檢測與傳感技術論文(2)
檢測與傳感技術論文篇二
“傳感器與檢測技術”課程教學改革初探
摘要：傳感器與檢測技術課程是一門理論豐富、重視實踐教學的自動化專業(yè)重要基礎課程。汲取先進的教學經(jīng)驗，對以往的優(yōu)秀教改成果進行了總結，并對該課程進行了理論與實驗教學改革探討，采用以啟發(fā)講授與案例分析為主的課堂教學方式，同時結合自主開放式的設計型實驗，提高了課堂的教學質量，加強了學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
關鍵詞：傳感器;檢測技術;實踐教學;教學改革
作者簡介：馬利(1980-)，女，湖北仙桃人，河南工業(yè)大學電氣工程學院，講師;王秀霞(1979-)，女，河南新鄭人，河南工業(yè)大學電氣工程學院，講師。(河南 鄭州 450001)
中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079(2012)30-0052-02
隨著計算機輔助設計技術(CAD)、微機電系統(tǒng)(MEMS)技術、光纖技術和信息技術的發(fā)展，獲取各種信息的傳感器已經(jīng)成為各個應用領域，特別是在自動檢測、自動控制系統(tǒng)中已成為不可缺少的重要技術工具，越來越成為信息社會賴以存在和發(fā)展的物質與技術基礎。因此，“傳感器與檢測技術”課程在河南工業(yè)大學自動化、電氣工程及自動化、應用物理等學科課程體系占據(jù)了非常重要的位置。
“傳感器與檢測技術”是一門集光、機、電于一體，綜合物理、化學、生物、材料、電子、電氣、計算機、機械等多學科技術于一體的工科電氣信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程。該課程具有以下特點：涉及內(nèi)容多，除傳感器與檢測技術基礎知識外，還包括眾多電工參量、物理參量、機械參量、成分參量、熱工參量的檢測原理、方法與技術等內(nèi)容;各章內(nèi)容多學科交叉，涉及電學、磁學、光學、化學等學科;各章內(nèi)容之間的聯(lián)系并不甚緊密，但都涉及上述多門前修課程的知識及這些知識的綜合應用等。[1]
由于該課程的以上特點，學生在學習該課程時，尤其開始時，通常感覺不適應、思維跟不上、枯燥、難以學好。為了更好地適應國民經(jīng)濟建設對自動化、測控技術方面的人才需要，更好地發(fā)展學科課程建設，對該課程教學進行改革與實踐，提高課程的教學質量已勢在必行。
一、主要教學內(nèi)容和特點
總體上，傳感器及檢測技術課程分為三部分內(nèi)容：
第一部分：傳感器的基礎知識。了解傳感器特性指標，傳感器輸入輸出之間的關系，掌握分析傳感器靜特性和動特性的基本方法，在給定條件下熟悉計算穩(wěn)定時間和工作頻率的方法以及傳感器的標定。主要了解傳感器及檢測技術的基本概念;傳感器特性及其標定;掌握檢測數(shù)據(jù)的處理及誤差分析的方法。
第二部分：各種常用傳感器的介紹。理解并掌握各種類型傳感器原理及應用知識，主要有電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器。
第三部分：檢測技術的主要問題。了解檢測的感念、測量的方法、測量系統(tǒng)的組成和數(shù)據(jù)處理的一般方法。掌握傳感器的應用基礎、如何設計與構成檢測系統(tǒng)等內(nèi)容。
理論教學中的難點主要有以下幾個方面：一是內(nèi)容多，傳感器種類多、應用廣泛，原理復雜，對物理知識要求高，學生把握重點有困難;二是課程中傳感器以結構傳感器為主，有大量的傳感器結構圖形，對平面圖形學生理解有難度;三是傳感器是一門工程應用背景很強的課程，需要理論結合實際;四是接口電路復雜，對模擬電路等電學知識要求較高。
二、教學中采用的方法與手段
1.將先進的教學方法引入課堂，并以實際工程為背景，重點放在傳感器的應用上
根據(jù)每次講授內(nèi)容，盡量講解符合內(nèi)容的工程實際案例，以工程應用背景的案例激發(fā)學生的學習興趣，同時將案例的講授與相關實驗結合，在枯燥的理論教學過程中很好地融入了有趣的實驗過程，以提高學習效果;對講授的內(nèi)容進行精心選擇，突出重點、難點，結合實際進行比較，刪除過時的內(nèi)容，同時對有些內(nèi)容安排學生自學，提高學生的自學能力。
2.“教、學、做”一體化教學模式
檢測技術是實踐性很強的課程。西方有一句名言：“聽過的我會忘記，看過的我能記得，做過的我才理解。”把大部分課程搬到實驗室講授，理論講解、動手實驗、交流討論交替進行，使學生將“知識”迅速轉化為“能力”，同時保證實踐性環(huán)節(jié)的順利開展。同時，采用實物實驗與理論實驗相結合的教學實驗方法，以提高實驗效果，利用自行研制的一些實際傳感器及放大電路輔助教學，在實踐中學習，使深奧的理論變得生動易懂，達到理論與實際相互補充、相互對應，調動和激發(fā)學生的學習積極性。
3.制作豐富多彩的多媒體課件，將科研成果引入課堂
由于檢測技術的發(fā)展迅速，再加上教材需要一定的出版周期，使教材內(nèi)容滯后于學科發(fā)展。為彌補這方面的缺陷，在教學內(nèi)容組織上采用以自行制作的多媒體課件為主、以書本教材為輔的形式。課件制作利用聲音、動畫、圖片等形式幫助學生更好地理解課程內(nèi)容。在教學內(nèi)容方面，把握重點、難點的同時積極了解新技術的動態(tài)，及時補充反映新的傳感技術的內(nèi)容，力求使學生了解傳感器前沿發(fā)展。教學中盡可能插入新型傳感器產(chǎn)品的介紹以及一些科研經(jīng)歷、科研成果和正在進行的科研項目。把相關科研成果在課堂上展示給學生，大大拓寬了學生視野，同時激發(fā)了學生的學習興趣，達到良好的教學效果。
