傳感器及檢測技術(shù)教學(xué)探討論文

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

　　【關(guān)鍵詞】檢測技術(shù)論文

　　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)注的焦點問題。本文從從理論教學(xué)與實驗教學(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。

　　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，在前兩點的基礎(chǔ)上，增加一些測量實例。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實驗教學(xué)方面

　　2．1實驗進(jìn)度的安排目前一般的實驗課安排在教學(xué)周的最后階段，無法讓學(xué)生及時地把理論與實踐相結(jié)合，實驗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)驗證性實驗穿插在教學(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。在做實驗的過程中，可以引導(dǎo)學(xué)生思考，除了原理性的實驗，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)計性與綜合性實驗打基礎(chǔ)。時間上安排，實驗課應(yīng)貫穿整個教學(xué)期間，形成一個完整的教學(xué)過程。2．2實驗類型的設(shè)定傳統(tǒng)的傳感器實驗多為驗證性實驗，學(xué)生按照實驗指導(dǎo)上的實驗步驟連接電路，改變其中的某些參量，得到非電信號到電信號的轉(zhuǎn)變，最后記錄實驗結(jié)果。學(xué)生只是被動做實驗，缺乏主動性與創(chuàng)造性。所以在實驗內(nèi)容安排上，既要有驗證性的實驗還要有綜合性和設(shè)計性的實驗，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證性的實驗，如電阻式傳感器的半橋性能實驗，在試驗臺上進(jìn)行電路的連接，體驗一下力如何轉(zhuǎn)變成電信號，記錄實驗結(jié)果，分析實驗誤差等。這種相當(dāng)于導(dǎo)入實驗，不要安排太難，要提起學(xué)生做實驗的興趣，讓大家把課上的理論知識應(yīng)用到實驗當(dāng)中去。然后可以安排做電阻式傳感器的全橋?qū)嶒炦M(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驗打基礎(chǔ)。綜合性的實驗要求學(xué)生自主去做。所謂自主，即教師只提出實驗要求，實驗原理與電路由學(xué)生去設(shè)計。最后提交實驗報告，在報告中，要包含實驗步驟、原理圖以及實驗結(jié)果，還要記錄實驗過程中遇到的難點以及解決辦法。做實驗過程中安排好實驗內(nèi)容的層次，實驗要求由低到高，由驗證性實驗開始，到綜合性實驗，以設(shè)計性的實驗作為結(jié)束。設(shè)計性的實驗由學(xué)生自己去查資料定題目，由實驗室給學(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實驗內(nèi)容的完善目前我們的實驗內(nèi)容都是固定的，實驗內(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)生的實驗內(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)整實驗內(nèi)容，如增加學(xué)生們感興趣的實驗部分，調(diào)整驗證性和綜合性實驗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，這使得實驗部分無法引起學(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，理論部分與實驗部分各占50%，相對于現(xiàn)在而言提高了實驗成績的比例。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%。實驗部分成績包括驗證性實驗成績與綜合設(shè)計性實驗成績。驗證性實驗成績體現(xiàn)學(xué)生對實驗課的準(zhǔn)備情況、實驗課的表現(xiàn)以及實驗報告質(zhì)量;綜合設(shè)計性實驗的成績，體現(xiàn)學(xué)生的實踐能力。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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