詹祥為

摘 要 傳感器技術是內容繁雜的交叉學科，在現(xiàn)代科學技術應用中占有十分重要的地位，而高職學生對內容枯燥的傳感器理論性學習效率較低，對實踐性環(huán)節(jié)的學習較感興趣，這促使高職院校教師必須創(chuàng)新教學方法，在組織教學過程中注意理論知識結合生活和社會實踐，增強教學的生動性和有效性，激發(fā)學生主動學習的興趣，培養(yǎng)出學以致用的實用人才。

關鍵詞 傳感器 數(shù)顯電子秤 理實一體教學

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.03.063

Analysis on the Teaching of Sensor Application Technology

——Take making simple digital electronic scale as an example

ZHAN Xiangwei

（Minjiang Teachers College， Fuzhou， Fujian 350018）

Abstract Sensor technology is a complex interdisciplinary subject， and plays an important role in the application of modern science and technology. However， vocational students are less efficient in theoretical learning of sensors with dull content and are interested in practical links. This makes teachers in higher vocational colleges have to innovate teaching methods and pay attention to the combination of theoretical knowledge with life and social reality in the process of organizing teaching practice， enhance the teaching vividness and effectiveness， stimulate students' interest in active learning， and cultivate practical talents for practical use.

Keywords sensor; digital electronic scale; the integration of theory and practice

“傳感器應用技術”是高職院校物聯(lián)網應用技術、自動控制技術、機電一體化、及相關專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，隨著微電子、計算機數(shù)據處理技術、通訊技術的快速發(fā)展，傳感器應用技術規(guī)模不斷擴大，傳感器技術、通信技術、計算機技術是21世紀三大技術支柱領域之一，在新興的下一代網絡，許多領域系統(tǒng)的核心部件都集成了傳感器技術，由傳感器來實現(xiàn)，在無人駕駛、軍事、醫(yī)療健康、交通管理、智慧城市、智能家居、工業(yè)監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等領域具有廣闊的應用前景。由于高職學生理論基礎差，學習情緒化較強，對他們感興趣的知識，學習積極性較高，同時偏愛動手實踐，這些都給教學帶來極大的困難。傳感器技術是一門很強的實踐技術，如果采用傳統(tǒng)的以教師講授為主、學生處于被動學習狀態(tài)的教學方法去講授傳感器應用技術課程，則難以達到較好的教學效果。因此，促使高職院校老師必須創(chuàng)新教學方法，在組織教學過程中對教學內容和方法進行改革和實踐，才能有效提高學生的學習興趣，培養(yǎng)出學以致用的實用人才。

1以簡易數(shù)顯電子秤制作為例，采用理實一體教學法，淺析傳感器教學方法與內容

1.1 思政目標

（1）在專業(yè)課程中融入思政元素，在傳授專業(yè)知識和學生能力培養(yǎng)的同時增加了育人目標，培養(yǎng)學生的責任與擔當，教會學生如何做人和做事，引導學生樹立正確的人生觀、價值觀，實現(xiàn)道德的深化和情操的升華。（2）教師通過對壓力傳感器基礎知識的講述，訓練學生制作簡易電子秤，并進行調試，讓學生對壓力傳感器的特性、結構、工作原理和測試方法有一定的理解。拓寬講解醫(yī)學上電子血壓計的核心部件是壓力傳感器，最常見的測量血壓的方法是腕帶壓力法。即對袖帶自動充氣，當氣壓到一定程度，血流就能通過血管，且有一定的振蕩波，振蕩波通過氣管傳播到壓力傳感器，壓力傳感能實時檢測到所測袖帶內的壓力及波動。逐漸放氣，振蕩波越來越大。再放氣，由于袖帶與手臂的接觸越松，因此壓力傳感器所檢測的壓力及波動越來越小。 選擇波動最大的時刻為參考點，以這點為基礎，可測得收縮壓和舒張壓。（3）教師進一步介紹血壓高會危及人的生命，對學生進行健康教育，讓學生積極主動地參與到體育鍛煉中，遠離手機少玩游戲，引導學生培養(yǎng)高雅的生活情趣。

