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【摘要】根据研究生教育的特点,结合课程的教学实践,从教学内容、教学方法、教材和课件建设等方面介绍了《现代传感技术及不确定度理论》课程的重要性及该课程教学改革的方法。
【关键词】教学改革 研究生课程 现代传感技术 不确定度理论
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)11(a)-0001-02
1 引言
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱,它是一门多学科交叉的现代科学与工程技术[1]。传感测量水平的高低,或者说是测量的质量如何,需要用不确定度来进行科学评定。测量不确定度是定量说明测量结果的质量的一个参数,由于被测量值具有分散性,测量不确定度是可以说明被测量值分散性的参数,它不说明测量结果是否接近真值[2,3]。
《现代传感技术及不确定度理论》课程内容覆盖现代传感技术和不确定度理论两部分内容,是仪器科学与技术学科一门重要的专业基础课程,历年来我校机械学院、自动化学院、信息学院、汽车学院、计算机学院、工业控制学院、交通学院的多个专业都将其作为研究生专业课程。该课程对于构筑工科硕士研究生扎实的专业理论基础、拓宽研究思路、确定科研选题、提高研究生培养质量具有重要意义。
由于课程内容多、更新快、学时少等客观原因,要让学生真正掌握专业理论、学科发展前沿和必要的专业技能,必须在教学上进行不断的改革和创新。作为该课程的主讲教师,现结合近几年的教学实践,分别从教学内容、教学方法、教材和课件建设等方面介绍自己的教学实践体会。
2 教学内容
研究生教育是最高层次的教育,必须与科学研究相结合,科学研究是不断进行的过程,其内容也在不断完善与发展中,因此,研究生教学内容也具有发展性与不定性。授课教师一定要紧跟学科与学术发展动态,积累大量的文献资料,才能保证教学内容的及时更新,构筑学生扎实的专业基础,促进教学质量的提高[4]。
由于现代传感器技术所涉及的技术范围十分广泛,几乎渗透到了各个学科领域,探讨现代传感技术的新理论,研究新技术、新材料和新工艺已经是传感技术总的发展方向[5]。目前,国内外同类课程的教学还存在以下几个问题:(1)现有课程内容难以跟上当今传感技术的发展水平,知识结构呈现老化陈旧;(2)对现代传感技术没有从广义的角度讨论,通用性不够;(3)传感技术与不确定度是紧密联系的两部分,仅考虑单方面知识,没有体现两者的紧密联系;(4)未从体系角度出发体现传感器发展规律,未能把握当今传感技术共性问题。
针对以上问题,我们在教学内容上进行科学安排和合理调整。首先介绍现代传感技术发展态势,讨论传感器技术发展的现状、特点及趋势;随后介绍传感器的共性知识和各种传感器所依据的定律和效应,重点分析基于传感器的各种基础效应,同一种效应通过不同结构的组合,将会有不同的传感器出现,使学生对传感器有全新理解;然后对智能传感器进行了全面介绍,包括智能传感器的结构与系统、智能传感器的功能特点、智能传感器中的软件、设计与制造等;接下来重点介绍近年来出现的几种新型传感技术,如磁流体传感器、生物传感器、MEMS系统、机器视觉、无损检测、多传感器融合等;最后,在不确定度理论部分,系统地介绍不确定度的近代概念、原理和评定方法,以及不确定度的最新科研成果。
整个课程体系的设置把握了重点、难点和新技术的动态,以传感技术基本概念和原理为基础,重点介绍传感新效应、新原理、新技术,同时将传感与不确定度评价结合起来,使学生对不确定度这一抽象理论知识能有更好的掌握和理解。
由于上课学生涉及机械、交通、信息、汽车、自动化、计算机等多个专业,因此根据学生的背景增加了与该课程相关的交叉学科的部分内容,如汽车安全状态监测、信息解耦、多信息融合、网络化传感、机器人控制等内容。此外,在教学环节上还设置了实践环节,安排了自学内容和研究热点问题,通过撰写相关的课程论文,培养学生查阅文献资料和总结写作能力,使学生掌握最新发展动向和国际前沿,培养学生的专业学习兴趣、动手能力和创新能力,为今后的论文选题和科研打好基础。
