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1、
新版《傳感器技術(shù)》課程教學(xué)改革小結(jié)匯編
【摘 要】《傳感器技術(shù)》課程是實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的一門學(xué)科,本文對(duì)《傳感器技術(shù)》課程進(jìn)行了一些教學(xué)改革,改革的總體思路是將教學(xué)與科研相結(jié)合,構(gòu)建理論教學(xué)+實(shí)踐教學(xué)+課外研學(xué)三位一體的教學(xué)體系。筆者已經(jīng)用了2年左右的時(shí)間,將教學(xué)手段與教學(xué)方法在教學(xué)實(shí)踐中并得到明顯提升,并進(jìn)一步將本課程建設(shè)成我專業(yè)示范性課程。
【關(guān)鍵詞】傳感器;實(shí)驗(yàn)教學(xué);改革
0 引言
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,作為信息獲取的源頭,傳感器技術(shù)課程的重要性日益突出,不僅是電子信息類專業(yè)的專業(yè)課,而且逐步成為工科類專業(yè)的跨學(xué)科選修課。面對(duì)這一變革,
2、同時(shí)為了適應(yīng)高水平研究型大學(xué)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位,需要對(duì)課程進(jìn)行不間斷的改革和建設(shè)[1]。具體說,從以下方面進(jìn)行改革:
1)由于專業(yè)成立時(shí)間不長(zhǎng),課程建設(shè)剛起步,必須要解決課程的發(fā)展問題。
2)不斷將科研成果轉(zhuǎn)化為傳感器技術(shù)課程的教學(xué)資源,與時(shí)俱進(jìn),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,解決了兼顧教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性和先進(jìn)性的問題。
3)強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié),建設(shè)一流的傳感器技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,構(gòu)建開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
4)將科研成果引入傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用科研經(jīng)費(fèi)和科研成果改造更新實(shí)驗(yàn)手段,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)過程中,我們結(jié)合所從事的慣性傳感技術(shù)領(lǐng)域的科研成果,利用科研經(jīng)
3、費(fèi)的資助,自行設(shè)計(jì)制作傳感器,研制開發(fā)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,設(shè)計(jì)綜合性、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如將北京市教委項(xiàng)目“旋轉(zhuǎn)載體用陀螺研究”和學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)合起來,同時(shí)也能夠開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。
5)開展教學(xué)研究,改革教學(xué)方法和手段,有效實(shí)現(xiàn)課內(nèi)向課外的延伸。根據(jù)本課程理論廣度、深度以及適用面大等特點(diǎn),廣泛開展教學(xué)研究,探索理論教學(xué)內(nèi)容、方法、手段的革新、課程考核方法的革新。同時(shí)將科研成果引入課堂教學(xué),精選教學(xué)案例,并利用多媒體等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù),擴(kuò)展眼界、引發(fā)興趣。
《傳感器技術(shù)》課程是實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的一門學(xué)科。加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)面,構(gòu)建合理的知識(shí)體系,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),起
4、到了與前期課程更好的銜接作用,達(dá)到了專業(yè)綜合性訓(xùn)練的教學(xué)目的。通過對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容縱向和橫向的整合,把《信號(hào)與系統(tǒng)》、《單片機(jī)》和《傳感器原理及應(yīng)用》等內(nèi)容整合起來,教學(xué)內(nèi)容以“傳感原理”為基礎(chǔ),體系結(jié)構(gòu)以信號(hào)分析處理為線索,以實(shí)際應(yīng)用為最終目標(biāo)。
1 傳感器技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容
1.1 教學(xué)內(nèi)容
