《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程的教學(xué)思考

張常玲

【摘要】隨著機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線、人工智能等技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)傳感器的需求也在不斷增加。傳感器與檢測(cè)技術(shù)也成為現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中一門及其重要的學(xué)科，是自動(dòng)控制專業(yè)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)電一體化等專業(yè)的專業(yè)課程。該課程理論和實(shí)踐結(jié)合緊密，針對(duì)目前理論教學(xué)占主導(dǎo)所存在的弊端，本文根據(jù)該課程內(nèi)容和特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行了探討，并提出行之有效的增強(qiáng)課堂趣味性，激發(fā)學(xué)生興趣的教學(xué)方法。

【關(guān)鍵詞】傳感器與檢測(cè)技術(shù) 教學(xué)思考

【中圖分類號(hào)】TP212-4；TP274-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）27-0283-02

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人類科研、生產(chǎn)和生活等活動(dòng)領(lǐng)域，是服務(wù)于其他學(xué)科的工具，傳感器處于研究對(duì)象與檢測(cè)系統(tǒng)的接口位置，是感知、獲取與檢測(cè)信息的窗口[1]，一切科學(xué)研究與自動(dòng)化生產(chǎn)過程要獲取的信息，都要通過傳感器獲取并通過它轉(zhuǎn)換成容易傳輸與處理的電信號(hào)。若將計(jì)算機(jī)看作人的大腦，那么傳感器就可以看作人的感覺器官，沒有功能正常的而完美的感覺器官，就不能迅速而準(zhǔn)確地采集與轉(zhuǎn)換檢測(cè)到的外界信息?？茖W(xué)技術(shù)越發(fā)達(dá)，自動(dòng)化程度越高，對(duì)傳感器的依賴性越大。

傳感器與檢測(cè)技術(shù)是一門知識(shí)和技術(shù)都很密集的新興學(xué)科，是集機(jī)、光、電知識(shí)與一體，涉及信息的獲取、變換、處理、顯示等檢測(cè)知識(shí)，實(shí)踐性很強(qiáng)的一門綜合性應(yīng)用技術(shù)[2]，與計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用、數(shù)字技術(shù)和自動(dòng)控制理論等課程均有聯(lián)系，在學(xué)習(xí)時(shí)，必須對(duì)相關(guān)課程有一定的了解。該課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)，學(xué)習(xí)時(shí)務(wù)必聯(lián)系實(shí)際，著眼于應(yīng)用，，學(xué)而用之，且章節(jié)與章節(jié)之間都是獨(dú)立的，內(nèi)容分散，缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性。不同類型的傳感器，檢測(cè)原理和結(jié)構(gòu)也不盡相同，聯(lián)系較少，很難做到觸類旁通，這對(duì)基礎(chǔ)有些薄弱的技師學(xué)生來講，傳統(tǒng)的教學(xué)方式很難調(diào)動(dòng)大家學(xué)習(xí)的興趣。

一、理論教學(xué)方法的思考

《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》是我校機(jī)電一體化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，總學(xué)為40，其中教學(xué)學(xué)時(shí)32，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)8，以往這門課的理論教學(xué)都是以傳感器的工作原理、理論推導(dǎo)和定量分析為主，相對(duì)比較枯燥。學(xué)生本身對(duì)此就比較陌生，與該課程相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)也相對(duì)薄弱，完全是“填鴨式”教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，無法對(duì)對(duì)大量的理論知識(shí)進(jìn)行消化和記憶，最終對(duì)整個(gè)課程所講知識(shí)掌握了了。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的安排一般都是固定安排好的，與理論教學(xué)進(jìn)度不太一致，在針對(duì)教學(xué)中所講的傳感器的檢測(cè)原理進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，學(xué)生對(duì)前面講的課本內(nèi)容都已經(jīng)生疏或淡忘，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行接線、測(cè)量和記錄，很難與所學(xué)理論知識(shí)聯(lián)系起來，實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。另外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是對(duì)傳感器原理特性進(jìn)行驗(yàn)證，很少與傳感器的實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，比如不同場(chǎng)合傳感器的選擇、安裝和連接方式等，這對(duì)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力和綜合能力的提高作用不大[3]。本文針對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和方法進(jìn)行了初步的探討與改進(jìn)，總結(jié)幾點(diǎn)新的教學(xué)方法并不斷完善，取得了一定的效果。

