孫紅鴿 臧 義 曹 毅

[摘要]針對當(dāng)前傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，在教學(xué)內(nèi)容、考核方法等方面提出了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類、規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求、量化實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)等具體改進(jìn)措施。實(shí)踐證明該措施能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

[關(guān)鍵詞]傳感技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)：改革；創(chuàng)新思維

[中圖分類號(hào)]G40—057

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[論文編號(hào)]1009—8097(2009)13—0307—02

引言

高等學(xué)校是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的基地，如何培養(yǎng)出培養(yǎng)高層次高素質(zhì)技能型人才以滿足社會(huì)需要，已經(jīng)成為當(dāng)代高校教育的核心問題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校教學(xué)體系的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，相對理論教學(xué)，更具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性、探索性和啟發(fā)性，對啟迪學(xué)生的思維，加強(qiáng)學(xué)生對理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法與技能。提高學(xué)生綜合素質(zhì)、動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力起著關(guān)鍵性的作用。傳感器技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，其教學(xué)過程中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性也就尤為突出。

一傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

近年來隨著社會(huì)發(fā)展對人才要求的進(jìn)一步提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作已越來越引起人們的普遍關(guān)注，但是其現(xiàn)狀仍不樂觀?！秱鞲衅骷夹g(shù)》作為自動(dòng)化、測控技術(shù)及儀器等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)仍然存在如下現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍是應(yīng)試教育模式，比如實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身沒有完全擺脫以驗(yàn)證理論為主、學(xué)生“照著做”的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?；長期的應(yīng)試教育，養(yǎng)成了學(xué)生重視理論課學(xué)習(xí)而輕視實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課是敷衍了事。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生處在一種被動(dòng)盲目的狀態(tài)，學(xué)生只動(dòng)手而很少動(dòng)腦，缺少參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法方面，注重程序化訓(xùn)練模式多，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性不夠；重知識(shí)傳授多，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作力不夠；注重灌輸式教學(xué)方法多，采用啟發(fā)式、研討式教學(xué)方法少。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容方面，偏重于傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容單一、陳舊，方式單調(diào)枯燥，學(xué)生對綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的興趣和動(dòng)手能力沒有得到提高；學(xué)生的創(chuàng)新心理得不到滿足，創(chuàng)造能力得不到培養(yǎng)，個(gè)性得不到充分發(fā)揮。另外實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備條件相對比較薄弱，可能也是學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課的原因之一。正是此類種種原因使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有達(dá)到其真正目的，根據(jù)我校檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀提出一點(diǎn)個(gè)人見解，旨在提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

二傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

1提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課重要性的認(rèn)識(shí)

要搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)和改革，必須要轉(zhuǎn)變理論教學(xué)高于實(shí)踐教學(xué)的這種輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)思想觀念。教學(xué)效果優(yōu)秀與否在于教師，而學(xué)生的學(xué)習(xí)效果在很大程度上取決于他們對這門課程的重視程度。通常情況下，學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課是理論教學(xué)的輔助和補(bǔ)充，因此對其不夠重視，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)做完后只是學(xué)會(huì)了一些簡單的操作和儀器的基本使用方法，而忽略了實(shí)驗(yàn)過程中對問題的的分析和解決。所以必須提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的重視程度，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。針對這些問題，我們將實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)列入計(jì)劃學(xué)時(shí)之內(nèi)，并且體現(xiàn)在教學(xué)課表中，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)同步，且實(shí)驗(yàn)成績作為該課程成績的一部分：在采取了這些措施之后，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的重視程度有了明顯的提高。