通過本課程的學(xué)習(xí),有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、**地分析問題、解決問題的能力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ),最終培養(yǎng)出具有良好素質(zhì)和基本技能、適應(yīng)能力強(qiáng)、符合社會(huì)發(fā)展需求的專業(yè)技術(shù)人才。課程內(nèi)容的總體結(jié)構(gòu)分以下五個(gè)部分,如圖1所示[2]。
1.2 教學(xué)基礎(chǔ)
5、
在教學(xué)上,主講《傳感器技術(shù)》、《信號(hào)與系統(tǒng)》、《光電子學(xué)》等本科生主干課程。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,結(jié)合《傳感器技術(shù)》課程教學(xué),指導(dǎo)學(xué)生開展課外研學(xué),指導(dǎo)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)4屆,有關(guān)傳感器方面的題目有水深傳感器設(shè)計(jì),陀螺電路設(shè)計(jì),高沖擊加速度計(jì)設(shè)計(jì),水平儀傳感器,壓力傳感器,水平姿態(tài)傳感器,硅微機(jī)械陀螺儀等。
2 研究?jī)?nèi)容、主要觀點(diǎn)、目標(biāo)、要解決的問題
2.1 研究?jī)?nèi)容
2.1.1 理論課教學(xué)設(shè)計(jì)
學(xué)時(shí)和內(nèi)容安排,課程總學(xué)時(shí)64,其中理論教學(xué)56學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)。
理論教學(xué)內(nèi)容分三大模塊:傳感器技術(shù)基礎(chǔ)、常用傳感器原理與應(yīng)用、現(xiàn)代新型傳
6、感器。各模塊包含章節(jié)及學(xué)時(shí)分配如下:
(1)傳感器技術(shù)基礎(chǔ)4學(xué)時(shí),包括緒論(1學(xué)時(shí))、傳感器的特性指標(biāo)和標(biāo)定方法(8學(xué)時(shí))。
(2)常用傳感器原理與應(yīng)用32學(xué)時(shí),主要講解電阻應(yīng)變式傳感器(4學(xué)時(shí))、變磁阻式傳感器(4學(xué)時(shí))、電容式傳感器(3學(xué)時(shí))、磁電式傳感器(2學(xué)時(shí))、壓電式傳感器(3學(xué)時(shí))、熱電式傳感器(2學(xué)時(shí))、光電式傳感器(3學(xué)時(shí))、光纖傳感器(3學(xué)時(shí))。
(3)現(xiàn)代新型傳感器16學(xué)時(shí),主要包括化學(xué)傳感器(3學(xué)時(shí))、生物傳感器(3學(xué)時(shí))、傳感器檢測(cè)技術(shù)(2學(xué)時(shí))、傳感器新技術(shù)(4學(xué)時(shí))。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要針對(duì)傳感器原理、特性的研究,傳感器的標(biāo)
7、定,相關(guān)調(diào)理電路的認(rèn)識(shí),傳感器的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、開放型設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)三大模塊。
2.1.2 實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)
(1)建設(shè)一流的傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,加大綜合型、設(shè)計(jì)型、開放型實(shí)驗(yàn)的比例。
(2)打破課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的界限,將課堂向?qū)嶒?yàn)室延伸,將課內(nèi)向課外延伸,形成理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外研學(xué)三位一體的教學(xué)體系。
(3)不斷將科研成果應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)建設(shè)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中,將課程教學(xué)與課外研學(xué)、學(xué)科競(jìng)賽有機(jī)結(jié)合,形成研究型學(xué)習(xí)的氛圍,多方促進(jìn)學(xué)習(xí)效果的提高。
2.2 主要觀點(diǎn)
“傳感器技術(shù)”是一
8、門理論性強(qiáng)同時(shí)又與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系的課程。結(jié)合人才培養(yǎng)定位和課程特點(diǎn),我們不斷對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革,改革的總體思想是:構(gòu)建理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課外研學(xué)三位一體的立體化教學(xué)模式,將科研成果和工程實(shí)例引入到教學(xué)案例中,將研究型教學(xué)的理念貫徹始終。
圍繞這一理念,我們實(shí)施了以下方案:
1)多采用案例教學(xué),將科研成果和工程實(shí)例引入課堂,豐富教學(xué)案例。
