传感器技术课程涉及到机、电、光、热等多方面的知识,要求学生有扎实的物理学和电子技术知识,对于普通院校的工科学生来讲,教和学都有较大难度。为此,课程组在20多年的教学实践中,一直注重教学方法与教学手段的改革,注意将现代信息技术运用到课堂教学并向课外延伸,将教学与研究相结合,将讲课与讨论相结合,将课堂教学与课外实践相结合,开展个性化教学,逐步建立了一套与本课程相适应的教学方法和手段,取得了优秀的教学质量,深受师生喜爱。主要体现在:
1、现代信息技术使得教学过程灵活生动
在各专业的教学计划修订的过程中,本课程的学时数没有得到增加,再加上教学内容又增加了一些,传统的教学手段已无法满足需要。另一方面,现在的青年学子,对传统的黑板和粉笔已不是特别喜欢。为了充分利用现代信息技术和网络技术,课程组将课程内容制作成电子教案、多媒体课件,通过传统板书和多媒体结合,扩大了信息量。另外,在2003年建立了《传感器技术》教学网站,将电子教案、多媒体课件等教学资料上网,推荐一些与教学内容有关的网站,让学生通过网络自主学习。后来网站上逐渐加入了习题辅导、课堂教学录像等内容,并且开设讨论区,实现教学互动。
通过现代教学手段的采用,节约了课堂教学时间,使课堂教学更加丰富多彩,课堂教学的信息量大大增加,特别是通过网上辅导答疑,老师能动态掌握学生的学习情况,便于及时调整教学进程和教学内容,多数学生比较喜欢目前的这种教学模式,教学效果大大提高。
2、教具的制作因地制宜
为了增强课堂教学的启发性和趣味性,从2005年开始,课程组利用现有条件,开展了教具制作工作。到目前为止,已做成了5件实用的教具。
(1)差动电感式位移传感器
(2)电阻应变式称重传感器
(3)温度传感器的标定与校准
(4)热膜式空气流量传感器
(5)光栅式位移传感器
通过这些教具的使用,使教学过程更为生动,极大地调动了学生的学习兴趣,同时使复杂的物理原理变得简单易懂,非常符合现代教育的理念和特点。
3、讲座式授课方式试点初见成效
为了进一步深入教学方式的改革,课程组在2006年进行了讲座式授课的试验。根据传感器的原理基本上是独立的特点,除传感器的一般特性外,将整个课程划分为12个讲座,由6位教师进行讲授。授课对象为试点班的学生,这些学生的基础比较扎实 ,求知欲望也很强烈,而授课教师讲的内容又都是各自擅长的研究领域。
根据学生的反馈信息,这些学生比较喜欢这样的教学方式,他们不仅掌握了传感器的基本内容,而且通过老师的讲解,了解了这些老师的工作,更是了解了传感器的发展现状和发展动向,为他们将来的毕业设计选题做好了铺垫。这中教学方式还将在试点班中继续试行,若效果好,准备推广到普通班。
4、习题课授课方式不拘一格
习题课是课堂教学中的重要教学环节,我们一直非常重视,一般安排三次习题课,内容包括列举典型例子和针对学生作业中的共性问题,进行分析、讲解。这种传统的习题课模式,主要以教师讲解为主,学生一般处于被动状态。为此,我们对习题课的方式进行了改变,将一半时间用于讲解学生习题中的共性问题,另一半时间用于课堂讨论,用互动的方式实现了教师与学生的互动。讨论的主题可以是传感器的一般概念,例如传感器的线性度的定义,线性度对二次仪表的影响等;可以是一些重点和难点问题,例如差动技术的采纳和零点残余电压;还可以是一些新的概念和技术,例如量子霍尔效应及应用,纳米传感技术等。习题课一般采用大班方式授课,而讨论课则采取小班化教学,讨论的内容由教师提出,讨论过程完全由学生自己掌握,教师主要是引导讨论,这样有利于增强学生的积极性,让每一个同学都有机会参与讨论。这种方式很受学生欢迎,学生的思维得到了自由的发挥,从而进一步激发了同学们学习传感器课程的兴趣。
5、开放实验室海纳百川
我们将实验项目设计成必做实验、选做实验和设计性实验。必做实验和选做实验一般在规定的时间内完成,而对于设计性实验,学生可以先与实验室预约,在预约时间内随时进入实验室操作。开放实验室的管理一般由专责实验员和高年级的研究生担任。学生对自己设计取得的结果很有成就感,反过来进一步触动了他们学习的主动性,效果非常好。
6、课外科技活动硕果累累
在课堂教学之外,课程组还组织了丰富多彩的课外科技活动,鼓励少许学业优秀的学生积极参课程组老师的科研课题,对这些优秀学生提早进行做科研的基本功训练,例如实验准备,数据记录,数据处理等科学素养的培养。经过两年左右的训练,这些学生积极肯学,在老师指导下获得了很多设计创新奖励,与老师一起申报了很多的发明和实用专利并获得批准。例如,04届张文卓等同学,在课程负责人指导下,其课外科技作品“新型智能灌溉系统中植物叶片水分信息精密诊断传感器”荣获第八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。课外科技活动的开展,不仅使这些学生的科研能力得到了锻炼,而且通过他们的辐射作用,使更多的学生参与到各种形的课外活动中,从而带动班风的好转,促动学风的好转。
7、专题讲座引人入胜
在《传感器技术》课程教学中,通过专业老师或外请专家的方式将传感器方面的新理论、新材料、新技术以专题报告和学术报告的形式介绍给学生,开拓他们的视野,增强学习兴趣。学生反映专题讲座对于增强他们对于本专业的认识,了解传感器技术领域的前沿和发展方向很有好处。
8、考试方式推陈出新
由于《传感器技术》课程是各专业的重要基础课,同时它又是一门实践性很强的课,为改变学生普遍“重理论、轻实践”的学习现象,提高学生的实践能力,在考试中加大了对动手能力考核的比重,并注重强调学习过程的重要性。目前课程的期末考试成绩的构成比例为:考试55%,实验30%,平时成绩15%。实验项目的考核,学生可以选择教师给出的项目,也可以自拟题目,实验方案则由学生自行设计,以考察学生的综合应用所学知识的能力。从2005年开始,对于进入由课程组教师指导的课外科技活动的学生,则可以不参加考试,其成绩有论文报告和面试成绩评定。
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