2加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)課的考核

學(xué)生最關(guān)心的就是成績，因此成績評(píng)定方式對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)十分重要，要充分利用這一特點(diǎn)來設(shè)計(jì)合理的考核方案，在達(dá)到考察目的的同時(shí)，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛏钊肜斫饫碚撝R(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、創(chuàng)新能力，為此，我們設(shè)計(jì)了較為合理的實(shí)驗(yàn)成績評(píng)定公式：實(shí)驗(yàn)總成績=紀(jì)律成績(30％)+操作成績(40％)+報(bào)告成績(30％)。成績評(píng)定的重點(diǎn)在于學(xué)生是否理解并靈活應(yīng)用了所學(xué)知識(shí)，同時(shí)鼓勵(lì)創(chuàng)新思想和創(chuàng)新實(shí)踐過程，而不僅僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否。成績評(píng)定重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理過程而不僅僅是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式。另外，對于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，考核公式中的操作成績以當(dāng)面驗(yàn)收為考核依據(jù)，通過演示和口頭介紹展示實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。雖然在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及考核過程中，指導(dǎo)教師的工作量有所增加，但這種約束體制有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手及創(chuàng)新能力。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

為了突出實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用意識(shí)與工程實(shí)踐能力方面的作用，達(dá)到使學(xué)生消化理論、提高能力的目的，對傳感技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了一系列改革。

其一，保留一些基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如電阻應(yīng)變、電渦流特性、光纖傳感器特性實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生通過這些實(shí)驗(yàn)，理解傳感器的基本原理和特性，消化并吸收理論教學(xué)內(nèi)容。

其二，增加一些綜合性實(shí)驗(yàn)，包括原理上的綜合、方法上的綜合以及傳感器特性的綜合；如利用電阻應(yīng)變片設(shè)計(jì)數(shù)字電子秤，利用霍爾傳感器設(shè)計(jì)測速電路等：也有方法上的綜合，如可以利用多種傳感器完成轉(zhuǎn)速、位移、重量等被參數(shù)的測量。這類實(shí)驗(yàn)基本上都是在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上能夠完成的實(shí)驗(yàn)，目的是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中理解和吸收理論教學(xué)中的原理型知識(shí)，并加以簡單應(yīng)用。初學(xué)這門課程的學(xué)生對于這類實(shí)驗(yàn)很感興趣，甚至由此對該課程產(chǎn)生好奇，極大的激發(fā)了學(xué)生深入探究傳感器技術(shù)的欲望。

其三，開設(shè)一些簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的某一部分，與學(xué)生自行設(shè)計(jì)的內(nèi)容連接，來實(shí)現(xiàn)對某一信號(hào)的檢測。如在直線霍爾式位移傳感器實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路來替代實(shí)驗(yàn)臺(tái)配套的處理模塊，并將其測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與原來的結(jié)果進(jìn)行比較，分析差異的原因，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。這類實(shí)驗(yàn)主要是一些設(shè)計(jì)量小、費(fèi)時(shí)少、需要另加元件也較少的項(xiàng)目。目的是在加深理解理論教學(xué)中轉(zhuǎn)換電路作用的同時(shí)，鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手與設(shè)計(jì)能力。

其四，開設(shè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，該類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)課程及實(shí)驗(yàn)大綱要求，設(shè)置情景，提供材料，提出問題，在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生通過分析問題、資料收集、理論驗(yàn)證，最后提出解決問題的方法；使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到傳感器在控制過程中的實(shí)際作用，使其在解決問題中獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)，以培養(yǎng)其創(chuàng)新精神、提高其綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。例如，針對目前家用天然氣設(shè)備增多的同時(shí)，天然氣安全隱患也隨之增長的現(xiàn)象，讓學(xué)生利用傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的天然氣安全報(bào)警器，要求實(shí)現(xiàn)的功能是檢測空氣中甲烷(CH₄)濃度的含量(天然氣主要成分是CH₄，濃度介于4～16％時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸)，當(dāng)超出安全限時(shí)可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警：設(shè)計(jì)中所必需的元器件由實(shí)驗(yàn)室提供。對于這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，需要學(xué)生自己查找資料設(shè)計(jì)天然氣安全報(bào)警器的檢測電路，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在此實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生不僅領(lǐng)會(huì)了傳感器的作用，還了解了傳感器在生活中的應(yīng)用，更重要的是鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐能力。再比如可以讓學(xué)生自己制作一些小產(chǎn)品模型，如自動(dòng)避障小車、恒溫控制儀、濕度檢測儀等與生活息息相關(guān)的各種小儀器，讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也真正的體