三、注重實踐教學
1.利用現(xiàn)有的實驗室，開設相應的開放性設計實驗
傳感器與檢測技術作為一門實踐性很強的課程，實驗在課程教學中占有起重要作用。以實驗室豐富的實驗教學條件，配合教學的要求，安排多個學時的實驗。
但是畢竟課堂教學時間有限，為了讓學生更好地掌握常用傳感器的使用和標定方法以及接口電路的設計，同時還開設了相應的開放設計實驗。學生通過開放設計實驗的訓練能夠對傳感器有全面的認識，能獨立進行實驗數(shù)據(jù)讀取和實驗結果分析，加深對理論知識的理解和認識，也讓學生對傳感器的選擇、使用和接口電路特點有一定的認識。同時能夠獨立設計簡單的傳感器和接口電路，具有使用和分析傳感器的初步能力。
2.構建了新的實踐教學體系 本課程與實際應用聯(lián)系緊密。實踐教學是培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新思維能力的重要教學手段，也是積極響應學校應用型人才的培養(yǎng)目標總體辦學指導思想的一項重要內(nèi)容。除了進行理論學習之外必須加強實踐環(huán)節(jié)，學生通過自己動手進行實驗操作，有助于牢固掌握傳感器與檢測技術的基本知識，同時可以加深對一些較為抽象的工作原理的理解，通過實驗進一步學習傳感器在工業(yè)測量控制中的實際應用。
在實驗內(nèi)容的設置上，我們壓縮了驗證性實驗的教學時數(shù)，加大了綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗學時數(shù);同時，開設了與本課程相關的4周創(chuàng)新性實踐課程，為本課程的連續(xù)性動手能力的培養(yǎng)打下了基礎;并設立基于本課程的開放性試驗，開放創(chuàng)新實驗室，給學生實踐動手能力的提高提供良好的環(huán)境和硬件平臺，同時積極鼓勵、支持和指導學生參加各類電子設計大賽。
3.學生科技創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新與課程相輔相成
在學校各級領導的大力支持下，積極主動地多方爭取、創(chuàng)造條件，開展了一系列卓有成效的基于傳感器與檢測技術的大學生實踐與科技創(chuàng)新活動，并取得了良好的效果。通過這一系列的學生競賽活動，使學生利用傳感器來進行項目開發(fā)的能力和水平具有了很大的提高，具有了一定的設計開發(fā)能力，大大激發(fā)了學生對本課程學習的熱情，營造了本課程學習的良好氛圍。同時定期舉辦專題講座，了解學生學習及應用中存在的問題，并加以指導。鼓勵學生在日常生活中尋找課程設計題目，用傳感器與檢測技術解決實際問題，開闊了學生眼界，豐富了學生的知識，提高了學生的創(chuàng)新能力，形成了良好的師生互動的課外學習環(huán)境，得到了廣大師生的肯定。
4.科研項目與教學內(nèi)容相結合
不斷的將科研成果、科研項目和教學成果引入教學，及時跟蹤傳感器與檢測技術的最新進展，把科研成果或項目中的具體問題與課程相關章節(jié)結合。例如，結合糧庫糧情監(jiān)測系統(tǒng)講授溫度傳感器、濕度傳感器的原理;根據(jù)避障機器人的原理講授CCD圖像傳感器或超聲波傳感器原理;結合智能小車講授光電傳感器以及光電編碼盤等，如此不斷豐富教學內(nèi)容，形成了獨特的教改發(fā)展之路。
積極將科研成果轉化為教學內(nèi)容，引入課堂教學，讓學生了解科技發(fā)展前沿，幫助學生端正專業(yè)思想，激發(fā)學生的學習興趣。更重要的是促進了學生成人、成才，即教書又育人。并及時將科研成果轉化為教學內(nèi)容，出版新的高校教材，發(fā)表相應的教改科技論文。
同時積極承擔國家級和省部級、校級科研基金項目，并將科研項目的一部分作為學生科技活動或畢業(yè)設計(論文)的實踐性課題，指導他們開展科學研究，提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力。
針對傳感器與檢測技術課程具有理論豐富、實踐性強等特點，河南工業(yè)大學電氣學院傳感器課程組廣大教師團結協(xié)作，近年來結合自動化技術發(fā)展的趨勢、根據(jù)不同授課對象的專業(yè)培養(yǎng)計劃廣泛吸收先進的教學經(jīng)驗，積極整合優(yōu)秀教改成果，成功地整合了該門課的課程體系，改革了教學內(nèi)容和方法，形成了具有鮮明特色的教學體系，在課程建設上取得了一定成效。
參考文獻：
[1]蔣全勝，呂家云."傳感器與檢測技術“課程教學改革初探[J].巢湖學院學報，2009，(3)：144-146.
[2]廖京盛.檢測技術課程教學改革探索.第七屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會，2010，7.
[3]謝森林.《檢測技術與儀表》的教學改革與研究[J].科技信息，2010，(7)：109.
[4]朱妮.現(xiàn)代教育技術與高校課堂教學整合的實踐探索[J].中小企業(yè)管理與科技，2010，(9)：256-257.
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