戴华,明志新,庞璐
湖北水利水电职业技术学院 机电工程系，湖北 武汉 430070
[摘 要] 通过分析传感器与检测技术实训现状分析，针对不能有效的激发学生学习兴趣和培养学生的创新能力等问题，结合我系专业特色，提出把实训课程与专业特色相结合的创新教学内容和教学方法，在实训过程中培养学生的创新意识，通过组建众创空间创造出良好的创新环境，为提高了学生的动手能力和创新能力提供参考和意见，并取得了初步成效。
[关键词] 传感器检测技术实训；教学改革；创新能力
[中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号]
一、引言
长期以来，传统的传感器与检测技术实训课程教学内容陈旧，毫无新意，只能做一些验证性的实验，综合性和设计性实验几乎没有，实验教学手段非常单一，导致学生学习兴趣不高，学生创造性思维得到抑制，不利于传感器与检测技术的自主创新和高技术人才的培养[1]。
近几年来，结合我系专业特色，从培养创新型人才的出发点，把不同课程中相关知识与传感器与检测技术实训相结合，对传感器与检测技术实训课程的教学内容和教学方法进行创新，探索出适合学生的创新意识和创新能力发展的实训教学新模式，并取得了初步成效。
二、传感器与检测技术实训现状分析
目前传感器与检测技术实训教学内容主要包括了解金属箔式应变片的应变效应，理解电桥工作原理和性能；了解电容式传感器结构特点及其性能与测量原理和方法；了解霍尔式传感器原理与应用；了解压电传感器的测量振动的原理和方法；了解热电阻传感器的特性与应用；了解热电偶测量温度的性能与应用范围。
这些实训教学内容陈旧，毫无新意。而且这些实训内容的教学都是采用传统的传感器与检测技术实训教学方法，通常是要求学生按实验指导书上的操作步骤，一步步按实验指导书的要求，便可以得到实验结果，实验教学手段非常单一[2~3]。实训设备采用实验平台，从实训内容可以看出，只能做一些验证性的实验，综合性和设计性实验几乎没有，这些束缚了学生想像的翅膀，学生一味的模仿老师的实训操作，便可以完成规定的实训项目，没有注重学生的创新意识和能力的培养[4]。这些往往会导致学生主动参与实训的兴趣不浓，没有了强的求知欲望和动手欲望，从而使学生不能很好的做到理论知识与实践能力相联系，不学把新学的知识灵活的应用到分析问题和解决问题之中，形成僵化的思想。
三、传感器与检测技术实训教学改革探索
1. 创新实训教学内容
传感器与检测技术实训教学内容的选择可以根据本专业的实训特点、学生掌握所学相关课程知识的实际情况，既结合了本专业实训特点，也可以避免实训内容过于简单或是过于困难的情况[5]。
根据本专业的特点可以设置的实训内容：电梯里使用的传感器相关实训，工业机器人使用的传感器相关实训，教学加工两用型微型数控铣床平台上使用的传感器相关实训等等。
根据学生掌握所学相关课程知识的实际情况设置的实训内容：利用所学的电感式接近开关和光电式传感器的相关知识检测小钢珠并计数，如图1所示。
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图1利用所学传感器知识检测小钢珠并计数
经过这些实训操作练习能明显提高了学生的基本实训动手能力和提升了学生的创新能力。
教师还可以结合开式的新设备精心设计传感器与检测技术实训内容。如在设计利用电感传感器作为教学加工两用型微型数控铣床平台的数控铣床的限位开关，控制数控铣床X、Y、Z轴运动极限以及中点的定位，让学生掌握电感式传感的动作距离参数、动作频率参数等性能，这些必须做的实训内容。还可以让学生思考可否不用电感式传感器，更换其他类型的传感器，并让学生自己验证的想法和结论，这样的拓展实训内容。必做实训内容和拓展实训内容，两种模式的相结合，既让学生掌握了相关传感器基础知识、基本技能和应用能力，又能让学生提高对实训的兴趣，进一步提升了学生的创新能力。
2. 创新实训教学方法
在传感器与检测技术实训教学过程中，教师的讲解应该是简洁的，突出重点和强调注意事项，不能“满堂灌”，要让学生动手操作的时间占实训课堂的大部分时间。教师可以结合传感器与检测技术的新知识拓展学生的知识面，开阔学生的知识视野，如可以结合 “天问一号”中国的首个火星探测器，着陆火星表面，开展对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测任务中[6]，所可能用到的传感器进行讲解，一方面可以提高学生学习传感器与检测技术实训这门课的兴趣，另一方面也可以增强学生们的自豪感，爱国情。
还可以引入多媒体或“虚拟现实”教学方式。通过观看传感器原理视频，能让学生更能直观和生动的学习到枯燥的原理等知识；通过观看传感器与检测技术在实际生产过程中的视频，能增加学生学习的乐趣；通过VR虚拟现实技术，可以让学生身临其境在实际的生产环境中，加深对实训内容的理解。如在讲把新型传感器与检测技术应用到电梯设备中时，学生带上VR设备，“进入”电梯内部，沉浸在电梯实际运行时传感器真实工作环境；还可以让学生“进入”传感器内部，“亲眼目睹”传感器工作时的结构、性能和原理等参数。这种把“虚拟现实”教学方式引入到代传感器与检测技术实训教学中，学生可以非常直观的体验到所学的传感器与检测技术的相关理论知识在现实设备中的应用，极大地提高了学生的学习动力和积极性[7]。如图2所示，为电梯安装传感器VR片段截图。
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图2 电梯安装传感器VR片段截图
3.培养学生创新意识