會(huì)到傳感技術(shù)在生活中的無處不在。通過一屆學(xué)生的試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的興趣非常高，而且有很多其他班級(jí)、年級(jí)的同學(xué)都期待能夠早日步入檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，來體驗(yàn)生活中的傳感技術(shù)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)所限。該類實(shí)驗(yàn)只局限在一些較簡單的設(shè)計(jì)項(xiàng)目上，起到拋磚引玉的作用。

其五，研究型實(shí)驗(yàn)。研究型實(shí)驗(yàn)的目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。對于該類實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室提供進(jìn)行開發(fā)的各種儀器設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、示波器、仿真器、開發(fā)板、傳感器等，學(xué)生自擬題目，自由組隊(duì)，分工合作。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前要求學(xué)生進(jìn)行方案論證、可行性分析以及設(shè)計(jì)‘結(jié)果預(yù)期，由主要指導(dǎo)教師對報(bào)告進(jìn)行審核，通過后學(xué)生方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段，在實(shí)驗(yàn)過程中指導(dǎo)老師及實(shí)驗(yàn)室老師應(yīng)給予必要的技術(shù)指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后由主要完成人并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告及相關(guān)研究論文，并進(jìn)行匯報(bào)。該類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)為全校公開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或定位為面向全校開放檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。目前此項(xiàng)工作正在運(yùn)行并計(jì)劃長期堅(jiān)持下去，我們期待它的成功，并堅(jiān)信一定能培養(yǎng)出具有更強(qiáng)競爭力的人才。

4實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

實(shí)驗(yàn)課是驗(yàn)證理論、應(yīng)用理論以及鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的方法上，應(yīng)改變傳統(tǒng)的灌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采用多種方式同步進(jìn)行。例如：啟發(fā)式教學(xué)方法，以問題為中心，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題，或教師提出問題，或師生共同提出問題，在此基礎(chǔ)上，通過分析、資料證明、理論驗(yàn)證，提出解決問題的方法，讓學(xué)生在問題的提出與解決中獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力：實(shí)驗(yàn)探討教學(xué)模式，主要是教師和學(xué)生共同設(shè)置實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，討論?shí)驗(yàn)要求，分析實(shí)驗(yàn)對象、條件，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生手、眼、腦并用，廣泛參與實(shí)驗(yàn)操作，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)，記載實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)等。對于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法要因人而異。有時(shí)還要具體問題具體分析。

如今多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代教學(xué)的發(fā)展主流，利用圖文并茂、生動(dòng)形象的多媒體教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生的積極性與創(chuàng)造性、變被動(dòng)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)資源共享，而且可以不只是單一的學(xué)生或者老師搜集信息，很多學(xué)生和老師可以共同收集信息，很多人都可以參與進(jìn)來，把一個(gè)在學(xué)校里的平臺(tái)，拿到了全世界，同時(shí)又可以隨時(shí)享用別人的成果。將多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，豐富了教學(xué)內(nèi)容，拓展了教學(xué)情景，推進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化，構(gòu)建起了自主學(xué)習(xí)的新型教學(xué)模式。同時(shí)使用多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以降低實(shí)驗(yàn)消耗，提高教學(xué)效率。當(dāng)然這就要求教師制作出高水平的多媒體課件，不僅要集中各項(xiàng)教學(xué)信息，而且要題材新穎、方式獨(dú)特，互動(dòng)性好，能夠直接用于課堂教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。此外，設(shè)計(jì)并開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬傳感器實(shí)驗(yàn)室也是我們實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的又一發(fā)展方向。

三總結(jié)

傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革涉及面廣、環(huán)節(jié)多，是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。在此只是在提出一點(diǎn)見解，目的是讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)中能夠更好的發(fā)揮作用，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫匠浞值挠?xùn)練和提高，更重要的是激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，變被動(dòng)式接受為主動(dòng)性探索，讓學(xué)生真正的能夠感受到學(xué)以致用，最終實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)由“繼承型”向“創(chuàng)新型”的根本轉(zhuǎn)變。