一、《传感器技术》课程是电子信息类专业的重要课程
传感器技术在现代科学技术中具有十分重要的地位，被称为现代信息技术的三大支柱（传感技术、计算机技术、通信技术）之一，它是一个国家生产力水平高低和综合实力的标志之一。传感器技术及应用工程是信息获取与交换的核心，被列在近十年世界现代电子信息技术的首位，它在工农业生产、交通运输、信息技术、环境保护、医疗保健、国防军事等许多领域中都得到了广泛应用。传感器的主要作用是获取信息，因此成为信息技术的源头。在现代社会中，所有以计算机为核心的测控系统，都需要传感器。而系统中的信息处理、转换、存储和显示等都与计算机直接相关，属于共性技术，惟独传感器是千变万化、多种多样的，所以系统的功能更多地依赖于传感器的性能。传感器技术在当代科技领域中占有十分重要的地位。随着计算机技术的不断发展，信息处理技术也在不断发展、完善。但作为提供信息的传感器，它的发展相对于计算机的信息处理技术功能来说就落后了。这使得自动检测技术受到影响，也直接影响到信息技术的进一步发展。基于上述原因，愈来愈多的科技工作者对传感器技术寄予高度重视，促使传感器技术加速发展，以适应信息技术发展的需要。
20世纪80年代以来，随着现代科学技术的飞速发展，特别是大规模集成电路技术的发展和微型计算机的普及，传感器技术的地位和作用越来越突出。因此，我校将《传感器原理》课程列为电子信息类本科生必选专业基础课程。
二、《传感器技术》课程的特点
本课程具有如下特点：
1.内容多
由于传感器种类繁多，涉及到物理量传感器、化学量传感器、生物传感器、智能传感器及机器人传感器等几大类，而每一大类中，又有许多小类。如物理量传感器分为力学量传感器、红外传感器、光传感器、温度传感器、磁传感器等；而在力学量传感器中，又分为电阻应变式力学量传感器、压电式力学量传感器、压阻式力学量传感器、电容式力学量传感器等。所以，如何将教学内容组织好以及如何取舍教学内容，将是本课程需要重点解决的难题。
2.涉及的基本理论多
传感器技术是一个汇聚物理、化学、材料、器件、机械、电子、生物工程等多种类型的交叉学科，涉及传感检测原理、传感器件设计、传感器开发和应用的综合技术。如在力学量传感器中，涉及到电阻应变原理、压电原理、电容器原理；而在光传感器中，涉及到半导体的各种光电效应，如光电子发射效应、光生载流子原理、光生伏打效应等。所以这也对学生提出了很高的要求，要求学生具有相当扎实的基础理论知识。当然，教师在授课时也应该重点对某些基本原理作细致的介绍，让学生在学习本课程的过程中，同时复习所学过的基本理论，进一步加深印象。
三、《传感器技术》课程的教学组织
1.教材的选择
一本好教材就是一位好老师，所以教材的选择在课程建设中占有极其重要的地位。本课程最初选用大连理工大学出版社出版的由牛德芳主编的《半导体传感器原理及应用》，该书对传统的半导体传感器介绍较多，但均不深入；另外，该书对新型传感器的介绍太少。后来，通过查阅相关教材，最终确定了由国防科技大学出版社出版的由刘迎春、叶湘滨编著的《传感器原理、设计及应用》作为教材，该教材具有两个很大的优点：其一是内容丰富、全面，该书对当前使用较多的几类传感器，如电位计式、应变式、电容式、电感式、压电式、磁电式、光敏式、霍尔式传感器的基本原理、动静态特性、信号调节电路及其应用都进行了较为详细的分析，还介绍了有关这些传感器的设计知识。另外对光纤、气敏、湿敏和智能等新型传感器也作了介绍。其二是介绍深入浅出，学生容易理解，学习也不会太难。
2.教学内容的选择
由于本课程涉及内容较多，所以教学内容的取舍是关系到本课程教学效果好坏的一个关键。在这十多年的教学中，我们发觉，教学中需要一些成熟的传感器例子如应变式传感器、压电式传感器、温度传感器等来调动同学们的积极性。通过这些成熟的传感器的理论及应用介绍，让学生体会传感器设计的一些基本思想、基本工艺路线、基本特性测试方法及基本的应用设计。同时，通过介绍现在研究得比较多的化学传感器、生物传感器，来激发学生的兴趣，让他们也学习一下传感器最新的研究思想、最新的设计及制备手段。
