浅析传感器技术课程教学

居勇峰++王允龙

【摘要】传感器技术是当今信息社会发达国家竞相发展的高新技术，作为信息技术的三大支柱之一，传感器技术的应用领域非常广泛，是一门集电子、机械和物理等学科于一体的综合性技术，近年来已成为国内高校电子、电气信息类专业的一门重要专业课。目前，关于传感器技术课程教学内容和方法的研究探讨较少，本文基于该课程多学科交叉的特点，在教学内容、方法和效果等方面进行了探讨，以期推动该课程的教学质量水平。

【关键词】传感器技术 教学方法 教学质量

【中图分类号】G642 【文献标识码】A

一、 引言

科学技术的飞速发展使当今社会跨入了信息技术时代，人类对信息资源的需求不断增长，掌握和利用信息技术是世界各国的迫切需求。传感器技术、通信技术和计算机技术三者共同构建了现代信息技术，通常，人们把能将被测对象的某一确定的信息按照一定规律转换成与之对应的可输出电信号的元器件或装置称为传感器。如果将计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比喻为传递信息的“神经”，那么传感器就是感知和获取信息的“感官”[1]。从三者的关系中不难看出传感器技术乃重中之重，因此，美国、日本等发达国家都将传感器技术列为各种尖端技术之首。传感器技术业已成为电子、电气及测控类专业的一门主干课程，由于该课程涉及到机械、电子、物理和化学等多门学科，属于高技术交叉学科范畴，学生通常在学习过程中掌握起来有较大难度，因此我们一直在教学内容和方法上努力探索，寻求更好的教学效果。本文结合平时授课情况，主要在教学内容和方法上提出了一些新的思路和见解。

二、 教学内容的扩充与更新

目前，按照传感器技术教学大纲要求，在讲授该课程中，通常都是逐步深入地介绍电阻式、电感式、热电式、压电式和光电式等常用的经典传统传感器的工作原理、测量电路以及一般应用[2]。然而这些传感器大多数都是上世纪六七十年代开始发明应用的，有些已不能满足生产实践的需要，所以学生在听课过程中学习兴趣并不高。当给学生介绍最新发展的传感器及相关应用时，学生反而表现出了很大的学习积极性。例如在介绍电容式传感器时，将该传感器与当前流行的手机或平板电脑等触摸屏电子设备结合起来，让学生掌握电容式感应是一种以触摸操作为基础的感应形式，电容式感应技术可作为传统机械式按钮和滑动触头的一种替代技术，用来设计触摸屏、触摸板和接近感应装置。这项技术主要用于检测导电物体是否存在，一般情况下，用户的手指就是这个导电物体。如此讲授，使传感器原理与实际应用紧密结合起来，从而较好地激起了学生的学习热情。因此，在备课时通常都要在网上搜索与课程相关的大量资料，例如上一些专业的学术论坛，查询相关传感器的最新应用，了解不同传感器的安装、价格及特性，给学生介绍大量新型的传感器的应用实例以及传感技术在工程上应用的调整方法、技巧，通过以上这些教学内容的扩充与更新，使得原来的教材内容更加通俗易懂，贴近生活，最终学生的学习效率明显得到提高。

三、 教学方法和考核方法的改进

在课堂上，传感器技术课程的讲授通常都以传感器原理讲授为主、辅以必要的验证性实验，而对于传感器的应用一笔带过[3]。这种教学方法通常教学效果都不太好，因为学生一般对传感器的真实应用求知欲较大，因此，我们把重点放在讲授传感器应用电路设计思想和测量方法，并利用ppt给学生列举该类型传感器的大量应用实例。此外，结合动画等技术，将传感器的机理模型和典型应用等以动态形式表现出来，从而提高学生对传感器的感性认识和理解，最终提升学生对该课程深入学习的兴趣。

在实验环节，为了使学生及时对理论教学内容进行深入理解，为了提高学生的学习兴趣，除了按时完成实验指导书上规定的几个常规性的验证性实验之外，我们通常会围绕一个较为综合的带有科研性的实验项目给学生演示讲解基本工作原理，之后将这个综合项目分解成几个部分，让学生独立完成实验，淡化教师的参与，即所谓的课程设计，这样可以为每个学生提供独立分析和解决问题的机会，从而加深学生对理论知识的进一步理解，并将为今后本科毕业设计起到推动作用。实践证明，学生在进行课程设计之后，其独立思考和分析问题的能力以及动手能力方面都有了很大的提高，更重要的是使学生学习的知识得到了应用，从而达到学以致用的目的。

在教学过程中，考核方式的改进也非常重要，根据多年的教学经验，我们一改以往由期末成绩决定学习成绩的方式，将学生最终成绩由期末考试、平时成绩、课程设计三部分按一定比例组成：期末考试改为开卷，主要考核学生分析和设计传感器电路的能力；平时成绩由平时学生回答课堂问题、参与小测试的情况决定；课程设计重点考察学生在实验过程中独立分析、解决问题和动手的能力。这种考核方式，虽然增加了教师的工作量，但可以将考核贯穿到整个教学环节中，从而推动了学生的学习。

四、 总结

传感器技术课程的教学活动是一项与时俱进的系统工程，无论在理论教学还是在实验教学中，将该学科的最新科学前沿内容引入课堂无疑将为该课程注入新的血液。教学和科研从来都不是处在对立和矛盾之中，而是相辅相成的。在进行传感器技术基础教学的过程中，引入传感器的最新发展应用及态势，一方面可以使学生加深对课本知识的理解，另一方面也必然增加学生的学习兴趣。但是，在改进教学内容和教学方法的过程中，最终还是要一切从实际出发，紧紧围绕“是否能够提高教学效果”这个核心问题来开展。教学的最终母的还是要让学生能够成为独立思考、自主创新的有用人才。最后，我们希望通过以上对传感器技术课程教学改进，能够对该课程的教学质量水平具有一定的推动作用。

参考文献

[1] 张洪润，张亚凡，邓洪敏. 传感器原理及应用 [M]. 北京：清华大学出版社，2008.

[2] 曹良玉，赵堂春. 《传感器技术及其应用》课程改革初探[J]. 职教之窗，2005，12：62.

[3] 倪震松. 《传感器技术》课程教学方法探讨[J]. 中國科教创新导刊，2012，20：49.

作者简介

居勇峰，（1982-），男，博士，研究方向为光电材料与器件，红外传感与探测。endprint