程慧　陳艷

摘要：隨著時代的進步，地方應(yīng)用型本科高校的教育應(yīng)該更加貼合實際符合當(dāng)前時代的發(fā)展趨勢，作為電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程傳感器原理及應(yīng)用更應(yīng)該體現(xiàn)這樣的教學(xué)方向，以實際應(yīng)用為目的對傳感器原理及應(yīng)用這門課的課內(nèi)實踐進行改革，以項目設(shè)計為形式，分橫向和縱向來設(shè)計項目內(nèi)容，橫向分布于多個實用性強的傳感器類型中，縱向分成兩個層次，基本設(shè)計要求和拓展內(nèi)容，方便不同基礎(chǔ)的學(xué)生進行選擇和設(shè)計，橫向和縱向的結(jié)合能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計的意識和能力，激發(fā)創(chuàng)造力，從而改善教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：地方應(yīng)用型;傳感器;項目設(shè)計;橫向;縱向

中圖分類號： G642.0 ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）15-0152-02

Abstract： Along with the progress of The Times， the place of applied undergraduate college education should be more realistic in accordance with the current development trend of The Times， as in electrical engineering and its automation professional foundation course principle and application of sensor should reflect the more teaching direction， for the purpose of practical application of the principle and application of sensor on the in-class practices of the course reform， the form of project design， points to design the content of the project， the horizontal and vertical transverse distribution in a number of practical sensor types， longitudinal is divided into two levels， the basic design requirements and development content， students of different foundation for selection and design， Horizontal and vertical combination can better cultivate students' awareness and ability of engineering design， stimulate creativity， and thus improve the teaching effect.

Key words： local application type; sensor; project design; horizontal combination;vertical combination

1 引言

傳感器原理及應(yīng)用這門課程是應(yīng)用型本科院校電氣工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，當(dāng)下科技進步飛速，傳感器技術(shù)日新月異，但是這門課程的上課內(nèi)容已經(jīng)落后到嚴(yán)重與現(xiàn)實脫節(jié)[1]，教材中主要討論電阻、電感、電容、壓電、光電、熱電等傳感器的工作原理、基本特性以及相關(guān)測試方法，著重講述這些傳感器的基本原理，學(xué)習(xí)之后根本不能解決實際工程中的測量問題，學(xué)生對枯燥無味的理論知識提不起興趣，教學(xué)效果不理想。

作為地方應(yīng)用型本科高校，在課程的改革上要切合實際，著眼于應(yīng)用并且要激發(fā)學(xué)生的實踐熱情，我校為了更好地突出應(yīng)用型的理念，引入了課內(nèi)實踐的模塊，課內(nèi)實踐的成績與課堂表現(xiàn)、課外作業(yè)一起構(gòu)成了平時成績的總和，課內(nèi)實踐的改革相比較理論內(nèi)容更加決定了傳感器原理及應(yīng)用這門課程的改革效果[2]。

本文著重研究傳感器原理及應(yīng)用這門課的主要章節(jié)的課內(nèi)實踐內(nèi)容，以此來改善教材內(nèi)容知識老化、被動式教學(xué)等問題。

2教學(xué)內(nèi)容分析

以池州學(xué)院16級電氣工程及其自動化專業(yè)的傳感器原理及應(yīng)用的教學(xué)大綱為例，計劃教學(xué)學(xué)時40，其中理論教學(xué)34學(xué)時，課內(nèi)實踐6學(xué)時，其中電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器各占2個學(xué)時的課內(nèi)實踐。課內(nèi)實踐的形式有實驗、課堂討論、案例分析、課程小論文、專業(yè)技法等。

存在的問題：（1）課內(nèi)實踐的學(xué)時相比于理論學(xué)時過少，不能很好地突出以應(yīng)用為主的理念。（2）課內(nèi)實踐所講授的三種傳感器都是傳統(tǒng)形式的，對于當(dāng)下廣泛應(yīng)用的圖像傳感器等幾乎沒有涉及，也沒有辦法有好的實例帶入這三種傳感器中。（3）這三種傳感器都以靜態(tài)特性分析為主，脫離了實際工程應(yīng)用中著重動態(tài)特性的研究。（4）沒有難度分級，不適用于不同基礎(chǔ)的學(xué)生進行實踐。

3課內(nèi)實踐改革研究

3.1教學(xué)理念

要進行課內(nèi)實踐的教學(xué)改革，首先要明確教學(xué)理念，傳感器原理及應(yīng)用是一門應(yīng)用于當(dāng)下工程實踐的實用型課程，應(yīng)該以應(yīng)用能力的培養(yǎng)為主線。逐步培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的意識和能力[3]。

3.2教學(xué)方式

從實驗、課堂討論、案例分析、課程小論文、專業(yè)技法這些對已知材料進行探討和分析的模式轉(zhuǎn)成利用傳感器知識結(jié)合模電、數(shù)電、單片機等知識自主進行相關(guān)設(shè)計的教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課內(nèi)實踐方法中實驗可以鍛煉學(xué)生的動手能力，但是相對集成化的實驗器材又限制了學(xué)生自主思考及設(shè)計的空間，也不能與其他學(xué)科交叉使用，有很大的局限性，課堂討論和案例分析是對已有系統(tǒng)進行探討和分析，是一個比較被動過程，脫離不了大的框架，同樣限制了學(xué)生的思維，課程論文等方式只有文字描述，作為工科學(xué)生更應(yīng)該著重動手能力的培養(yǎng)。所以教學(xué)方式的改革為課內(nèi)實踐能否發(fā)揮實踐性能起到關(guān)鍵作用。

