李庚

摘 要：“傳感器技術(shù)與應(yīng)用”是電子與自動化學(xué)院電子信息工程技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)開設(shè)的專業(yè)核心課程。隨著近年來物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感、智慧農(nóng)業(yè)、智慧牧業(yè)等技術(shù)領(lǐng)域高速發(fā)展，為滿足自治區(qū)產(chǎn)業(yè)升級需求，結(jié)合工程應(yīng)用實際，針對自治區(qū)智慧農(nóng)業(yè)、智慧牧業(yè)等主要產(chǎn)業(yè)進行課程項目選擇，有機結(jié)合校園信息化教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源庫、職教云教學(xué)平臺、微信等載體，制作“慕課”形式的精品在線公開課，在公共學(xué)習(xí)平臺實現(xiàn)教育公平、技能普及、終身學(xué)習(xí)的教育目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：教育改革;教師學(xué)習(xí)共同體;教師專業(yè)發(fā)展

【中圖分類號】G【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】1008-1216（2020）02B-0112-02

傳感器技術(shù)與應(yīng)用是電子與自動化學(xué)院電子信息工程技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)開設(shè)的專業(yè)核心課程。重點介紹各種傳感器的工作原理、特性、測量電路、信號采集與處理及傳感器智能測控系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)，結(jié)合工程應(yīng)用實際，滿足學(xué)生針對實際項目應(yīng)用需求，合理選用傳感器、開發(fā)調(diào)試測量電路、編寫控制程序的能力，同時鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信、計算機界面開發(fā)、移動設(shè)備APP開發(fā)等技術(shù)構(gòu)建傳感器綜合智能測控系統(tǒng)的技巧和能力。

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感、智慧農(nóng)業(yè)、智慧牧業(yè)等技術(shù)領(lǐng)域高速發(fā)展，傳感器系統(tǒng)應(yīng)用崗位群規(guī)模增大，人才缺口較大，為滿足自治區(qū)產(chǎn)業(yè)升級需求，使課程內(nèi)容與實際工程應(yīng)用案例有機結(jié)合，在制訂專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)時，將課程開設(shè)時間調(diào)整到大二上學(xué)期，使學(xué)生在掌握電路分析、設(shè)計、制作、調(diào)測以及網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)等能力的基礎(chǔ)上，能夠結(jié)合所學(xué)的智能控制系統(tǒng)開發(fā)能力，使用各類傳感器針對不同需求設(shè)計、開發(fā)傳感器應(yīng)用系統(tǒng)，滿足內(nèi)蒙古經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展需求。

一、課程項目內(nèi)容整體設(shè)定

針對自治區(qū)智慧農(nóng)業(yè)、智慧牧業(yè)等主要產(chǎn)業(yè)進行課程項目選擇。按照傳感器主要采集模擬量種類設(shè)定項目章節(jié)，每個項目章節(jié)針對一類傳感器進行教學(xué)。

將項目章節(jié)分為實地應(yīng)用案例展示、項目需求分析、傳感器原理及選型、傳感器電路原理、傳感器電路裝調(diào)、傳感器測控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)、用戶界面開發(fā)（1.VB界面、2.網(wǎng)頁界面、3.手機界面）、傳感器系統(tǒng)實地應(yīng)用調(diào)試、工程師點評、任務(wù)拓展、習(xí)題自測等幾個環(huán)節(jié)。每個項目章節(jié)中的實際生產(chǎn)需求根據(jù)傳感器實際應(yīng)用領(lǐng)域情況數(shù)量可進行增加。

為適應(yīng)學(xué)生在線學(xué)習(xí)、碎片化時間整合等新學(xué)習(xí)模式的需求，將課程教學(xué)過程中的項目實際應(yīng)用需求分析、傳感器原理、傳感器選型、傳感器測量電路設(shè)計、調(diào)測、傳感器智能測控系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、傳感器智能測控系統(tǒng)實測等教學(xué)活動制作成“慕課”形式的在線公開課，在公共學(xué)習(xí)平臺運行非常有利于實現(xiàn)教育公平、技能普及、終身學(xué)習(xí)的教育目標(biāo)。

