戎新萍 徐海璐 韓雪 吳金文 房劍飛

摘?要：針對(duì)傳感器課程理論課時(shí)多，實(shí)驗(yàn)操作簡單、枯燥等問題，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)融入到該課程中，初步制定了理論課程與實(shí)驗(yàn)課程有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生自主無約束地設(shè)計(jì)控制電路，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也降低了實(shí)驗(yàn)成本。

關(guān)鍵詞：傳感器;虛擬仿真;Proteus

引言：

《測試與傳感技術(shù)》作為信息科學(xué)的一個(gè)重要分支，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、和通信技術(shù)一起構(gòu)成了完整的信息技術(shù)學(xué)科。課時(shí)少、教學(xué)任務(wù)重、理論課時(shí)多、學(xué)生無學(xué)習(xí)興趣等，一直是這門課程所面臨的難題。而現(xiàn)有的傳感器實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格昂貴，而且大多實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多是成品，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)都是進(jìn)行簡單的接線工作，學(xué)生很難參與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，并沒有真正意義上明白傳感器的工作原理和如何選型。

一、虛擬仿真平臺(tái)

Proteus嵌入式系統(tǒng)仿真軟件可以進(jìn)行電子線路的仿真與設(shè)計(jì)，在傳感器課程教學(xué)中可以仿真測量控制系統(tǒng)，完成傳感器應(yīng)用方面的電路設(shè)計(jì)、編程等技能訓(xùn)練。將Proteus仿真軟件引入到傳感器的課程教學(xué)中，能解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格昂貴、操作單一、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性的難題。將Proteus仿真軟件引入到該課程教學(xué)中，學(xué)生借助Proteus所提供的元器件，選擇各種傳感器，自主設(shè)計(jì)控制電路，提高了學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)該門課程的興趣和積極性，提升了我院學(xué)生的機(jī)電設(shè)計(jì)水平和能力，并且在一定程度上提高了學(xué)生的科研和工作能力。

二、教學(xué)過程

首先，教師根據(jù)傳感器的常見性和重要性，著重講解常見傳感器和重要傳感器的工作原理和生活或工程的應(yīng)用實(shí)例，教師根據(jù)學(xué)生的課堂主動(dòng)回答問題情況、課堂小測試情況、出勤情況及課后作業(yè)進(jìn)行打分，此分作為平時(shí)成績，為了讓平時(shí)成績公平、公正和較少教師的工作量，可利用智能助教軟件進(jìn)行輔助，例如，麥可思智能助教，讓軟件系統(tǒng)自行打分。

另外，教師要及時(shí)補(bǔ)充最新的測試與傳感相關(guān)知識(shí)，拓展學(xué)生的知識(shí)面，在課上或者課下隨時(shí)與學(xué)生保持溝通，了解學(xué)生掌握所授知識(shí)的情況。然后教師設(shè)計(jì)經(jīng)典的傳感器相關(guān)案例，利用Proteus仿真軟件在課堂上進(jìn)行演示，并對(duì)仿真軟件系統(tǒng)中的各功能模塊單獨(dú)放大出來供學(xué)生觀察，便于講解各功能模塊的作用，并進(jìn)行功能演示，可使學(xué)生對(duì)各功能模塊的作用了解得更詳細(xì)，并且對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)完整系統(tǒng)的各步驟有更加清晰的認(rèn)識(shí)。之后教師給出幾個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)的實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作，根據(jù)學(xué)生的上機(jī)操作情況和回答問題情況進(jìn)行打分，此分作為實(shí)驗(yàn)成績。

然后，讓學(xué)生自行組隊(duì)，5人左右為一隊(duì)，選出組長和組員，共同商量分工，設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的傳感器應(yīng)用實(shí)例，并在Proteus仿真軟件上，搭建出完整的仿真模型，進(jìn)行調(diào)試，觀察結(jié)果，撰寫相關(guān)的課題報(bào)告，教師根據(jù)模型的難易程度、課題報(bào)告的撰寫質(zhì)量和成員的分工情況給每位學(xué)生進(jìn)行打分，此分作為實(shí)踐成績。

最后，再組織理論閉卷考試，使學(xué)生對(duì)測試與傳感的相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)更加深刻，學(xué)生的卷面成績作為為期末考試成績。學(xué)生的4個(gè)成績，經(jīng)過相應(yīng)的比例運(yùn)算折算成學(xué)生最終的總評(píng)成績，總成績=實(shí)驗(yàn)成績（15%）+實(shí)踐成績（15%）+平時(shí)成績（20%）+卷面成績（50%）?？偟慕虒W(xué)過程流程圖如圖1所示。

三、結(jié)束語

《測試與傳感技術(shù)》課程理論課時(shí)多，實(shí)驗(yàn)操作單一、枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與理論課程相結(jié)合，一方面學(xué)生可以不附加任何約束自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)腦能力;另一方面也節(jié)省耗材費(fèi)及設(shè)備成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡向東.傳感器與檢測技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2013.08.

[2] 劉永順.傳感器原理課改革初探[J].物理與工程，2019，19（4）：37-39.

[3] 王麗，苗鳳娟，王艷春等.虛擬儀器在傳感器教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].高師理科學(xué)刊，2015.01，25（1）：81-83.

[4] 李娟，劉煥平.Proteus仿真軟件在傳感器課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)報(bào)，2013.12，：25（6）：65-70.

[5] 王君瑞.基于Proteus的傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)改革研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2015.09，18（01）：49-50.

[6] 楊慶，黃陳蓉.虛擬現(xiàn)實(shí)與系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011.03，28（3）：94-97.