3 教学方法
研究生已经奠定了初步的知识结构,具有一定的自学能力。在研究生课程教学中教师的职责已经不在于传递知识,而更注重激励思考,教授的知识重点应该放在科学方法论、教学方法、推理方法、搜集资料的方法、如何从事实中做出结论以及如何分析事实和综合事实上[6]。
传统的“填鸭式”、“保姆式”和“放羊式”等教学方式,已不适应研究生阶段的要求。《现代传感技术及不确定度理论》是一门工程技术类综合性课程,涉及大量基础理论知识及传感技术研究进展的内容,针对研究生有较高知识层次的特点,我们在教学方法上进行了改革,运用问题启发式、发言讨论式和项目驱动式等多种教学方式,来激发学生的兴趣,引导学生思考,启发他们的科研思路[7,8]。
3.1 问题启发式
问题启发式教学要求教师的教学指向思考过程而不是答案,让学生受到思维过程上的启发。首先向学生介绍某一类研究专题或方向大致的研究内容与进展,然后根据具体内容提出一些启发性的问题,引导学生展开讨论、思考,让学生自己提出问题,并进行相关的资料收集、调查研究,构思研究方案,教师指导学生的研究方法,最后由学生设法解决问题。不能把问题启发式教学简单、片面地看成就是在课堂中多提问,多让学生练习。在教学过程中,老师要适时、适度地启迪诱导学生的学习活动,使教师思考转变为学生思考,锻炼学生的理解判断能力,充分调动学生学习的主动性和积极性[9]。
比如在介绍光电绝对编码器时,首先让学生了解它是一种角度编码器,可以将角位移转换成二进制编码,方便与计算机连接,具有非接触性、体积小、分辨率高、可靠性好、使用方便等特点。然后分别介绍绝对编码器的二进制码盘和循环码盘,启发学生对以下几个问题进行研讨:为什么要设计这两种编码方案？两种方案的出发点在哪？各自的优点与不足是什么？两者的关系怎样？等等。最后落实到:在现有的基础上,如果让你设计一种编码方案该如何确定?该编码方案有哪些应用,可解决哪些关键问题？研究生郑一飞同学针对这些问题进行了深入研究,大胆提出改进二进制编码盘和循环码盘的方法,在授课教师的指导下,设计了一种具有三种区域模式的新型码盘设计方案,通过将码道的区域分成三种模式,既集成了二进制码盘与循环码盘的优点,又在不增加码盘体积的情况下提高了分辨率,具有重要的推广价值,这一创新成果最后总结发表在核心期刊《科学技术与工程》上[10]。
3.2 发言讨论式
这种教学方法首先让学生自学某一专题的内容,同时布置一些研究问题,让学生去深入查找资料,设法找出解决问题的方法或研究思路;然后让学生发表自己的见解,并针对这些问题展开小组或集体讨论,再由教师作总结分析。这是一种教师和学生之间、学生和学生之间的互相交流、互相评价、互相完善的教学方法，让学生发言讨论的形式,可以培养学生思考、语言表达与归纳总结的能力,引导学生们自由的进行研究和发表理论观点,学生在课程教学中由被动接受转化为主动参与。给学生提出问题,并启发思考,把所讲述的主要内容变成需要研究的特定课题,给学生一定的思考和讨论时间,在此过程调动了学生的注意和兴趣,大大提高了教学效果,让学生获得研究过程的体验,锻炼了学生的科研能力[11]。
另一方面,发言讨论式的教学方式是教师与研究生平等相待、教学相长的过程。学生和老师之间允许在学术问题上进行辩论和探讨,也要求任课教师能够不断学习,了解国际学科前沿,通晓本学科的常识。在课堂教学过程中,通过与同学的平等讨论与思考,教师的学术水平也会得到进一步的提高。
在讲授传感器特性时,我们布置一次讨论题目是传感器温度补偿方法研究,在讨论过程中同学们根据不同传感器的特性谈到了多种传感器温度补偿方法。在讨论中,同学们发现采用两次插值法办法可以求取任意温度下的传感特性曲线,消除温度因素对传感特性的影响,但实际传感特性往往与多种环境因素(如温度、湿度、压力等)有关,如何进行传感器的多维因素补偿呢？研究生李夏妮同学在这次课堂讨论的基础上,对传感器特性的多维补偿问题进行了研究,推出了基于插值法的多维补偿通用公式和计算步骤,通过将多维的数学模型逐步转换为二维数学模型,可以求出传感器在任意环境因素组合下的特性曲线,消除环境因素的影响,这一研究成果总结发表在核心期刊《光学精密工程》上[12]。
