宋珍偉 顧誠甦 李 莉

摘要:本文針對傳感器課程教學(xué)的特點,對于高職院校機電一體化專業(yè)如何開展傳感器教學(xué)工作進行初步探討。

關(guān)鍵詞: 傳感器教學(xué)高職

中圖分類號: G642文獻標(biāo)識碼: A文章編號:1672-1578(2009)11-0122-02

1 引言

傳感器是一種物理裝置,能夠探測、感受外界的信號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學(xué)組成(如煙霧),并將探知的信息傳遞給其他裝置。據(jù)傳感器的定義可見傳感器技術(shù)涉及的知識面寬廣,涉及到機械、電子、化學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等各個學(xué)科,同時傳感器技術(shù)的發(fā)展日新月異,出現(xiàn)了許多新型的傳感器。也對傳感器的教學(xué)工作提出了更高的要求,我院是一所培養(yǎng)應(yīng)用型高職人才的職業(yè)院校。根據(jù)市場的需求,前幾年就在機電系電類專業(yè)中加強了傳感器課程的教學(xué),傳感器是獲取自然科學(xué)領(lǐng)域信息的主要途徑和手段。在現(xiàn)代測控系統(tǒng)中,作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的傳感器處于連接被測控對象和測控系統(tǒng)的接口位置,因此傳感器課程在整個課程體系中占用重要的地位。經(jīng)過幾年的摸索及試驗?，F(xiàn)就高職院校機電一體化專業(yè)如何開展傳感器教學(xué)進行初步探討:

2 我院傳感器課程培養(yǎng)目標(biāo)以及現(xiàn)狀分析

據(jù)我院高職機電一體化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要培養(yǎng)能夠勝任機電一體化設(shè)備的設(shè)計、安裝、調(diào)試、操作、維護、維修和綜合管理等工作的專業(yè)技術(shù)人員。針對傳感器教學(xué)而言要求傳感器課程教學(xué)目標(biāo)適應(yīng)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),力圖使學(xué)生學(xué)完本書后能獲得作為生產(chǎn)第一線的技術(shù)、管理、維護和運行人員所必須掌握的傳感器、自動檢測系統(tǒng)和抗干擾技術(shù)等方面的基本知識和基本技能,同時通過綜合設(shè)計來培養(yǎng)大學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計的能力以及科技創(chuàng)新的能力。在學(xué)習(xí)上:

(1)使學(xué)生重點掌握傳統(tǒng)的電阻、電容、電感、電壓、熱電、光電效應(yīng)的敏感原理及其傳感器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。

(2)有選擇地學(xué)習(xí)各類新型傳感器,如光纖、激光、超導(dǎo)、生物、智能等傳感器,它們對科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化起著舉足輕重的作用。

傳感器這門課幾乎每一章節(jié)都介紹一種傳感器的原理以及應(yīng)用,內(nèi)容比較分散,整體連續(xù)性不強,學(xué)生學(xué)起來比較艱苦而且不容易弄明白,教師講起來也枯燥乏味,對教與學(xué)都提出更高的要求。傳感器教學(xué)中長期以來存在很多問題如:重理論經(jīng)實踐,嚴(yán)重的影響了傳感器課程的教學(xué)效果。實驗教學(xué)缺少獨立的教學(xué)體系以及相應(yīng)的學(xué)分評價體系,實驗課從屬干理論課實驗內(nèi)容含在理論課程中,實驗學(xué)時與內(nèi)容的開設(shè)隨意性強,隨意削減實驗學(xué)時成為普遍現(xiàn)象,實驗課時同理論課時比例不太合理等問題。且實驗多為驗證性實驗,缺乏設(shè)計性,與工程實踐脫節(jié)。

3 理論教學(xué)

3.1教學(xué)內(nèi)容的探討

教材是教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生學(xué)習(xí)知識的主要源泉,內(nèi)容的變革必然首先涉及教材的選用問題,目前傳感器教材的種類繁多,而且行業(yè)特色鮮明,如汽車技術(shù)方向的教材偏重汽車專用傳感器,而化工行業(yè)的教材所涉及的傳感器多以化工參數(shù)測量為主,所以在選用教材時充分考慮我院機電一體化專業(yè)的專業(yè)特點,并且根據(jù)專業(yè)實際情況自編補充講義,對教材中沒有涉及到的以及講解不充分的內(nèi)容進行補充,同時介紹新型傳感器及傳感器的最新動態(tài)。

在考慮教材時,主要著眼于提高高職、高專學(xué)生的應(yīng)用和工藝水平,因此教材選用高職高專精品教材,該教材針對高職學(xué)生的特點壓縮原理理論推導(dǎo),增加應(yīng)用實例。學(xué)生不需要研究復(fù)雜的原理推導(dǎo),學(xué)習(xí)起來容易,增加生產(chǎn)生活的傳感器實驗以及圖片,增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又與生產(chǎn)實踐結(jié)合起來。

3.2課堂教學(xué)

3.2.1多媒體輔助教學(xué)技術(shù)、問題啟發(fā)式教學(xué),加強直觀性教學(xué)

課堂教學(xué)的主要目的就是讓學(xué)生了解傳感器的工作原理及其特性。另據(jù)高職高專的特點把原理推導(dǎo)部分進行了壓縮,傳感器課程的特點每個章節(jié)之間缺乏連貫性。僅僅機械化的進行講解,學(xué)生必然感覺到枯燥無味難于理解。采用多媒體教學(xué)技術(shù)增強直觀性有利于提高學(xué)生的興趣,同時加強互動式教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量。

比如:熱電阻這部分內(nèi)容

首先提問:電阻的阻值與溫度有關(guān)嗎?關(guān)系如何?