二、課程項目內(nèi)容設(shè)計

通過調(diào)研我區(qū)智慧農(nóng)業(yè)、智慧牧業(yè)主要生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)企業(yè)單位，將在技術(shù)升級中用到的各類環(huán)境數(shù)據(jù)采集需求進行了整理分類，將有典型性、代表性的實際應(yīng)用案例項目進行提煉、加工，通過整合，設(shè)計了六個學(xué)習(xí)項目，并在項目應(yīng)用實地、技術(shù)企業(yè)現(xiàn)場、虛擬演播廳、實驗室等幾個環(huán)境錄制了形式多樣、表現(xiàn)生動、講解細致的視頻課。具體內(nèi)容如下：

項目一、傳感器與智能檢測系統(tǒng)（4個視頻課）

模塊1.傳感器在現(xiàn)代農(nóng)牧、能源等生產(chǎn)領(lǐng)域中的作用及應(yīng)用。

模塊2.傳感器測量電路的一般原理。

模塊3.傳感器檢測系統(tǒng)的傳輸技術(shù)。

模塊4.傳感器智能檢測系統(tǒng)的不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

項目二、溫度傳感器技術(shù)與應(yīng)用（13個視頻課）

模塊1.農(nóng)業(yè)、牧業(yè)中溫度測量的作用及現(xiàn)有測量產(chǎn)品應(yīng)用案例解析及農(nóng)業(yè)大棚溫度控制需求。

模塊2.溫度傳感器種類、原理、測量電路原理。

模塊3.溫度傳感器原理及選型依據(jù)。

模塊4.測溫電路原理。

模塊5.測溫電路裝調(diào)。

模塊6.農(nóng)業(yè)大棚溫控系統(tǒng)設(shè)計。

模塊7. 農(nóng)業(yè)大棚溫控系統(tǒng)開發(fā)。

模塊8.農(nóng)業(yè)大棚溫控系統(tǒng)實測。

模塊9.（拓展任務(wù)）奶牛體溫實時監(jiān)測系統(tǒng)需求分析。

模塊10.奶牛體溫實時檢測系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)（1）

—DS18B20溫度傳感器原理及應(yīng)用

模塊11.奶牛體溫實時檢測系統(tǒng)用戶界面開發(fā)（2）

—ESP8266WIFI芯片設(shè)置與應(yīng)用

模塊11.奶牛體溫實時檢測系統(tǒng)用戶界面開發(fā)（3）

—用戶控制界面設(shè)計與開發(fā)（VB語言）

模塊13.奶牛體溫實時檢測系統(tǒng)實測

項目三、光強傳感器技術(shù)與應(yīng)用（13個視頻課）

模塊1.農(nóng)產(chǎn)品光強度監(jiān)測系統(tǒng)需求分析，及現(xiàn)有光強度測量產(chǎn)品應(yīng)用案例解析，及農(nóng)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)中光強度測量的需求。

模塊2.光強傳感器種類、原理及選型依據(jù)。

模塊3.光強度測量電路原理。

模塊4.光強度測量電路裝調(diào)。

模塊5.農(nóng)產(chǎn)品光強度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)。

模塊6.農(nóng)產(chǎn)品光強度檢測系統(tǒng)監(jiān)測界面開發(fā)。

模塊7.農(nóng)產(chǎn)品光強度監(jiān)測系統(tǒng)實測。

模塊8.（拓展任務(wù)）棚內(nèi)多種農(nóng)產(chǎn)品分區(qū)域進行關(guān)照強度測控系統(tǒng)（遮光、補光控制）需求分析。

模塊9.農(nóng)產(chǎn)品分區(qū)域進行關(guān)照強度測控系統(tǒng)設(shè)計。

模塊10.農(nóng)產(chǎn)品分區(qū)域進行關(guān)照強度測控系統(tǒng)開發(fā)（1）

—光強度采集處理系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)

模塊11.農(nóng)產(chǎn)品分區(qū)域進行關(guān)照強度測控系統(tǒng)開發(fā)（2）

—具備服務(wù)器功能的用戶界面開發(fā)