采用这种教学方式之后,学生在学习过程中真正的从“要我学”变成了“我要学”。在完成课题的时候,学生发现问题,及时请教教师,通过与教师的交流或者与其它学生的讨论解决问题,营造出比较融洽的教学氛围。课后及时总结,教师再给出具有一些思考题或讨论题,帮助学生更好地掌握相关的知识,提高了学习主动性,发挥了学习主体的作用。
3.3 项目驱动式
以科研为基础是研究生教育的基本原则,也是研究生教育区别于本科教育的本质所在。研究生的科研能力培养是研究生教学的重要内容[13]。项目驱动式教学方法从培养学生科研能力入手,通过结合实际课题项目来实现教学目标。教师根据每次讲授内容,安排一些实际课题项目让学生完成,或者直接让学生参加到自己的科研项目中去,给研究生创造科研实践的机会,在科研实践中培养学生的科研情感和提升科研素质。教师在必要时对学生进行指导和帮助,同时授课时把自己的研究成果纳入教学之中,课程教学内容可以及时更新。
在《现代传感技术及不确定度理论》教学中,我们十分注重将课程内容与教师具体科研项目结合。如在传感器共性知识部分,结合“基于PLSR与样条函数自校正传感特性建模理论及应用”课题开展感器非线性校正技术教学;在智能传感器部分,结合“智能IP在线检测系统关键技术研究与开发”课题开展IP智能传感器的工作机理及运行机制、网络化测控技术教学;在现代新型传感技术部分,结合“新型磁流体惯性传感器研究”课题开展基于磁流体新材料、新原理的惯性传感技术教学,结合“基于CCD机器视觉”课题开展机器视觉教学,结合“机器人接近觉光纤距离方位集成传感新技术”课题开展光纤传感、网络补偿技术教学,结合“超声波无损检测技术”课题开展新型无损检测技术教学;在不确定理论及应用部分,结合“基于熵概念的机器人新误差理论研究”课题开展熵不确定度理论成果教学。而且,大多数学生都参与了相关课题项目的具体研究工作,在完成任务的过程中,学生发挥了主动性、创造性,使枯燥的公式推导和解题变成有趣的试验过程,培养了研究能力,提高学习效果,起到了以科研项目提高教学质量的作用。
4 教材和课件建设
研究生教材是研究生课程教学的一个重要组成部分,研究生教材的质量直接影响研究生课程教学的有效性[14]。2008年,以本课程教学内容为基础,结合教师的研究成果,我们参编了两本全国仪器科学技术与技术学科研究生教材:《机电系统集成技术(清华大学主编)》、《现代传感技术(天津大学主编)》。
目前,《现代传感技术及不确定度理论》课程国内还没有专门对口的教材可用,以前是使用几本不同的相关教材参考,并要求学生查阅相关文献。为此,我们结合多年的教学经验和科研成果,编写了相关的课程讲义,吸收了国内外教材的精华,新增了近几年传感技术发展的新技术,力争使研究生能系统地学习该课程,掌握传感技术和不确定度理论的基础知识,了解最新研究发展动态,该讲义正在试用,待修改完善后将以教材形式公开出版。
由于课堂教学时间不多,为了增加课程信息量,我们还采用Flash、Powerpoint等多媒体应用软件平台设计开发了电子教案和网络课件进行教学,使教学内容更加丰富,表现形式更为多样,变粉笔黑板式教学为现代电子教学,使过去因没有实物对象(如具体的传感器)而抽象难学的内容变得具体、生动、形象。
5 结语
《现代传感技术及不确定度理论》在相关专业的研究生课程体系中有着重要的地位和作用,这几年的教学实践表明,要教好这门课,必须及时地补充更新教学内容,采取与教学内容相适应的教学方法,加快教材或课件建设,充分利用各种资源,对课程进行相应改革,才能让学生在学习过程中掌握基本理论,培养创新能力,为今后的科学研究打下坚实的基础。
参考文献
[1] 王大珩,等.现代仪器仪表技术与设计[M].北京:科学出版社,2005.
