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基于项目驱动的传感器原理与应用课程教学改革*

摘要：本文在研究“传感器原理及应用”课程特点的基础上,提出了项目化教学改革方式,从理论教学、实践教学和课程考核三方面进行了改革研究,通过基于项目驱动的“传感器原理及应用”课程教学改革与实践,实现了“教、学、做”课程一体化,为院校的课程建设和教学改革提供了借鉴.

关键词：传感器；项目驱动；教学改革

中图分类号：TP212；G712 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2018.06.119

随着物联网技术的迅猛发展,传感器技术作为物联网前端和基础,是现代信息技术和控制检测技术不可或缺的重要环节,已成为获取工业和生产领域的必要途径和手段.“传感器原理及应用”作为机电类、自动控制类、电子信息类的专业基础课程,是该专业学生必须具备的专业知识.然而,“传感器原理及应用”课程涉及面广、知识繁杂、技术更新快,而且实践性要求高,历来是教师难教、学生不易掌握的一门专业课程.学者们针对如何提高该课程的教学效果和实践能力展开了许多改革研究,本文结合太原理工大学信息工程学院的实际情况探讨如何提高传感器课程改革.

1 “传感器原来及应用”课程教学现状分析

1.1 先修课程较多

“传感器原理及应用”作为专业基础课,涉及面广,涵盖知识多,因此对于学科和课程要求较高.不仅前期先修“电路”“数字信号处理”“模拟电路”和“数字逻辑电路”等专业必修课,而且还要求学生掌握物理学、光学、力学和材料学等相关学科知识[1].造成了课堂讲授中知识点多而浅,内容分散.

1.2 课程理论性强

“传感器原理及应用”课程的每一章节内容都包含传感器工作原理和测量调理电路介绍,教师讲述时多侧重电路理论分析,与传感器应用实践缺少直接联系,没有直观印象,学生无法运用于实际.

1.3 相关技术更新快

物联网技术的应用推动传感器技术的飞速发展,每天都会有新的传感器和与之对应的新技术出现,这样就给教师的授课和学生的学习吸收带来了很大的困难.

1.4 教材及内容缺乏更新

目前高校传感器本科教材种类繁多,几乎每个出版社都有类似的传感器教材,然而绝大多数教材重理论轻实践,而且内容大同小异,很难跟上信息技术的更新换代[2].

2 基于项目驱动的教学改革研究

2.1 项目驱动教学模式

项目驱动教学模式是将课程的实践教学部分划分为几个独立而又有联系的项目教学方法[3].具体实施步骤：首先根据实际项目需求,针对项目目标确定技能,从而确定教学目标；其次师生共同在剖析知识点和技能点的前提上,让学生明白基础的教学内容,形成多个不同的教学项目；最后利用任务驱动法实施组织不同的教学模块.

2.2 “传感器原理及应用”课程教学改革研究

以往“传感器原理及应用”课程的教学注重原理而轻应用,原理多为电路分析及公式推导,比较枯燥.难以引起学生的学习兴趣.笔者将项目式教学引入到传感器课堂中,改变了以往的教学方式,以项目组织教学,以项目实施为目的,将内容分为温度检测、气体检测、位移检测、液位检测等7个学习项目,每个项目又细化为2~3个任务.

以“温度检测”为例,详见表1,将其作为一个项目来介绍,该项目包含3个任务：炉温检测、冰箱温度检测和空调温度检测,三种不同的温度检测任务应用了3个类型温度传感器,分别为热电偶、数字温度传感器和集成温度传感器.每个任务都包括任务要求、理论引入、任务实施和任务拓展四部分[4].

1）任务要求：包括提出要完成的温度检测任务以及具体要求,并根据任务和要求选择温度传感器类型和型号.

2）理论引入：主要介绍温度传感器的工作原理、结构和相关电路,使学生了解温度传感器的基本知识.

3）任务实施：结合理论知识,学生和老师共同完成温度检测,具体内容包括：分组讨论任务、搭建电路、测试调试和任务总结.

4）任务拓展：指导学生查阅温度传感器在其他不同领域的应用,对于条件成熟的实验设备可以引导学生制作简易温度传感器并验证其功能.

3 结束语

本文研究的主要任务是改变当前以知识传授为主要特征的传统学科课程模式,建立项目驱动教学为导向的课程体系.项目驱动教学法是让学生以完成项目的形式来改变传统的教学模式,通常是理论教学与实践教学的结合,并应用于院校课堂教学中.笔者提出了基于项目驱动的教学框架以及理论教学与实践教学的具体方法和实施过程,改变了学生厌学情绪,提高了学生学习兴趣,是培养学生创新意识、创新精神和创新能力的重要方法和手段.

参考文献：

[1] 江勇.传感器与检测技术实验教学探讨[J].科技展望,2015,

25(32):144-145.

[2] 刘俊杰,谢春利,王娟.传感器与检测技术课程教学改革探

讨[J].西部素质教育,2017,3(4):85.

[3] 李玲,张旭.传感器与检测技术课程教学改革研究[J].科教

文汇(上旬刊),2015(2):55-56.

[4] 程淑红,侯培国,屈晓阳,等.基于CDIO理念的传感器技术

课程教学模式改革[J].教学研究,2012,35(1):83-85.

（责任编辑戈春）

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