2)探索基于資源建設(shè)的大班研討課的教學(xué)模式,由學(xué)生被動(dòng)的“課堂注入式知識(shí)教育”,轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)的“研究式素質(zhì)教育”,授課方式由“連續(xù)型細(xì)節(jié)式授課”,轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤S型平臺(tái)式授課”,教學(xué)形式由“單一的課堂教學(xué)”,轉(zhuǎn)化為“多形式
9、的互動(dòng)交流”。
3)致力于教學(xué)資源建設(shè),包括建設(shè)用于大班研討的多媒體教學(xué)資源庫(kù),用于學(xué)生課外學(xué)習(xí)、師生交流、延伸和補(bǔ)充課內(nèi)教學(xué)的多媒體課程網(wǎng)站等。
4)積極改革考核方法,由傳統(tǒng)的筆試為主向筆試+實(shí)驗(yàn)+研討(論文)的形式轉(zhuǎn)變,提高學(xué)習(xí)過程和實(shí)踐過程過程考核在學(xué)生課程評(píng)價(jià)中的比例,鼓勵(lì)形成研究性教學(xué)氛圍。
2.3 要解決的問題
本課程重點(diǎn)在于:
1)對(duì)傳感器原理的講解,使學(xué)生從機(jī)理上獲得理解,避免落入簡(jiǎn)單的公式推導(dǎo),使之成為無源之水。
2)理解常用傳感器轉(zhuǎn)換電路的原理和特點(diǎn)。
3)在理解傳感機(jī)理的基礎(chǔ)上
10、掌握傳感器使用的一般原則,學(xué)會(huì)在實(shí)際的工程問題中會(huì)選、會(huì)用,掌握傳感器選用設(shè)計(jì)的一般原則。
4)了解傳感器的靜、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)和標(biāo)定方法。
本課程難點(diǎn)在于:
1)涉及的基礎(chǔ)理論在廣度和深度上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出本專業(yè)的前序課程,給學(xué)生深入理解傳感機(jī)理帶來困難;
2)目前絕大部分教材及參考書中對(duì)同一被測(cè)量的多種傳感方法缺乏深入的比較和分析,涉及的往往只有正確使用的例子,而沒有多種方案的比較或傳感器使用不當(dāng)?shù)睦?,?dǎo)致學(xué)生學(xué)難以致用。
為解決以上矛盾,采用了以下方法:
1)根據(jù)課程需要和教學(xué)體會(huì),進(jìn)行教材建設(shè),編寫適應(yīng)教學(xué)需要和人才培養(yǎng)需
11、要的教材,有效處理理論性和新穎性之間的關(guān)系;
2)改革教學(xué)方法,對(duì)原理進(jìn)行深入淺出的講解,對(duì)涉及到的基礎(chǔ)理論進(jìn)行跳躍式強(qiáng)化;
3)教師根據(jù)科研和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),擴(kuò)充實(shí)例,分析講解;
4)通過討論課及設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),給學(xué)生自己分析理解的機(jī)會(huì);
5)鼓勵(lì)和支持學(xué)生的課外科技創(chuàng)新活動(dòng),通過實(shí)踐補(bǔ)充欠缺的知識(shí),積累工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
2.4 預(yù)期效果與具體成果
(1)開發(fā)4個(gè)綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn);
(2)完善多媒體課件,擴(kuò)充和完善習(xí)題庫(kù)和試題庫(kù);
(3)將科研內(nèi)容融入到學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中,例如加速度計(jì)系列項(xiàng)目的開發(fā);
12、 (4)努力向精品課程建設(shè)邁進(jìn);
(5)開發(fā)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目3個(gè)。
3 結(jié)束語
《傳感器技術(shù)》課程是實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的一門學(xué)科,它綜合了電子信息類的許多學(xué)科,如模電、數(shù)電、信號(hào)處理、電路、單片機(jī)、物理等。這幾年,我們?cè)谡n程體系、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐性教學(xué)方面一直在改進(jìn)。加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)面,構(gòu)建合理的知識(shí)體系,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),起到了與前期課程更好的銜接作用,達(dá)到了專業(yè)綜合性訓(xùn)練的教學(xué)目的
本文通過對(duì)《傳感器技術(shù)》課程改革的一些做法的介紹,意在和同行專家進(jìn)行交流和溝通,使本人從事的這門課的教學(xué)效果更好,通過撰寫本文,也使我重新梳理了教學(xué)思路,在以后的教學(xué)中沿著這條思路進(jìn)行下去。
【參考文獻(xiàn)】
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[責(zé)任編輯:楊揚(yáng)]