工業(yè)技術(shù)論文傳感器及檢測技術(shù)教學(xué)

　　這篇工業(yè)技術(shù)論文發(fā)表了傳感器及檢測技術(shù)教學(xué)，論文從理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個環(huán)節(jié)進(jìn)行了教學(xué)新模式的嘗試與改革，并取得了初步的成果。論文從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程考核方面進(jìn)行了課程教學(xué)的分析，提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

　　【摘要】“傳感器及檢測技術(shù)”是一門綜合性實(shí)用性很強(qiáng)的課程，針對該課程理論方面比較分散而實(shí)踐方面又需要很強(qiáng)的動手能力的特點(diǎn)，提出要適當(dāng)調(diào)整理論與實(shí)踐的課時比例，實(shí)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與綜合性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)方法，把理論與實(shí)際相結(jié)合，逐步提高實(shí)踐課程的難度。基于課程綜合性非常強(qiáng)的特點(diǎn)，結(jié)合其他課程開設(shè)了設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與能力。實(shí)踐表明，提高實(shí)踐課程的比例，對于改善傳感器與檢測技術(shù)的教學(xué)效果，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力起到了重要作用。

　　【關(guān)鍵詞】工業(yè)技術(shù)論文,傳感器及檢測技術(shù),教學(xué)改革,實(shí)踐

　　引言

　　傳感器與檢測技術(shù)是信息技術(shù)的核心之一，它是研究信息提取、信息轉(zhuǎn)換和信息處理與應(yīng)用的課程，是一門綜合性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及到不同的學(xué)科領(lǐng)域，包括機(jī)械、電氣、信息、環(huán)保等[1]。該課程理論內(nèi)容非常分散，實(shí)踐性強(qiáng)，尤其是理論部分的學(xué)習(xí)過程非常乏味。如何提高課程的教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，探索合理科學(xué)的教學(xué)模式是從事該課程教學(xué)的教師一直關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

　　1理論教學(xué)方面

　　傳感器及檢測技術(shù)這門課程在理論學(xué)時的安排上，應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱的要求，適當(dāng)減少理論學(xué)時，增加課堂的靈活性。那么既要完成教學(xué)任務(wù)，又要把這門課程講好，這就向我們提出了一個艱巨的任務(wù)，所以本門課程在理論課的安排上不能完全按照教材去講解，要綜合考慮以下四方面內(nèi)容:第一，學(xué)生對于先導(dǎo)知識的掌握。本課程是在電路、電力電子技術(shù)基礎(chǔ)上開設(shè)的課程。傳感器主要作用是信號的采集，對于信息的處理與應(yīng)用主要還是利用電力電子技術(shù)，有了這些先導(dǎo)課程，教師才能夠更清晰地講解傳感器中的測量電路，讓學(xué)生能夠深入理解傳感器在實(shí)際中的應(yīng)用。第二，傳感器基本知識的講解。這是本門課程的主要任務(wù)，講解各種傳感器的結(jié)構(gòu)原理，讓學(xué)生更加深刻地理解傳感器中非電量與電量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。第三，在前兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增加一些測量實(shí)例。只有既講解好元件的原理結(jié)構(gòu)又與應(yīng)用電路相結(jié)合，才能夠使得整體課程不空洞，讓學(xué)生切實(shí)體會到傳感器的作用。以霍爾傳感器為例，在講授霍爾傳感器的原理時，除了講解霍爾效應(yīng)以及它可以測量位移、轉(zhuǎn)速、加速度等，可以加入霍爾開關(guān)的應(yīng)用，利用霍爾開關(guān)產(chǎn)生的電信號控制衛(wèi)生間內(nèi)的照明情況，此應(yīng)用結(jié)合傳感器與電力電子技術(shù)的知識，讓學(xué)生直觀地看到傳感器在現(xiàn)實(shí)生活中的作用。第四，及時補(bǔ)充傳感器的前沿知識。如物聯(lián)網(wǎng)傳感器，讓學(xué)生能夠從接受這門課程開始到有興趣去自主學(xué)習(xí)[2]，整體內(nèi)容在安排上由淺入深。在理論課的講解過程中，要盡量使用現(xiàn)代化教學(xué)工具和多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，提高教學(xué)效率。

