传感器技术及应用教学点滴心得

传感器技术及应用教学点滴心得
《传感器技术及应用》教学思考与实践
摘要：本文阐述了针对传统《传感器技术及应用》课程教学存在的不足，对给课程的教学模式进行改革的具体措施及改革所取得的效果。

关键字：传感器教学模式
一、引言
随着电子计算机、机器人、自动控制技术等技术的迅速发展，对传感器的需求不断增加。

传感器技术成为现代科学领域中一门极其重要的学科。

《传感器技术及应用》也成为自动控制专业、计算机应用、机电一体化等专业的专业课。

作为一门新兴边缘学科，它具有其自身的特点。

（1）课程内容分散，缺乏系统性和连续性。

在实际应用中，传感器作为“感觉器官”，是将压力、温度、位移量等信息（或者被测量）转化成电信号。

而这些转化是利用物理学、化学、生物学现象和效应来进行的，被测量转化成电信号的方式是各种各样，也就是说各类传感器的工作原理不同。

因此本课程信息量大，涉及的范围较广，且各章节教学内容相对独立，缺乏连续性和系统性。

（2）实践性强。

由于传感器在实际应用十分广泛，大至数控机床、汽车，小至家用电器中都有传感器。

传感器的安装、连接方式等多方面因素都能影响传感器的测量结果。

所以只有通过实践，亲自动手使用传感器，才能知道传感器的应该与其他电路如何连接，怎样才能正常工作。

因此这门课程与实践结合非常紧密。

结合我校的现有的传感器实验器材，我校对该课程的进行以下教学思考与实践，对这门课采用了理论实践一体化的教学模式，并取得了一定的效果。

二、《传感器技术及应用》原有教学模式
1、教学内容理论性较强，课堂组织形式单一
以往这门课的教学以理论教学为主，实践为辅。

教师教学以传感器的工作原理为主。

由于本课程的涉及的原理和公式较多，上课时理
论推导、定量分析较多，理论性较强，比较枯燥，完全是“填鸭式”的教学方式，不适合高职学生的学习特点，导致学生不感兴趣，教学达不到预期的效果。

2、与实践脱节
大多数学校是在理论课完成后，安排一点时间做些实验，这时有些学生对理论部分
的内容可能已经生疏或淡忘，实验的效果大打折扣。

另外实验主要也是对传感器参数的测试，演示性和验证性的实验居多，功能性、综合性的实验较少。

实验不涉及或者较少涉及传感器实际应用中较常见的问题，比如：如何进行传感器的选择、安装，传感器的连接方式等等。

这些实验对学生的专业应用能力与综合能力的提高作用不大。

三、《传感器技术及应用》新的教学模式
新的教学模式主要是将各类传感器的理论知识和实践进行了整合，实现理论实践一体化教学，主要分成以下几方面：
1、课程结构采用模块化结构
由于各种传感器的工作原理不同，我们对课程结构进行调整，采用模块化结构，一种传感器就是一个模块。

我们可以根据学生的专业特点选择其中几个模块进行组合进行一至两周的进行教学，这样教学实施比较紧凑也比较灵活。

例如：机电一体化专业的学生就可以选择工业上常用的电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器、磁式传感器等几个模块组合起来进行教学。

2、教学内容采用课题形式
每个模块的教学内容采用课题的形式，让学生以小组为单位通过完成课题的方式，学习传感器的相关知识。

在开始课题之前，我们先介绍传感器的结构与工作原理，采用框图形式将传感器各部分以及前后联系表示出来，形象直观，一目了然，再对传感器的工作原理作简单的定性分析，让学生掌握传感器的工作原理。

例如电容式传感器采用这样的框图表示如图1所示，
图 1
将电感式传感器有感应电极、屏蔽罩、振荡器、比较器和输出级等部分组成，用框图的
形式表示出来。

分析电容式传感器的工作原理：当开关板（被测物体）接近传感器时，RC振荡电路起振，传感器的输出高电平，当开关板（被测物体）离开传感器时，RC振荡电路停振，传感器的输出低电平。

