| 标题 | 应用物理专业“传感器原理与技术”理论教学浅谈 |
| 范文 | 殷月红 曹国华 摘 要 “传感器原理与技术”具有多学科交叉性，综合性强。本文在STS教育思想下，结合国内教学现状，探究应用物理专业对此课程的理论教学的改革，旨在培养懂原理、重应用的技术创新型人才。本文针对教材选择，反向输入教学模式对传感器原理与技术理论课程教学进行初步探索。 关键词 应用物理 STS教育 反向输入 传感器原理与技术 随着社会的发展，科技的进步，传感器日益走进人们的视野，并已广泛深入工业生产、日常生活、军事医疗等应用领域中。传感器技术已经成为现代信息技术的三大基础之一，被喻为电五官，担任信息采集的重要职责。目前，传感器原理与技术已经是理工科院校电子信息类专业的基础教学课程，兼具非常强的实践性和应用性。 1“传感器原理与技术”理论教学改革现状 传感器技术涉及多学科知识，其综合性非常强，分为理论教学和实验教学。其中理论教学主要以各类传感器的工作原理、结构、测量电路、应用电路等为主，相似而又不同的各类传感器学习让学生觉得枯燥乏味，缺少条理性和前后连贯性。同时理论课上学生难以直观感知各类传感器，学习的积极性和兴趣需要进一步提高。 近年来，国内一些高校相继开展了传感器技术教学实践，取得了一些成功的经验。南京理工大学针对理论教学的内容和教学形式进行改革，在教学内容上引入前沿传感器知识，让学生能够及时了解传感器的最新动态。借鉴翻转课堂的教学模式，采取兴趣小组，学生自行搜集和学习相关资料，并到讲台上给同学们讲解，课堂讨论，以此提高学生的学习积极性和主动性。经过两年的试点运行，取得良好的教学成果。 2 STS教育背景下理论教学探索 2.1针对专业选择教材 目前传感器原理与应用的教材一是基于物理原理对传感器进行分类讲解，比如电容式、电感式、电阻式等;此类教材利于理解各类传感器原理，但同时由于传感器种类繁多，就不可避免导致知识的硬性叠加和重复，对学生理论知识的接收和提取要求非常高。另一类是基于用途对传感器进行分类的教材，针对应用物理专业的学生，在教材选择倾向于反向思维，选择按照传感器用途进行分类讲解的教材，避免理论的再输入和累积，以易于理解和熟悉的方式引入传感器，根据社会应用寻求技术创新，再追根溯源，探寻和掌握科学理论，将STS有效结合。选择用途分类的教材有利于提高学生的学习兴趣，避免理论知识讲解的枯燥与重复。值得提出的是同一用途的传感器，常涉及多个物理理论，比如力敏传感器，涉及电容、电阻、谐振等，这样就要求合理安排课程时间，避免一刀切。电子科技大学采用用途分类教材，进行教学实践，并取得良好的教学效果。由此可见，适合的教材和因材施教的教学模式是决定理论教学能否取得成功的重要因素。 2.2充分利用网络资源 随着电子信息产业的发展，传感器发展迅速，日新月异，这就要求我们在教学中将传感器的发展趋势和各类新型传感器传递给学生，提高学生的认知能力。同时鼓励学生利用无线网络和智能手机查阅资料，提高检索信息的能力，拓展视野。以往的教学模式主要以教师为主，学生为辅，多为学生被动接受知识。在传感器原理与技术理论教学中，采用翻转课堂的教学模式。通过不同用途传感器划分学习小组，组内学习任务合理安排，责任划分，以小组为单位实现课堂教学。充分调动学生的学习积极性和主动性，给予学生肯定。教师的主要任务是指导和引导学生，最终目的是学生获取知识，提高专业技能，成为具有思考能力和创新能力的优秀人才。 2.3反向输入教学，理论和实践相结合 在應用物理专业背景下开展“传感器原理与技术”理论教学，需要充分结合学生的理论背景，采用反向输入教学模式。针对已经实现的传感器鼓励学生自主探索其依据的科学原理和物理理论。在学生理解理论的基础上，鼓励学生进行科研开发和技术探索，结合专业实验室进行研究工作，形成“产品—理论—产品”的学习模式，不仅让学生了解传感器背后的原理，更是让学生对传感器技术有深一步的理解，为培养学生的创新能力提供平台。以力敏传感器为例，我们通过生活中非常普遍的超市称重秤引入，鼓励学生探寻其科学原理;进而引出其电阻应变片的物理机理，通过学生掌握理论的基础上，鼓励学生自主思考制作基于此原理的传感器。经过一定的教学实践，通过合理安排教学计划及教学内容，采用反向输入的教学模式，充分调动了学生的学习积极性，取得良好的教学成果。在后期的教学中将进一步对教学模式进行探索，更有效实现具有扎实理论基础，良好创新思维的人才培养。 3结束语 本文章通过对“传感器原理与技术”理论教学较全面的研究，根据应用物理专业的学习背景，设计理论教学方案。通过合理选择教材，充分利用网络资源，采用翻转课堂和反向输入的教学模式，力求实现理论和实践相结合的教学。锻炼学生的理论理解能力和动手能力，提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生团队合作意识，增强学生学习积极性，实现学有所获，进而培养全面发展的复合型人才。 作者简介：殷月红（1979-），女，山东聊城人，博士，讲师，主要从事荧光纳米材料及应用研究。 参考文献 [1] 郭红英.“传感器与检测技术”实验教学改革探索[J].当代教育实践与教学研究，2016（11）：160. [2] 汪文明.综合传感器实验教学内容设计探讨[J].物理与工程，2008，18（06）：30-33. |
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