传感器原理课程“理实结合”教学案例探索
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【摘 要】通过对传感器课程现状的分析，提出了针对该课程的“理实结合”教学模式。对该教学模式的理念和主要特点进行了阐释，介绍了一种“理实结合”在传感器课程中的具体实施案例，该方法有助于在传感器原理教学中提升学生主动学习能力和学习效果。
【关键词】传感器原理;理实结合;教学模式
中图分类号： TP212 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）21-0091-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.041
Exploring the Teaching Case of “The Combination of Theory and Practice” in Sensor Theory Course
ZHANG Xiao-yu1 LI Lin-zhi2 SHI Dong-ping1 LONG Xiao-xia1 YANG Qin-yu1 LIU Xiao-li3*
（1.Chongqing Engineering Research Center of New Energy Storage Devices and Applications， Chongqing University of Arts and Sciences， Chongqing 402160，China;
2.Chongqing municipal agricultural school，Chongqing 401329，China;
3.School of Energy Engineering， Yulin University，Yulin Shaanxi 719000，China）
【Abstract】Analyzing of the current state of sensor theory courses，a teaching model combining theory and practice was proposed.In this paper，the concept and main features of the teaching model are explained.A concrete implementation case of“the combination of theory and practice”is introduced for the sensor theory course，whichishelpfulfor improving students’active learning ability and learning gain in sensor theory teaching.
【Key words】Sensor theory;Combination of theory and practice;Teaching mode
1 传感器课程概述
传感器是各种智能硬件的感觉器官，帮助其获取外界环境和自身的各种信息。传感技术（信息获取技术）、信息传递技术（下一代互联网、5G通讯）、信息处理技术（计算机技术）在智能领域中都拥有很高的地位，而传感技术是这三者的重要前提。鉴于传感技术的广泛应用背景和良好应用前景[1-4]，理工科中许多专业开设了这门课程。该课程是一门综合性、理论性、实践性都非常强的课程，教材内容涉猎广，理论部分普遍比较生硬艰涩，理论和应用也有所脱节[5-6]。如此，学生对该课程的理论部分缺乏学习兴趣，学习效果较差。为传感器原理这门课程的学习效果，本文提出了一种“理实结合”教学模式的探索案例，旨在增强学生的学习兴趣，提高学生的学习效果。
2 “理实结合”教学模式
2.1 教学理念
“理实结合”教学模式即理论实践合二为一的教学模式[7-8]。打破了以往理论与实践相互脱节的情况。通过教师设定教学任务和教学目标，让师生双方边教、边学、边做。全过程构建素质和技能培养的框架，丰富融合课堂教学和实践教学环节，达到提高教学质量的目的。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交叉出现，无固定的先实后理或先理后实等顺序，而是在理中有实，在实中有理。让学生从感性认识中总结理性认识，知行合一，以技能训练为核心，充分调动和激发学生的學习兴趣。
2.2 理实结合的特点
（1）理论与实际结合，列举与生活密切联系的实例来组织教学。因生活中见过，学生接受起来便会相对容易。
（2）理论与实践结合，将枯燥抽象的理论学习转化为生动有趣的实践学习，在实践中增加学生的感性认识，在实践中验证理论知识，在实践中开发学生思维能力，在实践中锻炼学生的动手能力。
（3）教学与生产结合，努力让整个教学过程贴近现实的生产过程，产教融合，让学生直接在课堂上学到今后就业的必备技能。
3 理实结合在传感器课程教学中的案例探索
3.1 教学环境建设
“理实结合”教学模式体现的是“通过行动来学习”这一教学理念，故对于实施“理实结合”教学模式的场地有一定的要求。需要学校建立或改造集理论教学、小组工作、实验操作等功能于一体的多功能教室。就传感器原理课程而言，可以按照传感器实验环境的要求来进行教室布局改造，或改造已有传感器实验室满足基本理论讲授条件。
3.2 教学实施
在教学光电式传感器计数原理时，可使用具体实例如：图书馆门口有一块大屏幕能实时显示今日入馆人数，停车场出入口也会显示剩余多少车位。请学生使用实验室提供的设备和器件，根据课堂所学，分小组完成图书馆实时人数检测系统装置或模拟小型停车场车位统计系统装置。案例实施路径如下： 3.2.1 前情引导
提示学生：生活中大家都见过图书馆、停车场等大型封闭场馆都会实时显示内部人数或车辆数，如何用本堂课程所学知识实现该功能？从生活实例中唤醒学生的旧知，激发学生的求知欲，有目标的进行学习和实践。
3.2.2 进行相关知识的理论讲解
课堂讲授光电式传感器的基本原理、基本特性、测量电路等相关理论知识
3.2.3 分小组布置设计任务
请学生自主选择，根据所学知识，课堂上完成相关案例任务。包括（a）根据讲授知识准备材料：光敏电阻、红外发射器、频率计数器、导线、焊接工具、PCB板;（b）根据理论设计电路：设计并在电脑上画出光敏传感器电路原理图，布局合理：（c）简单实物制作：先将元件合理布局在PCB板上，再按照电路原理图用焊接工具把元件焊接在PCB板上并焊接出电路，连计数器导线;（d）对焊接好的模块进行测试;（e）模块组装与调试。将学生自己动手焊接的传感器模块组装起来，在教师的指导下，进行调试，实现任务。
3.3 教学方法
将以“教师教”为主的“教堂”变为以“学生学”为主的“学堂”，改变以往“满堂灌”的做法。与理实结合相互配套使用的教学方法有三种：讨论法、任务驱动法、自主学习法。
3.3.1 讨论法
指在教师的指导下，学生以个人或小组为单位，围绕教师设置的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论的形式，获得知识或巩固知识的一种教学方法。优点在于，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。
3.3.2 任务驱动法
指根据实际的教学需求对所授课程内容进行任务分解，由学生围绕每个任务制定计划并通过自己的努力去实现或完成该任务的一种强调“在做中学”的教学方法。任务驱动法可以让学生在完成“任务”的过程中，培养分析问题、解决问题的能力，培养学生的探索能力和合作精神。
3.3.3 自主学习法
教师只是给学生留思考题或对遇到的一些生产问题，让学生利用手边资源自主地寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价。可培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的综合素质。
3.4 教学评价与反思
在教师的指导下，围绕教师设置的中心问题，学生制定计划并自主实现或完成该任务。由任务驱动的教学，让学生在完成“任务”的过程中，提高学习兴趣，培养分析问题、解决问题的能力，提高学生内化知识的能力。而后师生间，小组间进行自评互评，再次回顾相关知识点，总结收获，反思不足。在学习的同时，培养学生探索精神和团队协作力。
4 结语
本文提出了一种有效的传感器课程理实结合教学模式的探索性案例，该方案理论与工程应用结合紧密，与新工科教育背景下应用型人才培养理念结合紧密。随着教学改革持续进行，“理实结合”教学模式将理论知识教学和实际实践教学有机地结合起来，从感性认识出发，加大了实践教学的份额，提高了学生的动手能力，增加了知识的内化效率，增强了学生的就业竞争力学生综合素质养成效果较好，学习效果提升明显，是应用型本科传感器课程中的一种行之有效的教育教学模式。
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