采用这种方式进行理论教学不涉及相关的内部电路及计算，学生乐于接受，再配合相关的课题逐步深入了解传感器的各项参数及功能。

与之相关课题一共有七个。

如下表1所示
表1
这些课题从易到难，从参数测量到实际应用，逐步深入。

学生每
完成一个课题，就可以掌握一些新知识。

例如课题四是测量电容式传感器的降低因素，学生通过实践了解到对于不同材料的目标物传感器的感应范围是不同的，它们之间的差异是用降低因素来表示的。

教会学生利用降低因素*预定感应范围=实际感应范围来计算传感器的实际感应范围，从而确定目标物与传感器之间的工作距离。

这样做就将一个传感器的参数与其实际应用结合起来，实现理论实践一体化教学。

根据高职培养应用型人才的要求，我们结合相关课题加入了关于传感器的实际应用知识。

比如说电容式传感器分齐平式与非齐平式安装两种，齐平式安装时将传感器可埋入金属性基座内，其有效感应工作面可与基座齐平安装；非齐平安装与齐平安装相反，传感器的的检测面周围必须留有一定的自由空间，如下图2所示。

图2
当两个或者多个传感器安装时，如果安装距离太接近，很可能影响频率，所以下图3列出了传感器与传感器间的最小间距。

图3
还用传感器可以多个串联或者并联在逻辑上是“与”和“或”的
关系、输出是两线和三线系统，怎样接线等等学生通过课题化的教学真正掌握选用的传感器的方法，传感器的安装、连接方式等知识，真正做到学以致用。

3、科学的教学评价
以往的教学评价方式主要是采用考试的方式对课程的内容进行一次考核，这次考核的成绩作为学生的最终成绩。

这种评价方式不能真正的体现学生的专业应用能力和综合能力。

因此我们对评价方式进行了调整，对每个课题制定相应的评分表，评分表包括学生完成课题的质量以及是否遵守操作规程等内容，科学全面的考核学生的综合素养。

所有课题完成后便可以总评出学生这门课程的成绩。

四、教学效果
1、提高了学生的专业应用能力，教学效率较高。

学生通过完成课题，具备了传感器的安装、使用、连接等方面的基本知识，并且能够初步实现传感器的简单应用，具有一定的解决问题的能力。

例如用电容式传感器测量黑白分区磁盘的转速时，学生发现当转速超过1500r/min时，电容式传感器的输出信号消失了，通过分析发现原来是转速过高，超过了传感器的开关频率（传感器每秒钟内通、断的最大次数），传感器来不及反应了。

了解原理之后，学生就提出了减小磁盘的分区数，选用开关频率高的传感器等办法来解决这一问题。

可见开展理论实践一体化的课题为他们今后踏上工作岗位打下了良好的基础。

2、实现师生之间的互动，发挥学生的主体作用。

采用这种教学模式之后，学生在学习过程中真正的从“要我学”变成了“我要学”。

在完成课题的时候，学生发现问题，及时请教教师，通过与教师的交流或者与其它学生的讨论解决问题，营造出比较融洽的教学氛围，课堂气氛活跃，提高学生的求知欲、探
索欲。

课后及时总结，教师再给出具有一些思考题或讨论题，这些题目紧扣课题，帮助学生更好的掌握相关的知识。

学生积极参与教学过程，提高了学习主动性，发挥了学习主体的作用。

3、培养了团队合作精神
在课题教学中要对学生进行分组，以小组为单位完成课题。

通过这种方式使学生了解作为一个学习的团队，要学会分工合作，通过团队协作才能更好地完成课题，培养了学生良好的协作能力和团队意识，这位他们将来更好地融入企业打下良好的基础。

五、结束语
我们对《传感器技术及应用》的教学仅仅是进行了一次小小的改革，这次改革使我们看到实行理论实践一体化教学的优势，今后我们还不断的优化教学，使学生更快更好地掌握传感器这门技术，更好的应用它。

任玮：中学二级教师中德无锡高级职业技术学校专业教师
联系电话：（0510）5100101 138********。