[2] 钱绍圣.测量不确定度[M].北京:清华大学出版社,2002.
[3] 刘智敏,等.不确定度及其实践[M].北京:中国计量出版社,2000.
[4] 秦发兰,汪华,胡承孝.研究生课程教学中存在的主要问题及对策初探[J].华中农业大学学报(社会科学版),2007,(6):148-150.
[5] 林玉池.测量控制与仪器仪表前沿技术及发展趋势[M].天津:天津大学出版社,2006.
[6] 刘小敏,李佳孝,高敏.研究生课程有效教学存在的问题与对策探讨[J].高等教育研究,2008,25(2):40-44.
[7] 熊志辉,高贵,等.基础理论与兴趣专题结合的研究生专业选修课教学[J].高等教育与学术研究,2008,(3):14-16.
[8] 邢晓辉,何美蓉,凌朝辉.以课程教学为切入点培养研究生的科研能力[J].当代教育论坛,2008,(4):69-71.
[9] 乌兰,王金花.启发式教学古今内涵辨析[J].教育探索,2008,(1):15-16.
[10]郑一飞,刘桂雄.基于三种区域模式的绝对式码盘机理[J].科学技术与工程,2007,7(8):1631-1633.
[11]陈景文,刘洁.研究生课程的“研讨式”教学方式[J].高等教育研究学报,2008,31(1):55-57.
[12]刘桂雄,李夏妮,周德光.基于多维插值补偿其他因素对传感特性影响的数学方法[J].光学精密工程,2004,12(3):258-261.
[13]曾华锋,石海明,张茜.科研选题视角下研究生科研创新需培养的四种意识[J].高等教育研究学报,2007,(3):30-32.
[14]景静姝,王玉琨,刘鉴汶.高等院校研究生课程教学改革问题探讨[J].理论导刊,2007,(5):97-99.
【关键词】教学改革 研究生课程 现代传感技术 不确定度理论
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)11(a)-0001-02
1 引言
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱,它是一门多学科交叉的现代科学与工程技术[1]。传感测量水平的高低,或者说是测量的质量如何,需要用不确定度来进行科学评定。测量不确定度是定量说明测量结果的质量的一个参数,由于被测量值具有分散性,测量不确定度是可以说明被测量值分散性的参数,它不说明测量结果是否接近真值[2,3]。
《现代传感技术及不确定度理论》课程内容覆盖现代传感技术和不确定度理论两部分内容,是仪器科学与技术学科一门重要的专业基础课程,历年来我校机械学院、自动化学院、信息学院、汽车学院、计算机学院、工业控制学院、交通学院的多个专业都将其作为研究生专业课程。该课程对于构筑工科硕士研究生扎实的专业理论基础、拓宽研究思路、确定科研选题、提高研究生培养质量具有重要意义。
由于课程内容多、更新快、学时少等客观原因,要让学生真正掌握专业理论、学科发展前沿和必要的专业技能,必须在教学上进行不断的改革和创新。作为该课程的主讲教师,现结合近几年的教学实践,分别从教学内容、教学方法、教材和课件建设等方面介绍自己的教学实践体会。
2 教学内容
研究生教育是最高层次的教育,必须与科学研究相结合,科学研究是不断进行的过程,其内容也在不断完善与发展中,因此,研究生教学内容也具有发展性与不定性。授课教师一定要紧跟学科与学术发展动态,积累大量的文献资料,才能保证教学内容的及时更新,构筑学生扎实的专业基础,促进教学质量的提高[4]。