（一）多媒體

本課程的講授中，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將傳感器的內(nèi)容講授與生活中的應(yīng)用聯(lián)系起來。理論知識(shí)的講解以生活中實(shí)際接觸的物體為切入點(diǎn)，上網(wǎng)查詢資料，下載一些圖片及動(dòng)畫，增強(qiáng)課堂趣味性，在課堂上播放，與學(xué)生交流，探討應(yīng)用到傳感器技術(shù)的物品以及場(chǎng)合。如介紹傳感器的基本知識(shí)時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生思考生活中有哪些應(yīng)用傳感器的，然后提出實(shí)例并配以圖片，電子體溫計(jì)為什么可以測(cè)體溫、電飯鍋的保溫功能怎么實(shí)現(xiàn)的、變頻空調(diào)怎么控溫的、光控點(diǎn)燈以及煙霧報(bào)警器等。在介紹應(yīng)變式傳感器的時(shí)候，向?qū)W生介紹電子稱重計(jì)的工作原理，并配以動(dòng)態(tài)圖，更直觀的展示稱重時(shí)應(yīng)變?nèi)绾伟l(fā)生形變，從而達(dá)到稱重目的的。通過這種講解，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到傳感器與我們的生活緊密相關(guān)，提高他們學(xué)習(xí)的積極性。

每個(gè)章節(jié)抽取一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法[4]，通過任務(wù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)方法，即老師安排一些任務(wù)給學(xué)生，要求學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館，制作PPT，下次上課時(shí)在課堂宣講，把自己查詢的知識(shí)分享給大家。學(xué)生在完成任務(wù)的過程，發(fā)揮了自身主體性和主動(dòng)性，加深了對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)在課堂上宣講時(shí)，體驗(yàn)角色互換，展現(xiàn)自我，即掌握了知識(shí)也鍛煉了自己。

（二）模塊化

課程結(jié)構(gòu)采用模塊化教學(xué)，把不同傳感器按照其相似性分類，一類作為一個(gè)模塊，進(jìn)行類比教學(xué)。如把以轉(zhuǎn)換原理來把電感式、電容式、應(yīng)變片式傳感器歸為一個(gè)模塊。在對(duì)每一個(gè)傳感器進(jìn)行講解時(shí)，把他與之相關(guān)的知識(shí)體系，繪制一個(gè)框圖。同時(shí)根據(jù)學(xué)生專業(yè)，如機(jī)電專業(yè)的學(xué)生對(duì)工業(yè)上常用的電容式、電感式、光電式傳感器進(jìn)行重點(diǎn)講解。

二、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的思考

該課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，一般分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)[5]?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，在此基礎(chǔ)上可以適當(dāng)增加學(xué)生的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生理論和實(shí)踐結(jié)合的能力，做到學(xué)以致用。綜合性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力。但由于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)條件有限，進(jìn)行的都是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，即對(duì)課本上傳感器的原理進(jìn)行驗(yàn)證，如霍爾傳感器測(cè)位移和熱電阻測(cè)溫原理等。另外由于實(shí)驗(yàn)儀器不足，采用分組實(shí)驗(yàn)、多人合用儀器的方式教學(xué)，由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限，總是會(huì)出現(xiàn)有同學(xué)操作，有的同學(xué)在旁觀的現(xiàn)象，無法保證每個(gè)同學(xué)都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)，相對(duì)于單人獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，質(zhì)量和效果都大打折扣。

在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，希望可以購買更多的數(shù)字式傳感器和一些價(jià)格便宜又經(jīng)常用到的小型傳感器以及信號(hào)調(diào)理電路，讓同學(xué)對(duì)傳感器有個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí)，并利用這些設(shè)備，完成一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí)加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。

三、結(jié)語

現(xiàn)代教育主要是以人為本、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教育。專業(yè)課程的教學(xué)要盡可能采用多種方式教學(xué)，做到理論與實(shí)踐結(jié)合，進(jìn)一步提高課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，在教學(xué)內(nèi)容方面，隨時(shí)關(guān)注現(xiàn)代傳感器的發(fā)展，及時(shí)反映新的傳感器技術(shù)，縮短教學(xué)與工業(yè)實(shí)際應(yīng)用之間的距離。

參考文獻(xiàn)：

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