传感器与检测技术实训内容的创新打破了传统传感器实训内容的按部就班的教学，教师也不再需要提供实训原理以及实训步骤，只需要给出实训目标，由学生独立完成相关的计算和原理设计[8]。如在做利用光电式传感器的相关知识检测小钢珠数目的实训项目时，学生自己查阅光电传感器参数，设计电路图，并焊接连线，再按自己设计的原理图进行实验，验证自己的实验结果。如图3学生设计并验证实验结果。
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图3学生设计并验证实验结果
通过学生自己查找资料，设计电路图和实训原理图，再制作实物组装和调试，最后验证实验结果，整个实训过程中，很好的锻炼和培养了学生的创新意识和创新能力。
4. 开放实训室，组建众创空间
良好的开放性实训室，组建众创空间（如图4所示），创造了一个良好的能为学生个性化发展的学习空间和营造出良好的学习氛围。学生可以使用实训室的设备仪器，来完成自己感兴趣的制作和发明，验证自己设计实验的结果（如图5学生更换不同类型的传感器，并验证其结果）。
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通过组建的众创空间，给学生提供了良好的创新环境，充分调动了他们的学习积极主动性，提升了他们知识的应用能力，提高了他们的动手能力和创造力。
四、结束语
结合我系专业特色，把不同课程中相关知识与传感器与检测技术实训相结合的创新教学方式，打破了常规实训教学内容陈旧无新意，教学手段老套无改变的局面，并且通过组建众创空间和开放性实训室，给学生创造出良好的自学氛围，提高了他们的动手能力和创新能力。
参考文献
[1]王孟禄, 张振龙. 传感器实验教学设计与实践[J]. 实验室科学, 2014, 17(003):135-138.
[2]戴华. 《传感器与检测技术》工学结合实训项目开发探究[J]. 湖北水利水电职业技术学院学报, 2012, 000(002):P.34-36.
[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, 2015(2):55-56.
[4]吕海涛. 仪器分析实验教学改革的探索与实践[J]. 实验室科学, 2011(03):16-18.
[5]袁银男, 许桢英, 刘会霞, et al. 完善实践教学体系 强化创新能力培养[J]. 实验室研究与探索, 2010, 029(004):92-94,98.
[6]中国航天科工助力“天问一号”开启探火之旅[DB/OL].https://www.sohu.com/a/409291525_324450, 2020-07-23/2020-09-23.
[7]戴华, 明志新, 庞璐. 现代化教学手段在"传感器与检测技术"课程教学中的应用[J]. 装备制造技术, 2019, 000(008):171-174.
[8]刘玉燕, 傅彩芬. 改革传感器实验教学,培养学生创新意识[J]. 实验科学与技术, 2014, 12(5):188-191.
基金项目：湖北省高等学校省级教学研究项目“基于教学加工两用型微型数控铣床实训教学模式研究” (编号：2018569)；湖北省职业技术教育学会省级“高职院校传感器学科实验教学改革与实践”(编号：ZJGB201820)
作者简介：戴华(1978-)，男，湖北黄梅人，硕士，副教授；研究方向：智能检测技术与装置。
Exploration on Practical Teaching Reform of Sensor and Detection Technology
DAI Hua,Ming Zhi Xin,Pang Lu
(Mechatronics Engineering Department，Hubei Water Resources Techincal College，Wuhan 430070，China)
Abstract： Through the analysis of the current situation of sensor and detection technology training, aiming at the problems that can not effectively stimulate students' interest in learning and cultivate students' innovation ability, combined with the professional characteristics of our department, we put forward the innovative teaching content and teaching methods combining the practical training courses with the professional characteristics, so as to cultivate students' innovative consciousness in the process of training, and create a good innovation by establishing a mass innovation space The new environment provides reference and advice for improving students' practical ability and innovation ability, and has achieved preliminary results.
Key words：practical training of sensor detection technology; reform in education; innovation ability