供学生选题，在指定的时间范围内，提交完成基本功能的检测系统设计结果、相关文字报告等，这部分考核成绩占总成绩的30%。
4.总结
《传感器技术与应用》不仅授课内容繁多，且传感器类型也是五花八门，其工程应用情况也非常广泛。在“卓越计划”背景下，以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，满足企业对专业型和技能型人才的需求，顺应时代发展的迫切需要，结合课程内容、特点笔者的实际教学经验，通过对《传感器与检测技术》课程进行了尝试性的改革和创新。一方面，激发了学生的学习兴趣和热情，培养和鼓励学生积极参与“挑战杯”设计竞赛和大学生电子设计大赛。另一方面，同学的学习目的明确，兴趣浓厚，在期考考试中成绩优异。尽管如此，我们还需继续努力，不断优化和更新教学内容，完善教学体系，进行教学改革，提高学生的工程实践能力和专业技能，提升教学效果，满足社会需求。
参考文献：
[1]陈建元 .传感器技术 [M].北京 ：机械工业出版社，2008
[2]张宣妮. “做中学，学中做”的传感器教学模式探究[J]. 高教论坛， 2011， 2（2）：70-71
[3]蒋全胜， 吕家云， 宁小波. 面向应用型人才培养的检测技术教学模式改革[J]. 合肥工业大学学报（社科版）， 2010，3（11）： 144-146
[4]郑春娇， 王俊生， 杨汇军. 结合大学生电子设计竞赛谈“传感器与检测技术”教学改革[J]. 辽宁工业大学学报（社会科学版）， 2011， 3（14）：128-130
作者简介：
何俊，男，1978-，博士，讲师。