由于现代传感器技术所涉及的技术范围十分广泛,几乎渗透到了各个学科领域,探讨现代传感技术的新理论,研究新技术、新材料和新工艺已经是传感技术总的发展方向[5]。目前,国内外同类课程的教学还存在以下几个问题:(1)现有课程内容难以跟上当今传感技术的发展水平,知识结构呈现老化陈旧;(2)对现代传感技术没有从广义的角度讨论,通用性不够;(3)传感技术与不确定度是紧密联系的两部分,仅考虑单方面知识,没有体现两者的紧密联系;(4)未从体系角度出发体现传感器发展规律,未能把握当今传感技术共性问题。
针对以上问题,我们在教学内容上进行科学安排和合理调整。首先介绍现代传感技术发展态势,讨论传感器技术发展的现状、特点及趋势;随后介绍传感器的共性知识和各种传感器所依据的定律和效应,重点分析基于传感器的各种基础效应,同一种效应通过不同结构的组合,将会有不同的传感器出现,使学生对传感器有全新理解;然后对智能传感器进行了全面介绍,包括智能传感器的结构与系统、智能传感器的功能特点、智能传感器中的软件、设计与制造等;接下来重点介绍近年来出现的几种新型传感技术,如磁流体传感器、生物传感器、MEMS系统、机器视觉、无损检测、多传感器融合等;最后,在不确定度理论部分,系统地介绍不确定度的近代概念、原理和评定方法,以及不确定度的最新科研成果。
整个课程体系的设置把握了重点、难点和新技术的动态,以传感技术基本概念和原理为基础,重点介绍传感新效应、新原理、新技术,同时将传感与不确定度评价结合起来,使学生对不确定度这一抽象理论知识能有更好的掌握和理解。
由于上课学生涉及机械、交通、信息、汽车、自动化、计算机等多个专业,因此根据学生的背景增加了与该课程相关的交叉学科的部分内容,如汽车安全状态监测、信息解耦、多信息融合、网络化传感、机器人控制等内容。此外,在教学环节上还设置了实践环节,安排了自学内容和研究热点问题,通过撰写相关的课程论文,培养学生查阅文献资料和总结写作能力,使学生掌握最新发展动向和国际前沿,培养学生的专业学习兴趣、动手能力和创新能力,为今后的论文选题和科研打好基础。
3 教学方法
研究生已经奠定了初步的知识结构,具有一定的自学能力。在研究生课程教学中教师的职责已经不在于传递知识,而更注重激励思考,教授的知识重点应该放在科学方法论、教学方法、推理方法、搜集资料的方法、如何从事实中做出结论以及如何分析事实和综合事实上[6]。
传统的“填鸭式”、“保姆式”和“放羊式”等教学方式,已不适应研究生阶段的要求。《现代传感技术及不确定度理论》是一门工程技术类综合性课程,涉及大量基础理论知识及传感技术研究进展的内容,针对研究生有较高知识层次的特点,我们在教学方法上进行了改革,运用问题启发式、发言讨论式和项目驱动式等多种教学方式,来激发学生的兴趣,引导学生思考,启发他们的科研思路[7,8]。
3.1 问题启发式
问题启发式教学要求教师的教学指向思考过程而不是答案,让学生受到思维过程上的启发。首先向学生介绍某一类研究专题或方向大致的研究内容与进展,然后根据具体内容提出一些启发性的问题,引导学生展开讨论、思考,让学生自己提出问题,并进行相关的资料收集、调查研究,构思研究方案,教师指导学生的研究方法,最后由学生设法解决问题。不能把问题启发式教学简单、片面地看成就是在课堂中多提问,多让学生练习。在教学过程中,老师要适时、适度地启迪诱导学生的学习活动,使教师思考转变为学生思考,锻炼学生的理解判断能力,充分调动学生学习的主动性和积极性[9]。
比如在介绍光电绝对编码器时,首先让学生了解它是一种角度编码器,可以将角位移转换成二进制编码,方便与计算机连接,具有非接触性、体积小、分辨率高、可靠性好、使用方便等特点。然后分别介绍绝对编码器的二进制码盘和循环码盘,启发学生对以下几个问题进行研讨:为什么要设计这两种编码方案？两种方案的出发点在哪？各自的优点与不足是什么？两者的关系怎样？等等。最后落实到:在现有的基础上,如果让你设计一种编码方案该如何确定?该编码方案有哪些应用,可解决哪些关键问题？研究生郑一飞同学针对这些问题进行了深入研究,大胆提出改进二进制编码盘和循环码盘的方法,在授课教师的指导下,设计了一种具有三种区域模式的新型码盘设计方案,通过将码道的区域分成三种模式,既集成了二进制码盘与循环码盘的优点,又在不增加码盘体积的情况下提高了分辨率,具有重要的推广价值,这一创新成果最后总结发表在核心期刊《科学技术与工程》上[10]。
