傳感器及檢測技術教學探討論文
【摘要】“傳感器及檢測技術”是一門綜合性實用性很強的課程，針對該課程理論方面比較分散而實踐方面又需要很強的動手能力的特點，提出要適當調整理論與實踐的課時比例，實行驗證性實驗與綜合性實驗相結合的實驗方法，把理論與實際相結合，逐步提高實踐課程的難度。基于課程綜合性非常強的特點，結合其他課程開設了設計性實驗，提高了學生的學習興趣與能力。實踐表明，提高實踐課程的比例，對于改善傳感器與檢測技術的教學效果，提高學生的實踐創新能力起到了重要作用。
【關鍵詞】檢測技術論文
引言
傳感器與檢測技術是信息技術的核心之一，它是研究信息提取、信息轉換和信息處理與應用的課程，是一門綜合性非常強的專業基礎課，涉及到不同的學科領域，包括機械、電氣、信息、環保等［1］。該課程理論內容非常分散，實踐性強，尤其是理論部分的學習過程非常乏味。如何提高課程的教學效果，激發學生的學習興趣，探索合理科學的教學模式是從事該課程教學的教師一直關注的焦點問題。本文從從理論教學與實驗教學兩個環節進行了教學新模式的嘗試與改革，并取得了初步的成果。
1理論教學方面
傳感器及檢測技術這門課程在理論學時的安排上，應根據教學大綱的要求，適當減少理論學時，增加課堂的靈活性。那么既要完成教學任務，又要把這門課程講好，這就向我們提出了一個艱巨的任務，所以本門課程在理論課的安排上不能完全按照教材去講解，要綜合考慮以下四方面內容:第一，學生對于先導知識的掌握。本課程是在電路、電力電子技術基礎上開設的課程。傳感器主要作用是信號的采集，對于信息的處理與應用主要還是利用電力電子技術，有了這些先導課程，教師才能夠更清晰地講解傳感器中的測量電路，讓學生能夠深入理解傳感器在實際中的應用。第二，傳感器基本知識的講解。這是本門課程的主要任務，講解各種傳感器的結構原理，讓學生更加深刻地理解傳感器中非電量與電量之間的轉換關系。第三，在前兩點的基礎上，增加一些測量實例。只有既講解好元件的原理結構又與應用電路相結合，才能夠使得整體課程不空洞，讓學生切實體會到傳感器的作用。以霍爾傳感器為例，在講授霍爾傳感器的原理時，除了講解霍爾效應以及它可以測量位移、轉速、加速度等，可以加入霍爾開關的應用，利用霍爾開關產生的電信號控制衛生間內的照明情況，此應用結合傳感器與電力電子技術的知識，讓學生直觀地看到傳感器在現實生活中的作用。第四，及時補充傳感器的前沿知識。如物聯網傳感器，讓學生能夠從接受這門課程開始到有興趣去自主學習［2］，整體內容在安排上由淺入深。在理論課的講解過程中，要盡量使用現代化教學工具和多媒體技術進行教學，提高教學效率。
2實驗教學方面
2．1實驗進度的安排目前一般的實驗課安排在教學周的最后階段，無法讓學生及時地把理論與實踐相結合，實驗課的目的就是加深對理論知識的理解與應用，因此我們可以把傳統驗證性實驗穿插在教學過程當中，加深學生對傳感器理論知識的理解。這樣既可以讓學生明白自己在學什么，又可以提高動手能力。在做實驗的過程中，可以引導學生思考，除了原理性的實驗，此種類型的傳感器還能在工程上有什么樣的應用，為后邊安排的設計性與綜合性實驗打基礎。時間上安排，實驗課應貫穿整個教學期間，形成一個完整的教學過程。2．2實驗類型的設定傳統的傳感器實驗多為驗證性實驗，學生按照實驗指導上的實驗步驟連接電路，改變其中的某些參量，得到非電信號到電信號的轉變，最后記錄實驗結果。學生只是被動做實驗，缺乏主動性與創造性。