1.2 教學目標（課前學生查閱相關資料、進行預習，了解電路構成、工作原理等。）

（1）任務描述：利用電阻應變式壓力傳感器制作簡易電子秤。（2）任務目的：加深了解電阻應變片的作用，熟悉簡易電子秤的結構、電路原理及調試方法，掌握電子產品常見故障的檢測與維修方法。（3）引入電子秤的設計任務：“制作簡易數(shù)顯電子秤”，要求稱重范圍0-100克，測量精度為？克。通過讓學生自主查閱相關資料，融會貫通。

1.3 教學過程

（1）知識講授（教師為主）。簡單介紹電子秤的內部結構，通過講解力敏傳感器的基礎知識，學生了解電阻應變式壓力傳感器的核心是電阻應變片，內部通過電阻應變片組成電橋形式，利用彈性元件的形變使應變片阻值發(fā)生變化，電橋平衡被破壞，輸出端有電壓輸出，輸出的差分信號經儀表放大器放大后，加到末級放大器進行零點調節(jié)（Rp2）、滿度調節(jié)（VR），輸出信號經過由U3構成的二階有源濾波器之后，送數(shù)字顯示表顯示，或是送單片機系統(tǒng)中處理，得到被測物體重量，實現(xiàn)對-定范圍重量的測量。引出電阻應變式壓力傳感器的工作原理，讓學生了解和掌握傳感器基礎常識，提醒學生選擇合適的傳感器制作電子秤（附圖1）。

（2）師生互動（學生為主，教師輔導，各小組匯報設計方案，教師對各組方案點評、改進。鼓勵采用多種方案）。①學生分組，在授課后，學生對自己收集的信息進行分組討論，總結電子秤的整體工作原理，并根據任務要求選擇合適的傳感器、合理的設計電路，制定出設計方案。②要求對制作過程中可能出現(xiàn)的問題，在教師幫助下提出可行的解決辦法，對電子秤應該具有的技術指標和初步的物體重量檢測有清晰的思路，達到教學目標和學習效果。

（3）器材準備。電阻應變式傳感器、儀表放大器AD8237（U1）、運算放大器AD8629（U2）及AD8615（U3）、數(shù)字萬用表或數(shù)字顯示表、電阻若干、直流穩(wěn)壓電源一臺，標準砝碼、托盤。

（4）設計制作與調試過程（學生為主，教師檢查與指導）。簡易電子秤由電陽應變式壓力傳感器、信號調理電路、顯示模塊等組成，學生必須完成整個電路安裝與調試。發(fā)放實驗器材，老師先示范電路焊接方法，然后學生在萬能板上進行電路元件排板、布線與焊接，訓練并提高學生實踐動手能力。課前老師已先完成此項目的電子秤制作給學生做樣板。

（5）學生自查（學生為主，教師幫助分析原因，培養(yǎng)學生學會分析和解決問題的能力）。自查整個電路并調試，要求熟悉調試方法，掌握電子產品常見故障的檢測與維修方法，以保證整個系統(tǒng)工作可靠，并具有一定的實用價值，能夠對自己的個人物品（比如手機、筆、本子、紙）等進行稱重或相互稱小重量物品。

（6）教師評價與總結（學生為主，教師補充，對各小組優(yōu)點給予肯定，并對這個項目實施總體評價）。總結各小組在實施任務過程中遇到問題，以及是如何解決的，如對誤差、精確度、準確度、精密度、系統(tǒng)誤差修正等，為其他小組提供借鑒作用，對各小組進行評價。最后歸納總結如下流程（附圖2），讓學生的新舊知識系統(tǒng)化、結構化。

2 通過教學實踐，深刻體會理實一體教學四個關鍵環(huán)節(jié)

