傳感器及檢測技術(shù)教學(xué)探討論文
【摘要】“傳感器及檢測技術(shù)”是一門(mén)綜合性實(shí)用性很強的課程，針對該課程理論方面比較分散而實(shí)踐方面又需要很強的動(dòng)手能力的特點(diǎn)，提出要適當調整理論與實(shí)踐的課時(shí)比例，實(shí)行驗證性實(shí)驗與綜合性實(shí)驗相結合的實(shí)驗方法，把理論與實(shí)際相結合，逐步提高實(shí)踐課程的難度�；谡n程綜合性非常強的特點(diǎn)，結合其他課程開(kāi)設了設計性實(shí)驗，提高了學(xué)生的學(xué)習興趣與能力。實(shí)踐表明，提高實(shí)踐課程的比例，對于改善傳感器與檢測技術(shù)的教學(xué)效果，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng )新能力起到了重要作用。
【關(guān)鍵詞】檢測技術(shù)論文
引言
傳感器與檢測技術(shù)是信息技術(shù)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(mén)綜合性非常強的專(zhuān)業(yè)基礎課，涉及到不同的學(xué)科領(lǐng)域，包括機械、電氣、信息、環(huán)保等［1］。該課程理論內容非常分散，實(shí)踐性強，尤其是理論部分的學(xué)習過(guò)程非常乏味。如何提高課程的教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，探索合理科學(xué)的教學(xué)模式是從事該課程教學(xué)的教師一直關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。本文從從理論教學(xué)與實(shí)驗教學(xué)兩個(gè)環(huán)節進(jìn)行了教學(xué)新模式的嘗試與改革，并取得了初步的成果。
1理論教學(xué)方面
傳感器及檢測技術(shù)這門(mén)課程在理論學(xué)時(shí)的安排上，應根據教學(xué)大綱的要求，適當減少理論學(xué)時(shí)，增加課堂的靈活性。那么既要完成教學(xué)任務(wù)，又要把這門(mén)課程講好，這就向我們提出了一個(gè)艱巨的任務(wù)，所以本門(mén)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(xué)生對于先導知識的掌握。本課程是在電路、電力電子技術(shù)基礎上開(kāi)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(shù)，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(xué)生能夠深入理解傳感器在實(shí)際中的應用。第二，傳感器基本知識的講解。這是本門(mén)課程的主要任務(wù)，講解各種傳感器的結構原理，讓學(xué)生更加深刻地理解傳感器中非電量與電量之間的轉換關(guān)系。第三，在前兩點(diǎn)的基礎上，增加一些測量實(shí)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(xué)生切實(shí)體會(huì )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(shí)，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(kāi)關(guān)的應用，利用霍爾開(kāi)關(guān)產(chǎn)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(shù)的知識，讓學(xué)生直觀(guān)地看到傳感器在現實(shí)生活中的作用。第四，及時(shí)補充傳感器的前沿知識。如物聯(lián)網(wǎng)傳感器，讓學(xué)生能夠從接受這門(mén)課程開(kāi)始到有興趣去自主學(xué)習［2］，整體內容在安排上由淺入深。在理論課的講解過(guò)程中，要盡量使用現代化教學(xué)工具和多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，提高教學(xué)效率。
2實(shí)驗教學(xué)方面
2．1實(shí)驗進(jìn)度的安排目前一般的實(shí)驗課安排在教學(xué)周的最后階段，無(wú)法讓學(xué)生及時(shí)地把理論與實(shí)踐相結合，實(shí)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(shí)驗穿插在教學(xué)過(guò)程當中，加深學(xué)生對傳感器理論知識的理解。這樣既可以讓學(xué)生明白自己在學(xué)什么，又可以提高動(dòng)手能力。在做實(shí)驗的過(guò)程中，可以引導學(xué)生思考，除了原理性的實(shí)驗，此種類(lèi)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(shí)驗打基礎。時(shí)間上安排，實(shí)驗課應貫穿整個(gè)教學(xué)期間，形成一個(gè)完整的教學(xué)過(guò)程。2．2實(shí)驗類(lèi)型的設定傳統的傳感器實(shí)驗多為驗證性實(shí)驗，學(xué)生按照實(shí)驗指導上的實(shí)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(shí)驗結果。