自動檢測技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計創(chuàng)新實(shí)踐

吳玉娟

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，212400，江蘇句容）

自動檢測技術(shù)課程是農(nóng)業(yè)裝備應(yīng)用技術(shù)、電氣自動化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，課程旨在引領(lǐng)學(xué)生了解檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)的理論基礎(chǔ)，掌握各種常用傳感器的工作原理、技術(shù)性能、特點(diǎn)、測量電路以及應(yīng)用范圍，目標(biāo)是讓學(xué)生具備基本的傳感器性能選用、安裝、故障診斷等能力，為后續(xù)農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、植物工廠控制技術(shù)等課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。由此可見，該課程在人才培養(yǎng)體系中地位重要，是融理論與技能于一體的知識技能課程，是機(jī)電類高職院校學(xué)生實(shí)現(xiàn)高技能人才培養(yǎng)目標(biāo)的必修課程。為了創(chuàng)新課程教學(xué)設(shè)計，采取任務(wù)目標(biāo)牽引、實(shí)驗(yàn)問題設(shè)置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考和理論知識講授的方式方法，創(chuàng)新自動檢測技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計實(shí)踐，經(jīng)過不斷教學(xué)實(shí)踐探索，取得了較好的教學(xué)效果。

1 課程設(shè)計

考慮到自動檢測技術(shù)課程涉及的教學(xué)要點(diǎn)多，重點(diǎn)選取“金屬箔式應(yīng)變片測力傳感器” 這個知識點(diǎn)，按照任務(wù)目標(biāo)牽引、實(shí)驗(yàn)問題設(shè)置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考和理論知識講授的步驟進(jìn)行課程設(shè)計。

1.1 任務(wù)目標(biāo)牽引

（1）知識目標(biāo)：通過熟悉電阻應(yīng)變片應(yīng)變效應(yīng)基本概念、應(yīng)變片結(jié)構(gòu)和工作原理，了解電阻應(yīng)變片傳感器的一般分類，掌握電阻應(yīng)變片檢測電路與典型應(yīng)用。

（2）技能目標(biāo)：以電子秤實(shí)驗(yàn)為載體，通過實(shí)踐操作和訓(xùn)練理解，認(rèn)識并掌握金屬應(yīng)變片傳感器基本原理及檢測電路，了解常用的各種金屬應(yīng)變片式傳感器的基本選用原則。

課程教學(xué)采用由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象導(dǎo)入的方式。先是學(xué)生通過動手實(shí)踐，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并進(jìn)行總結(jié)，接著教師授課講授相關(guān)理論知識，學(xué)生根據(jù)教師講授的理論知識以及所做的實(shí)驗(yàn)，加深對知識的理解及應(yīng)用。

1.2 受力實(shí)驗(yàn)

本課程采用浙江天煌教儀THQC-1 型典型傳感實(shí)驗(yàn)設(shè)備，需用器件與單元：應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉㈨来a、數(shù)顯表、±15 V 電源、±5 V 電源、萬用表等。

1.2.1 實(shí)驗(yàn)實(shí)施按照學(xué)習(xí)要求，傳感器中各應(yīng)變片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4，R1、R2放置在電子秤懸臂梁上側(cè)，R3、R4放置在電子秤懸臂梁下側(cè)，并能用萬用表測量其阻值。

指導(dǎo)學(xué)生將應(yīng)變式傳感器的其中一個應(yīng)變片R1安裝在平衡電橋的一個支路上，如圖1 所示，而后將兩個應(yīng)變片R1和R2安裝在平衡電橋的同一支路上，四個應(yīng)變片R1、R2、R3和R4分別接入電橋的兩個支路上，接好電橋調(diào)零電位器RW1，接上橋路電源±5V。檢查接線無誤后，合上主控箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)RW1，使數(shù)顯表顯示為零。

圖1 應(yīng)變式傳感器單臂電橋?qū)嶒?yàn)接線圖

指導(dǎo)學(xué)生在砝碼盤上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，以后每次增加一個砝碼并讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200 g 砝碼加完。記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表1。

表1 單臂、半橋、全橋電橋輸出電壓與所加負(fù)載質(zhì)量記錄表

通過測量電子秤單臂電橋電壓、半橋電橋電壓、全橋電橋電壓等3 個實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生不難得出：“在同等質(zhì)量條件下，單臂電橋輸出電壓約為半橋輸出電壓的1/2，約為全橋電橋電壓的1/4。”

1.2.2 實(shí)驗(yàn)啟示教師指導(dǎo)學(xué)生完成上述實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)啟發(fā)學(xué)生就之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行思考，可提出以下問題供學(xué)生思考：一是金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)？二是金屬箔式應(yīng)變片結(jié)構(gòu)和工作原理？三是單臂電橋時，作為橋臂金屬應(yīng)變片是否選用正、負(fù)應(yīng)變片均可以？四是半橋測量中兩片不同受力狀態(tài)的金屬應(yīng)變片接入電橋時，同一支路上的兩個應(yīng)變片能否同時受拉或受壓？五是全橋測量時，金屬應(yīng)變片的選用有何要求？

1.2.3 原理講授緊貼學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和思考提出的問題，教師先運(yùn)用動畫視頻方式，向?qū)W生介紹金屬應(yīng)變片應(yīng)變效應(yīng)；在學(xué)生了解應(yīng)變效應(yīng)后，以照片和實(shí)物相結(jié)合的方式，講授金屬應(yīng)變片種類，使學(xué)生了解金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體金屬應(yīng)變片的區(qū)別；接著以動畫視頻方式講授金屬應(yīng)變片檢測電路，讓學(xué)生掌握檢測電路中金屬應(yīng)變片的選用和粘貼方式。

在教師原理講授結(jié)束后，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)的步驟再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，體會原理要點(diǎn)，反復(fù)揣摩，掌握知識和技能。

2 結(jié)語

通過上述方法實(shí)施自動檢測技術(shù)課程教學(xué)，突出了問題導(dǎo)向式教學(xué)，讓學(xué)生帶著問題學(xué)和帶著問題練，而教師在教學(xué)過程中主要完成答疑解惑、知識點(diǎn)凝練與總結(jié)，強(qiáng)化了“教為主導(dǎo)、學(xué)為主體”的教學(xué)理念，有效提高了自動檢測技術(shù)課程的教學(xué)效果。