3.2 发言讨论式
这种教学方法首先让学生自学某一专题的内容,同时布置一些研究问题,让学生去深入查找资料,设法找出解决问题的方法或研究思路;然后让学生发表自己的见解,并针对这些问题展开小组或集体讨论,再由教师作总结分析。这是一种教师和学生之间、学生和学生之间的互相交流、互相评价、互相完善的教学方法，让学生发言讨论的形式,可以培养学生思考、语言表达与归纳总结的能力,引导学生们自由的进行研究和发表理论观点,学生在课程教学中由被动接受转化为主动参与。给学生提出问题,并启发思考,把所讲述的主要内容变成需要研究的特定课题,给学生一定的思考和讨论时间,在此过程调动了学生的注意和兴趣,大大提高了教学效果,让学生获得研究过程的体验,锻炼了学生的科研能力[11]。
另一方面,发言讨论式的教学方式是教师与研究生平等相待、教学相长的过程。学生和老师之间允许在学术问题上进行辩论和探讨,也要求任课教师能够不断学习,了解国际学科前沿,通晓本学科的常识。在课堂教学过程中,通过与同学的平等讨论与思考,教师的学术水平也会得到进一步的提高。
在讲授传感器特性时,我们布置一次讨论题目是传感器温度补偿方法研究,在讨论过程中同学们根据不同传感器的特性谈到了多种传感器温度补偿方法。在讨论中,同学们发现采用两次插值法办法可以求取任意温度下的传感特性曲线,消除温度因素对传感特性的影响,但实际传感特性往往与多种环境因素(如温度、湿度、压力等)有关,如何进行传感器的多维因素补偿呢？研究生李夏妮同学在这次课堂讨论的基础上,对传感器特性的多维补偿问题进行了研究,推出了基于插值法的多维补偿通用公式和计算步骤,通过将多维的数学模型逐步转换为二维数学模型,可以求出传感器在任意环境因素组合下的特性曲线,消除环境因素的影响,这一研究成果总结发表在核心期刊《光学精密工程》上[12]。
采用这种教学方式之后,学生在学习过程中真正的从“要我学”变成了“我要学”。在完成课题的时候,学生发现问题,及时请教教师,通过与教师的交流或者与其它学生的讨论解决问题,营造出比较融洽的教学氛围。课后及时总结,教师再给出具有一些思考题或讨论题,帮助学生更好地掌握相关的知识,提高了学习主动性,发挥了学习主体的作用。
3.3 项目驱动式
以科研为基础是研究生教育的基本原则,也是研究生教育区别于本科教育的本质所在。研究生的科研能力培养是研究生教学的重要内容[13]。项目驱动式教学方法从培养学生科研能力入手,通过结合实际课题项目来实现教学目标。教师根据每次讲授内容,安排一些实际课题项目让学生完成,或者直接让学生参加到自己的科研项目中去,给研究生创造科研实践的机会,在科研实践中培养学生的科研情感和提升科研素质。教师在必要时对学生进行指导和帮助,同时授课时把自己的研究成果纳入教学之中,课程教学内容可以及时更新。
在《现代传感技术及不确定度理论》教学中,我们十分注重将课程内容与教师具体科研项目结合。如在传感器共性知识部分,结合“基于PLSR与样条函数自校正传感特性建模理论及应用”课题开展感器非线性校正技术教学;在智能传感器部分,结合“智能IP在线检测系统关键技术研究与开发”课题开展IP智能传感器的工作机理及运行机制、网络化测控技术教学;在现代新型传感技术部分,结合“新型磁流体惯性传感器研究”课题开展基于磁流体新材料、新原理的惯性传感技术教学,结合“基于CCD机器视觉”课题开展机器视觉教学,结合“机器人接近觉光纤距离方位集成传感新技术”课题开展光纤传感、网络补偿技术教学,结合“超声波无损检测技术”课题开展新型无损检测技术教学;在不确定理论及应用部分,结合“基于熵概念的机器人新误差理论研究”课题开展熵不确定度理论成果教学。而且,大多数学生都参与了相关课题项目的具体研究工作,在完成任务的过程中,学生发挥了主动性、创造性,使枯燥的公式推导和解题变成有趣的试验过程,培养了研究能力,提高学习效果,起到了以科研项目提高教学质量的作用。