學(xué)生只是被動(dòng)做實(shí)驗，缺乏主動(dòng)性與創(chuàng )造性。所以在實(shí)驗內容安排上，既要有驗證性的實(shí)驗還要有綜合性和設計性的實(shí)驗，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，逐漸地把教學(xué)從以教師為中心轉變?yōu)橐詫W(xué)生為主體，讓學(xué)生化被動(dòng)為主動(dòng)［3］，既增加了教學(xué)的趣味性，又提高了學(xué)生學(xué)習的積極性。如我們在講解電阻式傳感器時(shí)，由于電子秤是電阻式傳感器的經(jīng)典應用，教師就可以安排先做驗證性的實(shí)驗，如電阻式傳感器的半橋性能實(shí)驗，在試驗臺上進(jìn)行電路的連接，體驗一下力如何轉變成電信號，記錄實(shí)驗結果，分析實(shí)驗誤差等。這種相當于導入實(shí)驗，不要安排太難，要提起學(xué)生做實(shí)驗的興趣，讓大家把課上的理論知識應用到實(shí)驗當中去。然后可以安排做電阻式傳感器的全橋實(shí)驗進(jìn)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(shí)驗打基礎。綜合性的實(shí)驗要求學(xué)生自主去做。所謂自主，即教師只提出實(shí)驗要求，實(shí)驗原理與電路由學(xué)生去設計。最后提交實(shí)驗報告，在報告中，要包含實(shí)驗步驟、原理圖以及實(shí)驗結果，還要記錄實(shí)驗過(guò)程中遇到的難點(diǎn)以及解決辦法。做實(shí)驗過(guò)程中安排好實(shí)驗內容的層次，實(shí)驗要求由低到高，由驗證性實(shí)驗開(kāi)始，到綜合性實(shí)驗，以設計性的實(shí)驗作為結束。設計性的實(shí)驗由學(xué)生自己去查資料定題目，由實(shí)驗室給學(xué)生提供基本的工具。學(xué)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(jìn)行數模轉換，送入到單片機或計算機中，再進(jìn)行信號處理。舉一個(gè)比較簡(jiǎn)單的例子，利用溫度傳感器采集溫度傳送到單片機中，通過(guò)LCD顯示當前的溫度。測溫電路采用DS18B20溫度傳感器來(lái)采集溫度，利用單總線(xiàn)技術(shù)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(lái)作為顯示電路，將AT89C51中的P2口作為數據線(xiàn)，將P3口作為L(cháng)CD的控制信號的連接端口。這些設計性的題目既可以讓學(xué)生體會(huì )到親自動(dòng)手做電路帶來(lái)的快樂(lè )，又可以鞏固學(xué)生學(xué)過(guò)的課程。2．3實(shí)驗內容的完善目前我們的實(shí)驗內容都是固定的，實(shí)驗內容的安排應該經(jīng)過(guò)多學(xué)期的完善，最終確定為最適合學(xué)生的實(shí)驗內容。開(kāi)課的每學(xué)期結束后，聽(tīng)取學(xué)生的感受和意見(jiàn)，調整實(shí)驗內容，如增加學(xué)生們感興趣的實(shí)驗部分，調整驗證性和綜合性實(shí)驗的難度以及兩部分內容開(kāi)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(jià)方式，考核方法單一。成績(jì)比例更偏向于理論成績(jì)，學(xué)生的目光更集中在期末考試的試卷上，這使得實(shí)驗部分無(wú)法引起學(xué)生的重視，不利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng )新能力。為了科學(xué)評測學(xué)生的學(xué)習效果，全面考察學(xué)生的應用能力，課程考核方面也進(jìn)行了改革。期末考試成績(jì)分成兩部分，理論部分與實(shí)驗部分各占50%，相對于現在而言提高了實(shí)驗成績(jì)的比例。其中理論部分包括平時(shí)成績(jì)與期末考試成績(jì)。平時(shí)成績(jì)反映學(xué)生上課的出勤情況以及課堂表現與平時(shí)作業(yè)的完成情況，占理論成績(jì)的20%;期末考試的卷面成績(jì)占理論成績(jì)的80%。實(shí)驗部分成績(jì)包括驗證性實(shí)驗成績(jì)與綜合設計性實(shí)驗成績(jì)。驗證性實(shí)驗成績(jì)體現學(xué)生對實(shí)驗課的準備情況、實(shí)驗課的表現以及實(shí)驗報告質(zhì)量;綜合設計性實(shí)驗的成績(jì)，體現學(xué)生的實(shí)踐能力。這種考核方式更加科學(xué)合理，發(fā)揮了考核的積極功能。經(jīng)過(guò)幾年的探索與改革，我們找到了該課程適合學(xué)生的教學(xué)方法，既能夠愉快地完成教學(xué)任務(wù)，又能夠提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng )新能力，為學(xué)生將來(lái)無(wú)論是步入社會(huì )找工作，還是繼續學(xué)業(yè)打好了基礎。當然這還是我們的初步探索，以后會(huì )加大教學(xué)的改革步伐，不斷提高傳感器與檢測課程的教學(xué)質(zhì)量。
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