3.3教學(xué)學(xué)時及分配

教學(xué)學(xué)時40，其中理論學(xué)時20，課內(nèi)實踐學(xué)時20，其中霍爾傳感器、壓電傳感器、光電傳感器、氣體傳感器、熱電傳感器各5個學(xué)時。

3.4教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容分成橫向和縱向，橫向在幾個應(yīng)用最廣泛的傳感器中安排項目設(shè)計，縱向在每種傳感器中安排不同難度的項目設(shè)計，在項目設(shè)計中給予某些要求讓學(xué)生進行選擇，以此滿足不同基礎(chǔ)的學(xué)生對傳感器應(yīng)用的體驗，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

學(xué)生在進行項目設(shè)計的過程中，可以自行分組進行選題，小組成員需要完成以下任務(wù)：撰寫項目任務(wù)書、對傳感器等模塊進行選型、繪制電路圖，進行仿真及編程調(diào)試、完成項目后，每組由一名同學(xué)進行PPT講解。通過完成項目設(shè)計工作，學(xué)生不僅僅可以深刻掌握所學(xué)的傳感器理論知識，更鍛煉了自己的設(shè)計分析能力，在整個設(shè)計過程中，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯能力和團隊協(xié)作能力[4]。如果團隊覺得能力有余，還可以添加難度較高的要求進行設(shè)計，此項額外加分。

霍爾傳感器計劃安排磁性產(chǎn)品計數(shù)器項目。內(nèi)容：請結(jié)合單片機和霍爾傳感器對磁性產(chǎn)品進行計數(shù)并顯示出來，需要經(jīng)過傳感器的選型、原理圖的繪制、刻板、元器件的焊接、程序的編寫及調(diào)試，成品演示及PPT講解的過程。拓展內(nèi)容：請設(shè)計一個計數(shù)系統(tǒng)不僅可以計數(shù)磁性產(chǎn)品還可以計數(shù)非金屬產(chǎn)品。

壓電傳感器計劃安排超聲波測距儀項目。內(nèi)容：請結(jié)合單片機和超聲波傳感器對距離進行測量，在小于一定距離時進行報警并顯示，需要經(jīng)過傳感器的選型、原理圖的繪制、刻板、元器件的焊接、程序的編寫及調(diào)試，成品演示及PPT講解的過程。拓展內(nèi)容：請設(shè)計一個超聲波測距儀當(dāng)距離大于某一個值或小于某一個值時都會報警，并實時顯示距離值。

光電傳感器計劃安排智能路燈項目。內(nèi)容：請結(jié)合單片機和光電傳感器設(shè)計一個路燈在夜晚及有聲音的時候才開啟，需要經(jīng)過傳感器的選型、原理圖的繪制、刻板、元器件的焊接、程序的編寫及調(diào)試，成品演示及PPT講解的過程。拓展內(nèi)容：請設(shè)計一款太陽能充電路燈，在夜晚及有聲音的時候才開啟。

氣體傳感器計劃安排酒精測量儀項目。內(nèi)容：請結(jié)合單片機和氣體傳感器設(shè)計一個測量酒精濃度的系統(tǒng)并能顯示數(shù)值，大于標(biāo)準(zhǔn)時會報警，需要經(jīng)過傳感器的選型、原理圖的繪制、刻板、元器件的焊接、程序的編寫及調(diào)試，成品演示及PPT講解的過程。拓展內(nèi)容：請設(shè)計一款既可以測量酒精也可以測量甲烷氣體的氣體測量儀。

熱電傳感器計劃安排溫控風(fēng)扇項目。內(nèi)容：請結(jié)合單片機和熱電式傳感器設(shè)計一個可以根據(jù)溫度設(shè)定自動開啟的風(fēng)扇，需要經(jīng)過傳感器的選型、原理圖的繪制、刻板、元器件的焊接、程序的編寫及調(diào)試，成品演示及PPT講解的過程。拓展內(nèi)容：請設(shè)計一個跟隨溫度變化自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇。

以上是課內(nèi)實踐內(nèi)容的橫向和縱向分布，以此為框架可以引申更多的項目內(nèi)容并分成多個拓展等級。橫向還可以涉及圖像處理傳感器、陀螺儀等目前在智能設(shè)備上應(yīng)用比較廣泛的傳感器類型，縱向可以再細(xì)分幾個難度等級，學(xué)生可以根據(jù)成員的水平及時間限制合理選擇。

3.5考核

考核點要分布在整個項目設(shè)計的過程中，即使項目運行不成功也要根據(jù)學(xué)生的完成情況給予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，在傳感器選型及電路圖設(shè)計部分要重點給分，硬件的設(shè)計是電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的基本功。

4結(jié)語

基于應(yīng)用型本科教育的背景下，傳感器原理與應(yīng)用課程的教學(xué)改革必須朝著實踐的路子走下去，課程理念要更符合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[5]，理論教學(xué)環(huán)節(jié)要簡潔明了并且重點突出，通過合理的設(shè)計課內(nèi)實踐內(nèi)容帶動學(xué)生掌握傳感器的精髓并且在實踐中的運用，對應(yīng)于不同的項目要求合理選擇傳感器類型，對同一個項目也可以選擇不同性價比的傳感器，實踐教學(xué)如果要求做出實物更能提高動手能力，這是進一步改革的方向。

參考文獻：

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[3]楊登秀.工科大學(xué)生實踐能力培養(yǎng)與研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

[4]王忠偉.淺談院校學(xué)生協(xié)作能力的培養(yǎng)[J].教育與職業(yè)，2014，29（6）：94-95.

[5]張琳.應(yīng)用驅(qū)動下的“傳感器與檢測技術(shù)”應(yīng)用教學(xué)改革初探[J].科級視界，2017，20（2）：34-35.

【通聯(lián)編輯：王力】