模塊12.農(nóng)產(chǎn)品分區(qū)域進行關(guān)照強度測控系統(tǒng)開發(fā)（3）

—用戶手機端APP控制程序開發(fā)（E4A軟件）

模塊13.農(nóng)產(chǎn)品分區(qū)域進行關(guān)照強度測控系統(tǒng)實測。

項目四、壓力傳感器技術(shù)與應(yīng)用（9個視頻課）

模塊1.乳制品運輸中壓力測量的作用及現(xiàn)有系統(tǒng)應(yīng)用案例及需求分析。

模塊2.壓力傳感器種類、原理及測量電路。

模塊3.乳品運輸鏈監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。

模塊4.乳品運輸鏈監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)。

模塊5.乳品運輸鏈監(jiān)測系統(tǒng)實測。

模塊6.（拓展任務(wù)）農(nóng)田滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)需求分析。

模塊7.水壓傳感器種類、原理及測量電路。

模塊8.農(nóng)田滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)。

模塊9.農(nóng)田滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)滲漏監(jiān)測系統(tǒng)實測。

項目五、濕度傳感器技術(shù)與應(yīng)用（10個視頻課）

模塊1.濕度傳感器在智慧農(nóng)業(yè)、智慧牧業(yè)中的應(yīng)用案例與茄科類作物晚疫病監(jiān)測中的濕度控制需求。

模塊2.番茄晚疫病監(jiān)測報警系統(tǒng)需求分析。

模塊3.濕度傳感器的種類、測量電路。

模塊4.番茄晚疫病監(jiān)測報警系統(tǒng)設(shè)計。

模塊5.集成適度傳感器原理及應(yīng)用。

模塊6.番茄晚疫病監(jiān)測報警系統(tǒng)開發(fā)。

模塊7.番茄晚疫病監(jiān)測報警系統(tǒng)實測。

模塊8.草場降雨量統(tǒng)計監(jiān)測系統(tǒng)需求分析。

模塊9.水位傳感器原理及測量電路設(shè)計與開發(fā)。

模塊10.草場降雨量統(tǒng)計監(jiān)測系統(tǒng)測驗。

項目六、新能源領(lǐng)域中的傳感器應(yīng)用技術(shù)（風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電廠）（變壓器測試、電流、負(fù)載、耐壓等測量技術(shù)）（4個視頻課）

模塊1.風(fēng)力發(fā)原理及運行過程中需控制的模擬量及各類傳感器在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的應(yīng)用。

模塊2.電力系統(tǒng)中的常用設(shè)備、儀器作用及工作中需監(jiān)控指標(biāo)及電力系統(tǒng)中各傳感器應(yīng)用實例。

模塊3.南水北調(diào)工程項目簡介及過程中需要實時監(jiān)控的模擬量及各類傳感器應(yīng)用實例。

模塊4.無人駕駛農(nóng)機具中傳感器系統(tǒng)原理。

三、教學(xué)組織形式

本課程在項目設(shè)計中，以工作任務(wù)為引領(lǐng)，以崗位的工作項目為主線，以體現(xiàn)職業(yè)能力培養(yǎng)要求的企業(yè)實際項目案例為載體，有機結(jié)合校園信息化教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源庫、職教云教學(xué)平臺、微信等載體，針對課程知識、技能點開展線上與線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式改革、實現(xiàn)課程目標(biāo)。

在項目引入、理論學(xué)習(xí)、項目實操、課后點評、企業(yè)反饋、課外提升等教學(xué)過程中針對在線教學(xué)、課堂教學(xué)各自特點優(yōu)勢，進行了基于項目需求、在線學(xué)習(xí)探究、線上線下交互、仿真實訓(xùn)結(jié)合、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)測、實地驗收考核的教學(xué)設(shè)計。

課程設(shè)計符合行業(yè)、企業(yè)傳感器技術(shù)應(yīng)用崗位需求，適合初學(xué)者快速掌握傳感器智能測控系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)中的關(guān)鍵知識、技術(shù)、技能。

同時，在建設(shè)、推進在線公開課成的同時，將充分發(fā)揮在線教學(xué)平臺實時互動的特點，對學(xué)生進行過程考核，把握學(xué)生每一環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)掌握情況。

針對每一學(xué)習(xí)過程進行評分，學(xué)習(xí)者在某一教學(xué)環(huán)節(jié)出現(xiàn)困難時，通過在線教學(xué)平臺及時開展針對性輔導(dǎo)，幫助學(xué)生補上欠缺環(huán)節(jié)以便達到教學(xué)要求，以過程考核、線上線下交互的形式督促學(xué)生在學(xué)習(xí)在線公開課時學(xué)會、掌握知識、技能，實現(xiàn)課程。

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