高職院校機電一體化專業(yè)傳感器課程教學探討

宋珍偉 顧誠甦 李 莉

摘要:本文針對傳感器課程教學的特點,對于高職院校機電一體化專業(yè)如何開展傳感器教學工作進行初步探討。

關鍵詞: 傳感器教學高職

中圖分類號: G642文獻標識碼: A文章編號:1672-1578(2009)11-0122-02

1 引言

傳感器是一種物理裝置,能夠探測、感受外界的信號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學組成(如煙霧),并將探知的信息傳遞給其他裝置。據傳感器的定義可見傳感器技術涉及的知識面寬廣,涉及到機械、電子、化學、磁學、光學等各個學科,同時傳感器技術的發(fā)展日新月異,出現(xiàn)了許多新型的傳感器。也對傳感器的教學工作提出了更高的要求,我院是一所培養(yǎng)應用型高職人才的職業(yè)院校。根據市場的需求,前幾年就在機電系電類專業(yè)中加強了傳感器課程的教學,傳感器是獲取自然科學領域信息的主要途徑和手段。在現(xiàn)代測控系統(tǒng)中,作為關鍵環(huán)節(jié)的傳感器處于連接被測控對象和測控系統(tǒng)的接口位置,因此傳感器課程在整個課程體系中占用重要的地位。經過幾年的摸索及試驗。現(xiàn)就高職院校機電一體化專業(yè)如何開展傳感器教學進行初步探討:

2 我院傳感器課程培養(yǎng)目標以及現(xiàn)狀分析

據我院高職機電一體化專業(yè)培養(yǎng)目標要培養(yǎng)能夠勝任機電一體化設備的設計、安裝、調試、操作、維護、維修和綜合管理等工作的專業(yè)技術人員。針對傳感器教學而言要求傳感器課程教學目標適應專業(yè)培養(yǎng)目標,力圖使學生學完本書后能獲得作為生產第一線的技術、管理、維護和運行人員所必須掌握的傳感器、自動檢測系統(tǒng)和抗干擾技術等方面的基本知識和基本技能,同時通過綜合設計來培養(yǎng)大學生系統(tǒng)設計的能力以及科技創(chuàng)新的能力。在學習上:

(1)使學生重點掌握傳統(tǒng)的電阻、電容、電感、電壓、熱電、光電效應的敏感原理及其傳感器的結構與應用。

(2)有選擇地學習各類新型傳感器,如光纖、激光、超導、生物、智能等傳感器,它們對科學技術現(xiàn)代化起著舉足輕重的作用。

傳感器這門課幾乎每一章節(jié)都介紹一種傳感器的原理以及應用,內容比較分散,整體連續(xù)性不強,學生學起來比較艱苦而且不容易弄明白,教師講起來也枯燥乏味,對教與學都提出更高的要求。傳感器教學中長期以來存在很多問題如:重理論經實踐,嚴重的影響了傳感器課程的教學效果。實驗教學缺少獨立的教學體系以及相應的學分評價體系,實驗課從屬干理論課實驗內容含在理論課程中,實驗學時與內容的開設隨意性強,隨意削減實驗學時成為普遍現(xiàn)象,實驗課時同理論課時比例不太合理等問題。且實驗多為驗證性實驗,缺乏設計性,與工程實踐脫節(jié)。

3 理論教學

3.1教學內容的探討

教材是教學內容及學生學習知識的主要源泉,內容的變革必然首先涉及教材的選用問題,目前傳感器教材的種類繁多,而且行業(yè)特色鮮明,如汽車技術方向的教材偏重汽車專用傳感器,而化工行業(yè)的教材所涉及的傳感器多以化工參數(shù)測量為主,所以在選用教材時充分考慮我院機電一體化專業(yè)的專業(yè)特點,并且根據專業(yè)實際情況自編補充講義,對教材中沒有涉及到的以及講解不充分的內容進行補充,同時介紹新型傳感器及傳感器的最新動態(tài)。

在考慮教材時,主要著眼于提高高職、高專學生的應用和工藝水平,因此教材選用高職高專精品教材,該教材針對高職學生的特點壓縮原理理論推導,增加應用實例。學生不需要研究復雜的原理推導,學習起來容易,增加生產生活的傳感器實驗以及圖片,增強了學生的學習興趣又與生產實踐結合起來。

3.2課堂教學

3.2.1多媒體輔助教學技術、問題啟發(fā)式教學,加強直觀性教學

課堂教學的主要目的就是讓學生了解傳感器的工作原理及其特性。另據高職高專的特點把原理推導部分進行了壓縮,傳感器課程的特點每個章節(jié)之間缺乏連貫性。僅僅機械化的進行講解,學生必然感覺到枯燥無味難于理解。采用多媒體教學技術增強直觀性有利于提高學生的興趣,同時加強互動式教學,提高教學質量。

比如:熱電阻這部分內容

首先提問:電阻的阻值與溫度有關嗎?關系如何?

