地方性工科院校传感器原理课程教学改革研究

林宏+++周传璘+++李卫中+++赵娜

【摘要】很多地方性高校逐渐向工科型、应用型转变，以及目前传感器新技术发展迅猛，使得传统的传感器原理课程教学也要发生很大转变。通过更新传感器原理课程的教学内容、提高实践课时比重、增强学生动手能力、协调与其它课程的关系，以及改革传统教学方法等方式，能够使得传感器原理课程的教学跟上时代的发展，满足地方性高校学生学习的需求。

【关键词】教学改革 课程教学 传感器原理 地方高校

【基金项目】湖北工程学院教学研究项目（2015A22）、（2016A21）资助课题。

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）07-0231-02

引言

很多地方性高校逐渐向工科型、应用型转变，使得传统的《传感器原理》课程教学也要相应发生转变，同时也由于目前传感器技术发展非常迅猛，可谓日新月异，但是传统《传感器原理》课程的教学内容更新却相对缓慢，教学方法也跟不上时代的要求，而新时代大学生也对学习内容提出了很多新要求，因此迫切需要对传统的《传感器原理》课程进行教学改革。

1.教学中出现的主要问题

1.1 新传感器技术的发展促使教学内容需要变更

传感器技术是现代科技的前沿技术，发展非常迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大主要支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，拥有巨大的市场前景，发展可谓日新月异，但是传统《传感器原理》课程的教学内容更新却相对缓慢，教学方法也跟不上时代的要求。学生从课堂和书本中学到的知识与目前传感器领域中使用的新技术、新方法以及新手段相差甚远，同时教学内容缺乏实用性和先进性，教学方法也缺乏新手段和新变化。因此，随着传感器新技术的发展，地方性高校的《传感器原理》课程必须紧跟时代的脚步，更新教学内容，转变教学手段。

1.2 地方院校的转型会引起课程教学的转变

随着大批地方性高校逐渐向工科型、应用型转变，使得这些院校的《传感器原理》课程教学也要相应发生转变。例如湖北工程学院由原孝感学院更名而来，逐渐由综合性地方院校向工科性地方院校转变，要求一些课程必须侧重于工程型或者应用型。而传统的《传感器原理》课程教学侧重于理论教学，以讲述原理为主，同时相应课程配备的实验课程也是以验证性实验为主，因此，在当前地方高校转型的大环境下，传统《传感器原理》课程教学必然不能满足现在的教学要求，需要进行大规模的转变，课程教学应该理论教学和实践教学并重，同时提高实验课程中综合性实验和设计性实验的比重，要求达到50%以上。

1.3 传统教学方式不能满足学生的需求

《传感器原理》课程属于高新技术交叉学科的范畴，是一门知识覆盖面广，各章节内容相对独立，课程内容比较多、更新快、理论性和应用性都很强的课程。其课程教学一般分为两大部分同时进行，一部分是理论教学；另一部分是实践教学。首先，在传统的教学模式中，主要以课程讲解为主，理论教学所占学时远多于实践教学学时。随着现代技术的飞速发展，这种过于侧重理论教学的模式越来越不利于培养学生的创新意识及创新能力。难以提高学生主动参与的兴趣，不利于学生基础知识及基本技能的掌握。其次，本课程涉及的基础理论在广度和深度上都超出其他课程，给学生深入理解传感器机理带来困难。同时与传感器相关的新理论、新技术不断涌现，教学内容大幅扩展。传统“粉笔+黑板=教学”的方式已经不能满足教学需求。再次，目前大部分教材中对同一被测量的多种传感方法缺乏深入的比较和分析，涉及的往往只有正确使用的例子，而没有多种方案的比较或传感器使用不当的例子，学生难以学以致用。最后，本课程有较强的实践性，注重传感器应用等方面的训练，而“仪器+实验报告+简单数据分析=实验”的实验教学方式不能很好地培养学生的实践能力。在现有的实验教学环节中，传感器实验箱实验模块较少，而且只能对有些知识点进行验证性实验，无法做到使学生真正理解与掌握全部知识点。这些都直接影响到学生的综合能力和创新能力的培养和提高，远远不能满足学生毕业后实际工作的需要。

2.教学内容的改革

2.1 删除过时的旧内容，更新时代前沿的新技术

针对目前《传感器原理》课程的教学内容，可以将“传感与检测技术的理论基础”这一章删除，因为这一章侧重介绍测量的概论和测量的原理，用处不是很大，与课程后面的内容相关性不高。同时可以将“应变式传感器”、“电感式传感器”和“电容式传感器”这三章压缩为一个章节，因为这3种传感器主要原理相通，知识点相近，代表了最常见的3种无源电子元器件构成的常规传感器，分别代表电阻、电感和电容。同时，“压电式传感器”、“磁电式传感器”和“光电式传感器”这三章内容也可以组成一个大的章节，因为这3种传感器的主要工作原理也是相通的，知识点也比较相近，代表了最常见的3种有源器件构成的传感器，分别代表由力到电的转换、由磁到电的转换、由光到电的转换。另外，在常规内容的基础之上增加一章新的教学内容“新型传感器”，可以将目前出现的新传感器、新传感技术等内容包含进去，比如：“可穿戴式传感器”、“新型智能式传感器”和“新型数字式传感器”等内容都可以加入教学内容。一般情况下，书本中的新知识、新技术更新较慢，因此这些新内容、新知识可以随时用ppt或者讲座的形式向学生讲述。