本课程由新型传感器教育部重点实验室承担，实验室有一支在敏感材料及传感器技术研究方面具有丰富经验、结构合理的科研队伍，在敏感材料及传感器的制备与测试方面也具有较好的实验条件，先后承担并较好完成了国家自然科学基金项目、国家“863”计划、总装备部新品、预研及基金项目的研究，并在新型敏感材料及器件的研究方面取得了一系列具有国际先进水平的重要研究成果，获得国家发明奖1项、部省级科技进步奖10余项，同时，在化学传感器的研究上取得了重要的研究成果。这些研究成果对本门课的教学是至关重要的。
本门课程最终确定的教学内容为：传感器概论、应变式传感器、压电式传感器、热电式传感器、光电式传感器、红外传感器、气体传感器、湿度传感器、生物传感器、传感器的标定、实验室最新研究成果介绍。
3.多媒体教学
教学手段的改革同样是教学改革的重要任务。信息科学技术的迅速发展，引起了知识传播方式的深刻变化，给教学手段的不断更新提供了可能。
多媒体教学方式如今已使用得非常广泛，在《传感器技术》课程教学中使用多媒体教学手段，是教学内容特点的要求，因为大量的实际操作和实物，只有通过多媒体才能给学生以直观、清楚的认识，较之一般的课堂教学方式，多媒体教学具有事半功倍的作用。
教学手段的改革，不仅方便了教学，而且也提升了教学水平。多媒体的教学内容是在广泛收集资料的基础上整理而成的，其中提供了大量传感器的结构设计图、变送电路原理图、敏感特性曲线及应用设计图，如果完全靠老师板书来教学的话，教学效果将大大降低，同时对学生理解传感器基本理论及应用也带来了很大的困难。所以，本门课自1996年以来，就开始采用多媒体教学手段，取得了较好的教学效果。
4.实验教学内容的安排
坚持理论教学与实验教学相结合的原则，在讲授传感器基本理论的同时，也积极开展实验教学的探索，选择开出了应变式传感器特性实验、压电式传感器特性实验、气体传感器特性实验及湿度传感器特性实验等多个实验，为学生掌握传感器的基本特性、加深对传感器的印象奠定基础。
实验是教学的一个重要环节，是对教学内容的验证和补充。同时实验课是学生独立操作的课程，只有在实验课内才能真正体现学生的主体地位，发挥学生的创造能力。在实验课中教师要发挥其主导地位，在实验前教师先讲清基本原理及仪器的使用方法，然后让学生动手实验。通过实验教学，既培养了学生对传感器实验设备的操作能力，又使学生掌握了科学的学习方法，加深对传感器设计理论、传感器原理及特性测试等方面的理解，激发学生学习的兴趣，培养学生的创造性。
5.课程考试方式的探索
本课程的考核由最初的闭卷考试，改为包括平时考试和期末考试两部分，期末考试可以采用闭卷、开卷及一页开卷等多种形式。平时成绩占30%，考试占70%。同时，考试也改变过去的全靠死记硬背来完成的模式，中间加入了学生的课程设计作为可选项。若学生完成了课程设计，则可以在课程考试的70分中单独占10～15分；未做课程设计的同学，则需要整个70分的考卷。这样，可以激发部分有兴趣的同学去积极参与课程设计，为以后的毕业设计奠定基础。现在成功的课程设计有“无线温湿度测控系统的研究”、“光纤温度传感器”、“聚酰亚胺湿度传感器”等。考核的方式很多，还有待进一步扩展。
四、结论
学生专业能力的培养，一方面要通过理论课学习来获得，而更重要的是通过实验教学来获得。《传感器技术》课程的教学内容是本专业学生应当具备的最基本的知识，我们利用我校特有的教学实习基地和日益发展的信息科学，尽可能地提高实验教学质量。
通过近10年的教学，本课程取得了较好的成绩。选修本课程的本科生，其中有许多学生通过保研或考研进入到实验室进一步深造，他们做的课程设计，为他们毕业设计以及研究生阶段的研究奠定了坚实的基础，有部分同学在刚进入研究生学习的时候，通过总结课程设计及毕业设计的实验工作而发表了高水平的论文。
然而迅猛发展的传感器技术也给《传感器技术》课程的教学内容和教学方法不断提出了崭新的课题，有待我们不懈地努力。