有些同學回答:“有關”,有些說:“無關”?；卮鹩嘘P的學生也不知道阻值和溫度到底存在什么關系。此時用多媒體演示100w/220v的白熾燈在沒有通電的情況下用萬表測量內部電阻絲的阻值只有幾十歐姆,而通電額定狀態(tài)下工作時的阻值為484歐姆。

接下來提出問題由此演示實驗可以得出什么結論呢?

學生回答:金屬絲的阻值隨溫度的升高而增大。

師生總結:用金屬絲可以制作溫度傳感器,稱為熱電阻。

然后,再對于電阻傳感器的原理進行講解,這樣學生就比較感興趣,對于問題的解決也使學生有一種成就感。

3.2.2注意講授內容的實用性,引入案例教學,激發(fā)學生的求知欲望

講授內容要具有實用性同生產、生活相關,有利于激發(fā)生學生的求知欲望。比如:溫度是同我們生活密切相關的一個物理量,常常需要測量與控制。那么就可以用“簡易溫度傳感器設計”作為一個設計案例進行教學。同時提出幾個問題:溫度傳感器可以用在哪些方面?可以用到書本中哪些章節(jié)的什么內容?如何設計簡易溫度傳感器?根據書本上內容可以設計出幾種方案?新型溫度控制芯片(舉三例)? 如何采用新型控制芯片與單片機進行設計方案如何?通過對這些問題的回答,使學生更好的理解溫度傳感器的應用,理解教材上的相關內容,同時拓展了學生的思維。對學生設計方案在全班進行評審(先由學生之間進行互審,再由教師對各個方案進行點評)找出缺點及不足,有利于培養(yǎng)學生獨立處理問題以及具體設計的能力。

4 實驗教學

實驗課教學是完成本課程教學的重要環(huán)節(jié)。其主要任務是通過實驗鞏固和消化課堂所講授理論內容的理解,掌握常用傳感器的工作原理和使用方法,提高學生的動手能力和學習興趣。其目的是使學生掌握非電量檢測的基本方法和選用傳感器的原則,培養(yǎng)學生獨立處理問題和解決問題的能力。

教材介紹的新型傳感器類型較多,需要測量的物理量也比較多,如果每一種傳感器都進行驗證,由于工作量大、難度大會

挫傷學生的積極性,保留一些基礎性驗證實驗如金屬箔式應變片——電子秤實驗、差動變壓器性能測試、電容傳感器實驗等主要是使學生理解傳感器的原理,進一步鞏固和消化所學的內容。

增加項目設計,單獨設立課程的實驗教學環(huán)節(jié),開設了綜合性、設計性的實驗?？梢园杨愃朴谖覀冊谥v授過程中的小案例,做成不同的設計題,由學生進行選做。培養(yǎng)學生綜合設計能力。

5 考核

我院現(xiàn)有的考核形式是這樣的。課程考核總成績100分,其中理論考試占60%,測驗成績占20%,平時成績占20%。平時成績包括課堂提問、學生作業(yè)、實驗情況等。可見,理論考核占絕對的比例,而對于實驗實踐沒有專門的考核標準以及形式,重視理論而忽略實踐能力的培養(yǎng)。為了解決此問題,我們采用課題設計的形式讓學生動手完成小設計,通過設計的情況來進行考核。

采用課程設計或專業(yè)論文的方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的考核方式。讓學生不拘泥于課本上的條條框框,離開課本查閱相關資料。比如說:讓學生完成一個水溫控制器的設計、利用電橋完成數(shù)字式電子稱的設計、利用超聲波設計一個水位測試儀等等。學生為了完成設計目標,勢必會查閱大量的相關資料,無形中加深了學生對知識的理解,同時又增強了知識與生產實踐的結合。

6 結語

傳感器的種類繁多,我們對傳感器教學時,應側重于應用,應注意它與基礎原理相聯(lián)系,應關注學生的經驗,不要過于艱深,應注意培養(yǎng)學生的知識與技能、過程與方法、情感維度與價值觀。同時注意與生活的聯(lián)系,盡力提高學生的學習興趣,使學生感受到知識的巨大用途,培養(yǎng)其能力全面發(fā)展。

參考文獻:

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[2]王建軍.傳感器技術.教學方法探討[J].裝備制造技術,2007.

[3]張淑紅.項目教學法在傳感器課程改革中的應用[J].高等職業(yè)教育—天津職業(yè)大學學報,2007.

作者簡介:宋珍偉(1979-),男,助教,主要從事教學工作。