“传感器原理与应用”课程的高阶教学实施探索与实践

“传感器原理与应用”课程的高阶教学实施探索与实践

朱蕾

渭南师范学院 714000

摘要：“传感器原理与应用”是物联网专业的一门专业核心课程，传感器技术作为物联网感知层的重要技术，有着广泛的应用，也是物联网的必备关键技术之一。“传感器原理与应用”课程知识点多，涉及数字电路、模拟电路、单片机和程序设计方面的内容，具有很强的实践性和综合性。同时，这门课程还是后续学习传感网技术的基础，所以学好该课程是掌握物联网技术的关键。

关键词：“传感器原理与应用”；高阶思维；混合教学模式

引言

以智能化与信息化为特征的第四次工业革命给人类带来深刻变革，“物联网”“大数据”“机器学习”“深度学习”“人工智能”等热词逐渐进入人们的视野，如何应用信息物理系统实现智能化生产成为时代主流。在人们什么都追求智能化的时代，硬件和软件是相互依存的。在物物互联的技术链中，各种设备的数据采集都离不开传感器，成千上万的传感器会有大批数据出现，大量数据为数据挖掘、机器学习和深度学习提供数据源，成为这些技术的助推剂，这些技术的目的就是实现人工智能，而人工智能的最终目的是让人们的生活更加智能化，智能化的生活又离不开各种各样的传感器。由此可以看出，传感器技术在万物互联中起着关键作用。

一、“传感器原理与应用”课程现状

（一）创新教育体系不健全

课程创新教育各类资源不足，没有形成完整体系，很难跟上一些起步较早院校的改革步伐．创新教育课程体系应与其他专业课程体系一样，包含必修课和选修课以及实践环节．部分高校仅是开设了创新教育的一门选修课，或者仅开设创新教育的实践环节，造成学生理论和实践相脱节，不能把传感器原理及应用的理论知识和创新实践相结合．

（二）被动式学习和畏难情绪

很多大学生在课程学习的认真度和专注度明显降低。大部分学生对很多专业课程的学习提不起兴趣，缺乏主动性。一遇见问题就会产生畏难情绪，就只会找各种借口，很少反思自己，从而造成课程学习进度滞后，甚至是停滞不前。还有部分学生还未从高中的教学模式中扭转过来，还是习惯于在老师的监督下学习，还是重结果轻过程，还处于一种应试教育模式。比如理论学习，唯分数论高低；实验学习，只会“依葫芦画瓢”；长此以往，学生在学习的过程中缺乏主观能动性，导致学生仍处于一种被动盲目的学习状态。

（三）人才培养目标有偏差

因为互联网教育模式过分强调了教师对学生知识技能的传授，却忽略了对学生人文素养的提高，有的学生缺乏崇高的目标追求，贪图享受，不善于与他人沟通合作，所以一定要重视学生人文素养教育，提高学生的思想政治觉悟。

二、“传感器原理与应用”课程改革意义

针对以上问题，我们提出在“传感器原理与应用”课程中引入对分课堂的教学模式。希望通过课程中引入对分课堂教学模式，调动学生的学习积极性，以学生为中心，让学生主动参与课堂，教师把部分课堂时间交给学生主导和掌控，让学生对所学的知识内化吸收，学生通过教学过程的实施最后取得学习成果。最终完成体现以学生为中心，体现知识、能力、素质三个维度的教学目标，使学生掌握各种类型传感器的结构、工作原理，具备运用传感器的基本理论对控制系统中传感器的各种问题进行技术分析，并得到解决方案的能力，让学生能够分析问题、解决问题、理论和实际结合;掌握传感器的工程应用，具备通过文献研究、分析设计、维护系统的能力，以培养学生的综合工程素养、创新精神和团队沟通、合作精神。让学生愿意学、能学会、能运用，最终能培养出高素质应用型的人才。

三、“传感器原理与应用”课程的高阶教学实施探索与实践

（一）教学内容与工程项目相结合

教学内容与工程项目相结合，教研相长。按照“以专业带动产业、以产业影响专业”的思路，以产教融合、校企合作为突破口，与产业、企业建立深入合作关系，在课程中纳入企业实际应用的项目，对项目进行深度剖析，找到课程结合点，以此拓展，设计融入课程的理论、实践、高阶教学中，努力做到课程内容与人才培养目标和培养标准对标，同时重视工程实践、素质培养、团队协作等非认知能力的培养。此外，在条件允许的情况下，将学生带进企业参观、调研、学习、实习，学习知识的同时为企业出一份力，努力做到学校、学生、企业三方受益，形成产学研的学习闭环。

（二）案例设计教学

基于项目的学习是一种强调主动探究和创新实践的教学模式，目的是使得学生在思考探索和实践中掌握知识、培养技能并获得全面发展。本次教学实践依托传感器原理及应用课程所授知识及课外拓展，通过对带有伸缩臂探测距离补偿的有毒有害气体巡检平台的设计、加工、安装和调试，使学生们在实践中掌握传感器的原理及应用和初步了解现代检测技术，锻炼和提高学生获取知识的能力强化实际操作训练，加强对理论知识的掌握。在巩固知识技能的同时激发创新思维，培养学生理论知识的应用能力。进一步提高学生解决工程、生产及科研中遇到的各种问题的能力，把理论教学与实践教学有机地集合起来，使学生的创造潜能得到充分激发，锻炼学生对工程项目中实际问题的分析和处理能力，培养学生的团队精神和合作能力等。

（三）教学内容与比赛相结合

教学内容与比赛相结合，以赛促学、教赛相长。传统的传感器教材是以讲解各种传感器的原理为主，举例说明传感器的实际应用，学生学完后，能对传感器有宏观的认识，但是实际的传感器并没有接触到，更谈不上具体工程应用时，如何去使用。在电子设计大赛、智能车、机器人、光电设计、飞行器大赛、科技制作等比赛中，传感器都是非常重要的组成模块，如陀螺仪、红外传感器等；同时，在物联网的工程应用领域中，传感器也有着大量、大面积的使用，如温湿度传感器、光敏传感器。因此，从比赛和专业应用2方面综合考虑，将这类典型的传感器纳入课程教学内容显得非常有必要。

（四）“互联网+”课程共享

利用互联网的优势，将各地高校的优势课程教学资源进行结合，实现优质课程的网络资源共享，学生可以随时随地进行学习．因为资源共享，学生对感兴趣的课程都可以在网络上找到，根据自己的学习情况还可以进行调整，学习后可以对该课程进行评价，实现一个互通的网络平台．每个人都可以看到该课程的评价，从而将一些优秀的课程分享给学生，让学生享受到优秀学校和教师的教学资源，这种教学模式的优势在于每位学生都能享受到多元化的课程教学资源．

结束语

人才培养的质量事关高校的未来与长远发展，而专业课程的教学质量又是高校人才培养的核心与关键。根据传感器课程特点及地位，结合我校自动化、电气工程及其自动化等专业的实践教学现状，从调配实验学时与内容、虚实实践结合、修习传感器相关综合作业及学科竞赛、完善考评机制等着手改革课程实践教学，以训练学生的实操能力、并综合培养其工程实践能力及创新能力。

参考文献

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