4 教材和课件建设
研究生教材是研究生课程教学的一个重要组成部分,研究生教材的质量直接影响研究生课程教学的有效性[14]。2008年,以本课程教学内容为基础,结合教师的研究成果,我们参编了两本全国仪器科学技术与技术学科研究生教材:《机电系统集成技术(清华大学主编)》、《现代传感技术(天津大学主编)》。
目前,《现代传感技术及不确定度理论》课程国内还没有专门对口的教材可用,以前是使用几本不同的相关教材参考,并要求学生查阅相关文献。为此,我们结合多年的教学经验和科研成果,编写了相关的课程讲义,吸收了国内外教材的精华,新增了近几年传感技术发展的新技术,力争使研究生能系统地学习该课程,掌握传感技术和不确定度理论的基础知识,了解最新研究发展动态,该讲义正在试用,待修改完善后将以教材形式公开出版。
由于课堂教学时间不多,为了增加课程信息量,我们还采用Flash、Powerpoint等多媒体应用软件平台设计开发了电子教案和网络课件进行教学,使教学内容更加丰富,表现形式更为多样,变粉笔黑板式教学为现代电子教学,使过去因没有实物对象(如具体的传感器)而抽象难学的内容变得具体、生动、形象。
5 结语
《现代传感技术及不确定度理论》在相关专业的研究生课程体系中有着重要的地位和作用,这几年的教学实践表明,要教好这门课,必须及时地补充更新教学内容,采取与教学内容相适应的教学方法,加快教材或课件建设,充分利用各种资源,对课程进行相应改革,才能让学生在学习过程中掌握基本理论,培养创新能力,为今后的科学研究打下坚实的基础。
参考文献
[1] 王大珩,等.现代仪器仪表技术与设计[M].北京:科学出版社,2005.
[2] 钱绍圣.测量不确定度[M].北京:清华大学出版社,2002.
[3] 刘智敏,等.不确定度及其实践[M].北京:中国计量出版社,2000.
[4] 秦发兰,汪华,胡承孝.研究生课程教学中存在的主要问题及对策初探[J].华中农业大学学报(社会科学版),2007,(6):148-150.
[5] 林玉池.测量控制与仪器仪表前沿技术及发展趋势[M].天津:天津大学出版社,2006.
[6] 刘小敏,李佳孝,高敏.研究生课程有效教学存在的问题与对策探讨[J].高等教育研究,2008,25(2):40-44.
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[8] 邢晓辉,何美蓉,凌朝辉.以课程教学为切入点培养研究生的科研能力[J].当代教育论坛,2008,(4):69-71.
[9] 乌兰,王金花.启发式教学古今内涵辨析[J].教育探索,2008,(1):15-16.
[10]郑一飞,刘桂雄.基于三种区域模式的绝对式码盘机理[J].科学技术与工程,2007,7(8):1631-1633.
[11]陈景文,刘洁.研究生课程的“研讨式”教学方式[J].高等教育研究学报,2008,31(1):55-57.
[12]刘桂雄,李夏妮,周德光.基于多维插值补偿其他因素对传感特性影响的数学方法[J].光学精密工程,2004,12(3):258-261.
[13]曾华锋,石海明,张茜.科研选题视角下研究生科研创新需培养的四种意识[J].高等教育研究学报,2007,(3):30-32.
[14]景静姝,王玉琨,刘鉴汶.高等院校研究生课程教学改革问题探讨[J].理论导刊,2007,(5):97-99.