2.1 項目選擇，是教學取得成功的首要元素

項目的選擇要以教學內容為依據，既要與書本的知識緊密結合，又要有一定的發(fā)揮空間;既要有一定的難度，又要考慮操作的可行性，既要考慮知識的連貫性，又要能聯(lián)系到新的知識;讓學生在動手的過程中，能應用前面學過的知識，充分調動學生的主觀能動性，促使學生帶著問題去思考，只有通過有目的的調查資料，才能有效解決問題，才能更好引導學生熱愛學習，提高學習樂趣。例如選擇同學們熟悉的數(shù)顯電子秤作為實訓項目，可操作性強，不僅可以加深了解力敏傳感器的作用、特性、分類、原理，而且還可以進一步了解電阻應變片的作用，通過對數(shù)顯電子秤電路的制作與調試，不僅掌握了電子產品常見故障的檢測與維修方法，還鞏固了電工與電子技術基礎知識和電子元器件焊接工藝。

2.2 學生分組，是教學不可忽視的環(huán)節(jié)

由于采取分組協(xié)作學習的方式，所以分組要有原則，不能隨意組合，要采取互補方式分組，分組人數(shù)、組員搭配、工作分工等，都會直接影響學生的學習效果，因此要依據學習成績好與差、動手能力強與弱、性格開朗與內向、性別搭配等進行分組，每組學生數(shù)以5-6名為宜，每一組設立一名組長，協(xié)助教師全面負責本小組的學習討論和項目方案的設計，以保證課堂教學順利進行。

2.3 項目示范，是教學成功的重要因素

對學生來說，示范引導是教學過程必要的教學環(huán)節(jié)，因此項目確定后教師應自己先動手完成該項目的裝配，一方面這樣既能對項目有個了解，掌握操作難度和可能出現(xiàn)的問題，便于更好地指導學生;另一方面教師裝配的樣品，能使學生有明確的目標，提高感性認識，明白要這么完成項目，要解決哪些問題，并在此基礎上去考慮創(chuàng)新;第三方面對接受能力弱的學生來說，意義更大，讓他們有直接模仿的對象，這樣基本可以保證每位學生都動手參與了實踐訓練，每個小組都能完成任務，達到預期的教學效果。

2.4 項目操作，是教學的主題和關鍵環(huán)節(jié)

理實一體教學法與傳統(tǒng)教學法相比，最大的區(qū)別在于以教師為中心，轉變?yōu)橐詫W生為中心，以學生動手操作完成項目為目標，來貫穿整個教學過程，因此在這個環(huán)節(jié)中要培養(yǎng)學生團隊合作精神，引導各組學生實施好小組制定的計劃，小組成員充當好各自的角色，同心協(xié)力去實現(xiàn)計劃。學生在操作各個步驟時，老師要巡回檢查，注意安全事項，指導學生注意操作步驟的順序，從簡單到復雜，從模仿到創(chuàng)新，引導學生由淺入深，由點到面完成項目。

3 通過教學實踐，深刻體會教學內容要生活化、教學方法要多樣化

傳感器應用技術課程枯燥無味，對各大類常用傳感器，可以選擇教學內容與生活化的事物結合在一起，通過引入典型的、實用的、趣味的項目案例加深對傳感器選型、應用等方面的技能培養(yǎng)。比如，上述案例中舉日常生活中常見的數(shù)顯電子秤，了解電子秤的構造和使用方法，明白了其工作原理，學生會恍然大悟，學習熱情也會高漲，這樣不但便于相關知識的教學，也能讓學生意識到傳感器技術在生活中所發(fā)揮的重要作用。

傳感器種類繁多，教學內容涉及學科領域多，應用范圍廣，教學難度大，專業(yè)課教師不能單純憑借自身的教學經驗而堅持固有的傳統(tǒng)教學方法，否則難以提高學生上課興趣，根據不同教學內容選擇不同的教學方法，會提高教學的有效性。

4 結語

教學效果有效性的提高，需要師生雙方素質的提高和教學互動性的增強，需要教師精心備課，結合教學內容選擇最佳的教學方法，同時各種教學方法的運用不能孤立，在教學實踐中應彼此結合或互補，本次理實一體教學實踐為自己今后教學方法的創(chuàng)新奠定了基礎。

參考文獻

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