所以在實驗內容安排上，既要有驗證性的實驗還要有綜合性和設計性的實驗，在整個教學過程中，逐漸地把教學從以教師為中心轉變為以學生為主體，讓學生化被動為主動［3］，既增加了教學的趣味性，又提高了學生學習的積極性。如我們在講解電阻式傳感器時，由于電子秤是電阻式傳感器的經典應用，教師就可以安排先做驗證性的實驗，如電阻式傳感器的半橋性能實驗，在試驗臺上進行電路的連接，體驗一下力如何轉變成電信號，記錄實驗結果，分析實驗誤差等。這種相當于導入實驗，不要安排太難，要提起學生做實驗的興趣，讓大家把課上的理論知識應用到實驗當中去。然后可以安排做電阻式傳感器的全橋實驗進行對比，對比一下不同連接電路中靈敏度、誤差等指標的區別，也為后邊電子秤的綜合性實驗打基礎。綜合性的實驗要求學生自主去做。所謂自主，即教師只提出實驗要求，實驗原理與電路由學生去設計。最后提交實驗報告，在報告中，要包含實驗步驟、原理圖以及實驗結果，還要記錄實驗過程中遇到的難點以及解決辦法。做實驗過程中安排好實驗內容的層次，實驗要求由低到高，由驗證性實驗開始，到綜合性實驗，以設計性的實驗作為結束。設計性的實驗由學生自己去查資料定題目，由實驗室給學生提供基本的工具。學生可以和其他課程內容相結合，如單片機、數字信號處理等課程，將傳感器采集到的信號進行數模轉換，送入到單片機或計算機中，再進行信號處理。舉一個比較簡單的例子，利用溫度傳感器采集溫度傳送到單片機中，通過LCD顯示當前的溫度。測溫電路采用DS18B20溫度傳感器來采集溫度，利用單總線技術將其與AT89C51的P0接口相連接，顯示部分用LCD中的LM016L液晶顯示屏來作為顯示電路，將AT89C51中的P2口作為數據線，將P3口作為LCD的控制信號的連接端口。這些設計性的題目既可以讓學生體會到親自動手做電路帶來的快樂，又可以鞏固學生學過的課程。2．3實驗內容的完善目前我們的實驗內容都是固定的，實驗內容的安排應該經過多學期的完善，最終確定為最適合學生的實驗內容。開課的每學期結束后，聽取學生的感受和意見，調整實驗內容，如增加學生們感興趣的實驗部分，調整驗證性和綜合性實驗的難度以及兩部分內容開設的比例。
3課程考核方面
目前我們的課程考核以期末考試為主要的評價方式，考核方法單一。成績比例更偏向于理論成績，學生的目光更集中在期末考試的試卷上，這使得實驗部分無法引起學生的重視，不利于提高學生的動手能力與創新能力。為了科學評測學生的學習效果，全面考察學生的應用能力，課程考核方面也進行了改革。期末考試成績分成兩部分，理論部分與實驗部分各占50%，相對于現在而言提高了實驗成績的比例。其中理論部分包括平時成績與期末考試成績。平時成績反映學生上課的出勤情況以及課堂表現與平時作業的完成情況，占理論成績的20%;期末考試的卷面成績占理論成績的80%。實驗部分成績包括驗證性實驗成績與綜合設計性實驗成績。驗證性實驗成績體現學生對實驗課的準備情況、實驗課的表現以及實驗報告質量;綜合設計性實驗的成績，體現學生的實踐能力。這種考核方式更加科學合理，發揮了考核的積極功能。經過幾年的探索與改革，我們找到了該課程適合學生的教學方法，既能夠愉快地完成教學任務，又能夠提高學生的實踐和創新能力，為學生將來無論是步入社會找工作，還是繼續學業打好了基礎。當然這還是我們的初步探索，以后會加大教學的改革步伐，不斷提高傳感器與檢測課程的教學質量。
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