2.2 减小理论课时，增加实践课时

目前，很多地方高校的《传感器原理》课程设置为：理论64学时；实验：16学时，可以调整为理论48学时；實验：32学时。因为《传感器原理》课程只需介绍一些最基础的传感器、最基本的工作原理，理论课程48学时足够满足学生学习的要求。一般每个实验项目3个学时左右，以前《传感器原理》课程只能开设5个实验项目，现在调整到32学时，可以开设10个左右的实验项目，大大满足学生实践学习的要求。以前通常开设的传感器原理实验项目有：电阻应变式传感器实验、差动变压器式传感器实验、电感式传感器实验、电容式传感器实验、光电传感器实验，现在可以增开：电涡流传感器实验、霍尔式传感器实验、光纤位移传感器实验、磁电式传感器实验、压电式传感器实验。减小理论课时，增加实践课时，能够大大满足学生的学习需求，提升学生的实际动手能力，为学生掌握一技之长提供有力的帮助。

2.3 增强与其它课程的结合度

删除一些过时的旧内容，同时又减小理论课时量，就会造成知识点覆盖面要大和讲述内容深度之间存在矛盾。老师讲述起来很难受，学生学习起来也会一知半解，造成部分学生学习的基础不是很牢固，实际应用起来很难把握。由于现在很多课程的知识点有交叉，内容之间有部分重复，《传感器原理》课程中就有部分知识点在别的课程中可能讲述过，例如光电式传感器的部分内容就在《光纤通信原理》、《光点技术》等课程中涉及到，《电子测量》、《自动控制原理》等课程中也涉及到部分传感器的知识。因此，只要做好《传感器原理》课程与其它相关课程的衔接，一些重复的内容和知识点就可以不讲，这样就能够减轻老师的讲述压力和降低学生的学习难度。

3.教学方法的改革

3.1 进行互动式教学

要改变传统的《传感器原理》课程教学方式，将“老师主讲，学生主听”的方式进行变革。只有进行互动式教学，才能提高《传感器原理》课程的课堂教学效率，减少学生在课堂上玩手机、注意力不集中、学习效率低下等现象。老师在进行互动式教学时，可以采用提问的方式互动，采用启发的方式互动，也可以采用小组讨论的方式互动，互动的形式可以多种多样。只有在课堂上进行有效地互动，老师才能够准确掌握学生的学习进度，合理安排教学速度，同时也能够及时了解学生对知识难易点的掌握情况，也能够提高学生的学习兴趣。

3.2 举例贴近生活

由于《传感器原理》课程侧重于原理性的讲述，内容比较枯燥，如果课堂上不举一些生动的例子，就很难调动学生的学习积极性。但是，一些老师举的事例过于追求“高大上”，而没有贴近生活、没有接“地气”，这样往往会适得其反，让学生难于理解，达不到追求的效果。因此，在《传感器原理》课程的课堂教学中，老师要注意为了说明一个原理或者一个问题，举的事例一定要贴近生活、贴近学生们身边的事物，让学生便于理解和想象。比如：在讲述利用光电传感器测量转速的时候，可以举测量教室中转动的吊扇转速的例子，如果有光电传感器测量设备在现场测量一下吊扇的转速，教学效果可能会更好。因为，教室中的吊扇是学生们可以看得见、摸得著的事物，举这样的例子效果会非常好。

3.3 充分利用课外时间学习

每节课只有45分钟，《传感器原理》课程一般一周3～4节课，仅仅利用课堂时间学习，远远是不够的，因此，需要充分利用课外时间进行预习、复习、习题、答疑和查找资料等。老师在每节课结束时，一定要布置下节课的预习内容，要求学生提前完成，这样在下节课上课时才能事半功倍，提高课堂的教学效率；另外还要布置本节课后的复习内容和习题，这样下课后通过复习强化课堂上的教学内容，让学生短期内不会忘记。在课外时间，老师还可以安排一些查找资料、撰写小论文、开展分组讨论和现场答疑等学习活动，提高学生的学习兴趣和学习积极性，这样在课堂教学时效果就会明显提高。

4.总结

通过对传统《传感器原理》课程的教学内容进行改革，以及转变传统的教学方法，就能够在一定程度上适应地方性高校逐渐向工科型、应用型转变的时代发展要求，也能够通过课程教学反映出当前传感器新技术的发展趋势，同时也能够满足地方性高校大学生各种学习的迫切需求。

参考文献：

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[4]姚齐国.传感器原理及应用课程教与学的思考[J]. 高等教育研究， 2009， 26（4）： 35-37

作者简介：

林宏（1980-），男，副教授、博士，主要从事传感器原理、通信原理等课程的教学和研究工作。