　　2實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面

　　2.1實(shí)驗(yàn)進(jìn)度的安排目前一般的實(shí)驗(yàn)課安排在教學(xué)周的最后階段，無法讓學(xué)生及時地把理論與實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)課的目的就是加深對理論知識的理解與應(yīng)用，因此我們可以把傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)穿插在教學(xué)過程當(dāng)中，加深學(xué)生對傳感器理論知識的理解。這樣既可以讓學(xué)生明白自己在學(xué)什么，又可以提高動手能力。在做實(shí)驗(yàn)的過程中，可以引導(dǎo)學(xué)生思考，除了原理性的實(shí)驗(yàn)，此種類型的傳感器還能在工程上有什么樣的應(yīng)用，為后邊安排的設(shè)計性與綜合性實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)。時間上安排，實(shí)驗(yàn)課應(yīng)貫穿整個教學(xué)期間，形成一個完整的教學(xué)過程。2.2實(shí)驗(yàn)類型的設(shè)定傳統(tǒng)的傳感器實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)上的實(shí)驗(yàn)步驟連接電路，改變其中的某些參量，得到非電信號到電信號的轉(zhuǎn)變，最后記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生只是被動做實(shí)驗(yàn)，缺乏主動性與創(chuàng)造性。所以在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上，既要有驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)還要有綜合性和設(shè)計性的實(shí)驗(yàn)，在整個教學(xué)過程中，逐漸地把教學(xué)從以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體，讓學(xué)生化被動為主動[3]，既增加了教學(xué)的趣味性，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如我們在講解電阻式傳感器時，由于電子秤是電阻式傳感器的經(jīng)典應(yīng)用，教師就可以安排先做驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，如電阻式傳感器的半橋性能實(shí)驗(yàn)，在試驗(yàn)臺上進(jìn)行電路的連接，體驗(yàn)一下力如何轉(zhuǎn)變成電信號，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)誤差等。這種相當(dāng)于導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)，不要安排太難，要提起學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣，讓大家把課上的理論知識應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去。然后可以安排做電阻式傳感器的全橋?qū)嶒?yàn)進(jìn)行對比，對比一下不同連接電路中靈敏度、誤差等指標(biāo)的區(qū)別，也為后邊電子秤的綜合性實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)。綜合性的實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自主去做。所謂自主，即教師只提出實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)原理與電路由學(xué)生去設(shè)計。最后提交實(shí)驗(yàn)報告，在報告中，要包含實(shí)驗(yàn)步驟、原理圖以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還要記錄實(shí)驗(yàn)過程中遇到的難點(diǎn)以及解決辦法。做實(shí)驗(yàn)過程中安排好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的層次，實(shí)驗(yàn)要求由低到高，由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)開始，到綜合性實(shí)驗(yàn)，以設(shè)計性的實(shí)驗(yàn)作為結(jié)束。設(shè)計性的實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自己去查資料定題目，由實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生提供基本的工具。學(xué)生可以和其他課程內(nèi)容相結(jié)合，如單片機(jī)、數(shù)字信號處理等課程，將傳感器采集到的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，送入到單片機(jī)或計算機(jī)中，再進(jìn)行信號處理。舉一個比較簡單的例子，利用溫度傳感器采集溫度傳送到單片機(jī)中，通過LCD顯示當(dāng)前的溫度。測溫電路采用DS18B20溫度傳感器來采集溫度，利用單總線技術(shù)將其與AT89C51的P0接口相連接，顯示部分用LCD中的LM016L液晶顯示屏來作為顯示電路，將AT89C51中的P2口作為數(shù)據(jù)線，將P3口作為LCD的控制信號的連接端口。這些設(shè)計性的題目既可以讓學(xué)生體會到親自動手做電路帶來的快樂，又可以鞏固學(xué)生學(xué)過的課程。2.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的完善目前我們的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是固定的，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排應(yīng)該經(jīng)過多學(xué)期的完善，最終確定為最適合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。開課的每學(xué)期結(jié)束后，聽取學(xué)生的感受和意見，調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如增加學(xué)生們感興趣的實(shí)驗(yàn)部分，調(diào)整驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)的難度以及兩部分內(nèi)容開設(shè)的比例。

　　3課程考核方面

　　目前我們的課程考核以期末考試為主要的評價方式，考核方法單一。成績比例更偏向于理論成績，學(xué)生的目光更集中在期末考試的試卷上，這使得實(shí)驗(yàn)部分無法引起學(xué)生的重視，不利于提高學(xué)生的動手能力與創(chuàng)新能力。為了科學(xué)評測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，全面考察學(xué)生的應(yīng)用能力，課程考核方面也進(jìn)行了改革。期末考試成績分成兩部分，理論部分與實(shí)驗(yàn)部分各占50%，相對于現(xiàn)在而言提高了實(shí)驗(yàn)成績的比例。其中理論部分包括平時成績與期末考試成績。平時成績反映學(xué)生上課的出勤情況以及課堂表現(xiàn)與平時作業(yè)的完成情況，占理論成績的20%;期末考試的卷面成績占理論成績的80%。實(shí)驗(yàn)部分成績包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)成績與綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)成績。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)成績體現(xiàn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的準(zhǔn)備情況、實(shí)驗(yàn)課的表現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)報告質(zhì)量;綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的成績，體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐能力。這種考核方式更加科學(xué)合理，發(fā)揮了考核的積極功能。經(jīng)過幾年的探索與改革，我們找到了該課程適合學(xué)生的教學(xué)方法，既能夠愉快地完成教學(xué)任務(wù)，又能夠提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，為學(xué)生將來無論是步入社會找工作，還是繼續(xù)學(xué)業(yè)打好了基礎(chǔ)。當(dāng)然這還是我們的初步探索，以后會加大教學(xué)的改革步伐，不斷提高傳感器與檢測課程的教學(xué)質(zhì)量。

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　　作者：徐維維 單位：廊坊師范學(xué)院

　　推薦期刊：《電工技術(shù)學(xué)報》(雙月刊)創(chuàng)刊于1986年，由中國電工技術(shù)學(xué)會主辦，機(jī)械工業(yè)出版社出版的綜合性學(xué)術(shù)期刊。主要涉及：電機(jī)與控制、電器、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)、工業(yè)自動控制、電工測試、理論電工、電氣絕緣、材料、信息化技術(shù)等。