《传感器技术》课程教学改革小结

【摘 要】《传感器技术》课程是实践性、综合性强的一门学科，本文对《传感器技术》课程进行了一些教学改革，改革的总体思路是将教学与科研相结合，构建理论教学+实践教学+课外研学三位一体的教学体系。笔者已经用了2年左右的时间，将教学手段与教学方法在教学实践中并得到明显提升，并进一步将本课程建设成我专业示范性课程。

【关键词】传感器；实验教学；改革

0 引言

随着信息技术的飞速发展，作为信息获取的源头，传感器技术课程的重要性日益突出，不仅是电子信息类专业的专业课，而且逐步成为工科类专业的跨学科选修课。面对这一变革，同时为了适应高水平研究型大学人才培养的目标定位，需要对课程进行不间断的改革和建设[1]。具体说，从以下方面进行改革：

1）由于专业成立时间不长，课程建设刚起步，必须要解决课程的发展问题。

2）不断将科研成果转化为传感器技术课程的教学资源，与时俱进，优化教学内容，解决了兼顾教学内容系统性和先进性的问题。

3）强化实践环节，建设一流的传感器技术教学实验室，构建开放性实验平台。

4）将科研成果引入传感器技术实验教学，利用科研经费和科研成果改造更新实验手段，提升实验教学水平。在实验项目设计开发过程中，我们结合所从事的惯性传感技术领域的科研成果，利用科研经费的资助，自行设计制作传感器，研制开发实验设备，设计综合性、设计型和创新性实验项目。例如将北京市教委项目“旋转载体用陀螺研究”和学生的毕业设计结合起来，同时也能够开设综合性、设计型、创新性实验。

5）开展教学研究，改革教学方法和手段，有效实现课内向课外的延伸。根据本课程理论广度、深度以及适用面大等特点，广泛开展教学研究，探索理论教学内容、方法、手段的革新、课程考核方法的革新。同时将科研成果引入课堂教学，精选教学案例，并利用多媒体等现代教学技术，扩展眼界、引发兴趣。

《传感器技术》课程是实践性、综合性强的一门学科。加强基础、拓宽知识面，构建合理的知识体系，优化课程结构，起到了与前期课程更好的衔接作用，达到了专业综合性训练的教学目的。通过对课程教学内容纵向和横向的整合，把《信号与系统》、《单片机》和《传感器原理及应用》等内容整合起来，教学内容以“传感原理”为基础，体系结构以信号分析处理为线索，以实际应用为最终目标。

1 传感器技术课程的教学内容

1.1 教学内容

通过本课程的学习，有效培养学生的创新思维能力、独立地分析问题、解决问题的能力，为毕业设计打下良好的基础，最终培养出具有良好素质和基本技能、适应能力强、符合社会发展需求的专业技术人才。课程内容的总体结构分以下五个部分，如图1所示[2]。

1.2 教学基础

在教学上，主讲《传感器技术》、《信号与系统》、《光电子学》等本科生主干课程。作为项目负责人，结合《传感器技术》课程教学，指导学生开展课外研学，指导毕业生毕业设计4届，有关传感器方面的题目有水深传感器设计，陀螺电路设计，高冲击加速度计设计，水平仪传感器，压力传感器，水平姿态传感器，硅微机械陀螺仪等。

2 研究内容、主要观点、目标、要解决的问题

2.1 研究内容

2.1.1 理论课教学设计

学时和内容安排，课程总学时64，其中理论教学56学时，实验8学时。

理论教学内容分三大模块：传感器技术基础、常用传感器原理与应用、现代新型传感器。各模块包含章节及学时分配如下：

（1）传感器技术基础4学时，包括绪论（1学时）、传感器的特性指标和标定方法（8学时）。

（2）常用传感器原理与应用32学时，主要讲解电阻应变式传感器（4学时）、变磁阻式传感器（4学时）、电容式传感器（3学时）、磁电式传感器（2学时）、压电式传感器（3学时）、热电式传感器（2学时）、光电式传感器（3学时）、光纤传感器（3学时）。