改革微机课程注重基础知识加强能力培养
林水生李广军阎波周亮
【摘要】随着计算机技术的不断发展，计算机的应用越来越广，并不断嵌入到各种各样的电子产品中。作为工科电子类的专业基础课程，既要注重计算机的基础知识结构，又要反映计算机发展的最新技术。本文在介绍微机的发展概况、说明微机课程改革必要性的基础上，对微机课程知识体系和内容的改革作了较为详细的讨论，并对配套教材的改革建设、授课方式的改革建设以及实验的改革建设等作了详细阐述。
【关键词】微机系统课程建设课程改革实验教学
随着微电子技术的不断发展和工艺水平的不断提高，近年来计算机特别是微型计算机的发展非常快，从20世纪80年代以8位机为主发展到现在的32位机甚至64位机，CPU的工作速度从20世纪80年代的几兆赫兹提高到现在的几吉赫兹，计算机的性能提高了几个数量级。计算机的价格近年来也有较大幅度的降低，计算机越来越普及，应用非常广泛，越来越多的电子产品中都逐步嵌入了微处理器，小到遥控器，大到航天飞机，都是如此。为了使学生毕业后能够尽快适应各自的工作岗位、更好地利用计算机，以提高工作效率，就要求学生有较扎实的理论基础和灵活应用所学知识解决实际问题的能力。因此，加强计算机基础理论知识的教学是非常必要的。微机课程同时也是一门技术性较强的课程，加强课程实验和课程综合设计也是非常有益和必要的。
微机技术的不断发展，也要求课程内容的不断更新和发展，同时也要求课程知识体系与现代微机技术的发展相适应。
一、改革课程体系结构
1.原来的课程设置
许多年来，国内各高校的课程设置比较相似，与微机相关的课程主要有《微机原理及应用》、《微机接口技术》、《汇编语言程序设计》、《单片机原理及应用》等。
《微机原理及应用》课程的主要内容包括：微机系统介绍、微处理器结构、汇编语言、存储器、接口概述、常用接口芯片等。
《微机接口技术》课程的主要内容包括：接口概述、系统总线、键盘、鼠标、显示器等人机界面接口、磁盘接口、串行接口、并行接口、模拟/数字转换、数字/模拟转换等。
《单片机原理及应用》课程的主要内容包括：微处理器发展概述、单片机概念、MCU结构、汇编语言及程序设计、外设接口扩展、典型应用等。
《汇编语言程序设计》课程的主要内容包括：微处理器结构介绍、寻址方式、汇编语言指令、程序段设计、综合程序设计等。
另外有一些与专业方向紧密相关的课程，如《计算机控制系统》、《数据采集与处理技术》等。这些课程往往是计算机的具体应用。
从这些课程设置和内容可以看出，课程内容有较多重叠。如汇编语言在多门课程中都要涉及，在《微机原理及应用》课程中讲述的是X86微处理器；而《单片机原理及应用》课程如果讲述的是51系列单片机的话，学生不容易分清寻址方式、寄存器名称、指令系统等，在编写程序时往往将多种微处理器的指令混淆到一起。
在《微机原理及应用》课程中，串口、并口、定时器/计数器、中断控制器等接口挂在总线上，与微处理器相对独立，是单独的芯片；而在《单片机原理及应用》课程中，完成这些功能的模块与处理器集成在一个芯片当中，往往被看成是芯片的一部分，学生不容易分清楚这些概念。有些内容在多门课程中重复出现。因此，需要对课程的体系结构和课程内容进行调整和改革。
2.课程体系结构改革
课程体系改革的整体思路是逐步调整课程结构、整合课程内容、注重基础、加强应用。
《微机系统原理及接口技术》课程整合了原《微机原理及应用》和《微机接口技术》两门课程的内容，在加强基础知识的同时，着重使学生建立起微机系统的概念，在充分掌握外设接口原理的基础上，加强接口应用及设计能力的要求，并通过重新整合实验内容，加强自主实验设计。
汇编语言指令对理解微处理器的结构、计算机的结构和工作原理是非常有效和必要的，汇编语言程序设计有助于理解计算机的工作过程。但在各种应用场合中，汇编语言程序仅仅作为应用程序直接与硬件相关的嵌入部分，一般不会用汇编指令编写全部的程序，所以在新的课程中，适当减少了汇编语言的程序设计内容。