有些同學(xué)回答:“有關(guān)”,有些說:“無關(guān)”?；卮鹩嘘P(guān)的學(xué)生也不知道阻值和溫度到底存在什么關(guān)系。此時用多媒體演示100w/220v的白熾燈在沒有通電的情況下用萬表測量內(nèi)部電阻絲的阻值只有幾十歐姆,而通電額定狀態(tài)下工作時的阻值為484歐姆。

接下來提出問題由此演示實驗可以得出什么結(jié)論呢?

學(xué)生回答:金屬絲的阻值隨溫度的升高而增大。

師生總結(jié):用金屬絲可以制作溫度傳感器,稱為熱電阻。

然后,再對于電阻傳感器的原理進行講解,這樣學(xué)生就比較感興趣,對于問題的解決也使學(xué)生有一種成就感。

3.2.2注意講授內(nèi)容的實用性,引入案例教學(xué),激發(fā)學(xué)生的求知欲望

講授內(nèi)容要具有實用性同生產(chǎn)、生活相關(guān),有利于激發(fā)生學(xué)生的求知欲望。比如:溫度是同我們生活密切相關(guān)的一個物理量,常常需要測量與控制。那么就可以用“簡易溫度傳感器設(shè)計”作為一個設(shè)計案例進行教學(xué)。同時提出幾個問題:溫度傳感器可以用在哪些方面?可以用到書本中哪些章節(jié)的什么內(nèi)容?如何設(shè)計簡易溫度傳感器?根據(jù)書本上內(nèi)容可以設(shè)計出幾種方案?新型溫度控制芯片(舉三例)? 如何采用新型控制芯片與單片機進行設(shè)計方案如何?通過對這些問題的回答,使學(xué)生更好的理解溫度傳感器的應(yīng)用,理解教材上的相關(guān)內(nèi)容,同時拓展了學(xué)生的思維。對學(xué)生設(shè)計方案在全班進行評審(先由學(xué)生之間進行互審,再由教師對各個方案進行點評)找出缺點及不足,有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立處理問題以及具體設(shè)計的能力。

4 實驗教學(xué)

實驗課教學(xué)是完成本課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。其主要任務(wù)是通過實驗鞏固和消化課堂所講授理論內(nèi)容的理解,掌握常用傳感器的工作原理和使用方法,提高學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)興趣。其目的是使學(xué)生掌握非電量檢測的基本方法和選用傳感器的原則,培養(yǎng)學(xué)生獨立處理問題和解決問題的能力。

教材介紹的新型傳感器類型較多,需要測量的物理量也比較多,如果每一種傳感器都進行驗證,由于工作量大、難度大會

挫傷學(xué)生的積極性,保留一些基礎(chǔ)性驗證實驗如金屬箔式應(yīng)變片——電子秤實驗、差動變壓器性能測試、電容傳感器實驗等主要是使學(xué)生理解傳感器的原理,進一步鞏固和消化所學(xué)的內(nèi)容。

增加項目設(shè)計,單獨設(shè)立課程的實驗教學(xué)環(huán)節(jié),開設(shè)了綜合性、設(shè)計性的實驗?？梢园杨愃朴谖覀冊谥v授過程中的小案例,做成不同的設(shè)計題,由學(xué)生進行選做。培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力。

5 考核

我院現(xiàn)有的考核形式是這樣的。課程考核總成績100分,其中理論考試占60%,測驗成績占20%,平時成績占20%。平時成績包括課堂提問、學(xué)生作業(yè)、實驗情況等?？梢?理論考核占絕對的比例,而對于實驗實踐沒有專門的考核標(biāo)準(zhǔn)以及形式,重視理論而忽略實踐能力的培養(yǎng)。為了解決此問題,我們采用課題設(shè)計的形式讓學(xué)生動手完成小設(shè)計,通過設(shè)計的情況來進行考核。

采用課程設(shè)計或?qū)I(yè)論文的方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的考核方式。讓學(xué)生不拘泥于課本上的條條框框,離開課本查閱相關(guān)資料。比如說:讓學(xué)生完成一個水溫控制器的設(shè)計、利用電橋完成數(shù)字式電子稱的設(shè)計、利用超聲波設(shè)計一個水位測試儀等等。學(xué)生為了完成設(shè)計目標(biāo),勢必會查閱大量的相關(guān)資料,無形中加深了學(xué)生對知識的理解,同時又增強了知識與生產(chǎn)實踐的結(jié)合。

6 結(jié)語

傳感器的種類繁多,我們對傳感器教學(xué)時,應(yīng)側(cè)重于應(yīng)用,應(yīng)注意它與基礎(chǔ)原理相聯(lián)系,應(yīng)關(guān)注學(xué)生的經(jīng)驗,不要過于艱深,應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的知識與技能、過程與方法、情感維度與價值觀。同時注意與生活的聯(lián)系,盡力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生感受到知識的巨大用途,培養(yǎng)其能力全面發(fā)展。

參考文獻:

[1]張向文.傳感器原理及應(yīng)用.課程教學(xué)改革的探討[J].科技資訊,2007.

[2]王建軍.傳感器技術(shù).教學(xué)方法探討[J].裝備制造技術(shù),2007.

[3]張淑紅.項目教學(xué)法在傳感器課程改革中的應(yīng)用[J].高等職業(yè)教育—天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007.

作者簡介:宋珍偉(1979-),男,助教,主要從事教學(xué)工作。