（3）现代新型传感器16学时，主要包括化学传感器（3学时）、生物传感器（3学时）、传感器检测技术（2学时）、传感器新技术（4学时）。

实验教学主要针对传感器原理、特性的研究，传感器的标定，相关调理电路的认识，传感器的应用。实验内容分为基本实验、综合实验、开放型设计型实验三大模块。

2.1.2 实践教学设计

（1）建设一流的传感器教学实验室，创造良好的实验教学环境，加大综合型、设计型、开放型实验的比例。

（2）打破课堂教学和实验教学的界限，将课堂向实验室延伸，将课内向课外延伸，形成理论教学、实验教学、课外研学三位一体的教学体系。

（3）不断将科研成果应用到实验建设和创新实验室建设中，将课程教学与课外研学、学科竞赛有机结合，形成研究型学习的氛围，多方促进学习效果的提高。

2.2 主要观点

“传感器技术”是一门理论性强同时又与工程实践紧密联系的课程。结合人才培养定位和课程特点，我们不断对教学方法进行改革，改革的总体思想是：构建理论教学、实践教学、课外研学三位一体的立体化教学模式，将科研成果和工程实例引入到教学案例中，将研究型教学的理念贯彻始终。

围绕这一理念，我们实施了以下方案：

1）多采用案例教学，将科研成果和工程实例引入课堂，丰富教学案例。

2）探索基于资源建设的大班研讨课的教学模式，由学生被动的“课堂注入式知识教育”，转变为学生主动的“研究式素质教育”，授课方式由“连续型细节式授课”，转变为“跳跃型平台式授课”，教学形式由“单一的课堂教学”，转化为“多形式的互动交流”。

3）致力于教学资源建设，包括建设用于大班研讨的多媒体教学资源库，用于学生课外学习、师生交流、延伸和补充课内教学的多媒体课程网站等。

4）积极改革考核方法，由传统的笔试为主向笔试+实验+研讨（论文）的形式转变，提高学习过程和实践过程过程考核在学生课程评价中的比例，鼓励形成研究性教学氛围。

2.3 要解决的问题

本课程重点在于：

1）对传感器原理的讲解，使学生从机理上获得理解，避免落入简单的公式推导，使之成为无源之水。

2）理解常用传感器转换电路的原理和特点。

3）在理解传感机理的基础上掌握传感器使用的一般原则，学会在实际的工程问题中会选、会用，掌握传感器选用设计的一般原则。

4）了解传感器的静、动态性能指标和标定方法。

本课程难点在于：

1）涉及的基础理论在广度和深度上都远远超出本专业的前序课程，给学生深入理解传感机理带来困难；

2）目前绝大部分教材及参考书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，导致学生学难以致用。

为解决以上矛盾，采用了以下方法：

1）根据课程需要和教学体会，进行教材建设，编写适应教学需要和人才培养需要的教材，有效处理理论性和新颖性之间的关系；

2）改革教学方法，对原理进行深入浅出的讲解，对涉及到的基础理论进行跳跃式强化；

3）教师根据科研和工程实践经验，扩充实例，分析讲解；

4）通过讨论课及设计型实验，给学生自己分析理解的机会；

5）鼓励和支持学生的课外科技创新活动，通过实践补充欠缺的知识，积累工程应用经验。

2.4 预期效果与具体成果

（1）开发4个综合设计性试验；

（2）完善多媒体课件，扩充和完善习题库和试题库；

（3）将科研内容融入到学生毕业设计中，例如加速度计系列项目的开发；

（4）努力向精品课程建设迈进；

（5）开发课程设计项目3个。

3 结束语

《传感器技术》课程是实践性、综合性强的一门学科，它综合了电子信息类的许多学科，如模电、数电、信号处理、电路、单片机、物理等。这几年，我们在课程体系、教学内容、实践性教学方面一直在改进。加强基础、拓宽知识面，构建合理的知识体系，优化课程结构，起到了与前期课程更好的衔接作用，达到了专业综合性训练的教学目的

本文通过对《传感器技术》课程改革的一些做法的介绍，意在和同行专家进行交流和沟通，使本人从事的这门课的教学效果更好，通过撰写本文，也使我重新梳理了教学思路，在以后的教学中沿着这条思路进行下去。

【参考文献】

[1]贾伯年，俞朴.传感器技术[M].南京：东南大学出版社，1992.

[2]李晓莹，张新荣，任海果.传感器与测试技术[M].北京：高等教育出版社，2005，1.

[责任编辑：杨扬]