传感器及检测技术教学探讨论文
【摘要】“传感器及检测技术”是一门综合性实用性很强的课程，针对该课程理论方面比较分散而实践方面又需要很强的动手能力的特点，提出要适当调整理论与实践的课时比例，实行验证性实验与综合性实验相结合的实验方法，把理论与实际相结合，逐步提高实践课程的难度。基于课程综合性非常强的特点，结合其他课程开设了设计性实验，提高了学生的学习兴趣与能力。实践表明，提高实践课程的比例，对于改善传感器与检测技术的教学效果，提高学生的实践创新能力起到了重要作用。
【关键词】检测技术论文
引言
传感器与检测技术是信息技术的核心之一，它是研究信息提取、信息转换和信息处理与应用的课程，是一门综合性非常强的专业基础课，涉及到不同的学科领域，包括机械、电气、信息、环保等［1］。该课程理论内容非常分散，实践性强，尤其是理论部分的学习过程非常乏味。如何提高课程的教学效果，激发学生的学习兴趣，探索合理科学的教学模式是从事该课程教学的教师一直关注的焦点问题。本文从从理论教学与实验教学两个环节进行了教学新模式的尝试与改革，并取得了初步的成果。
1理论教学方面
传感器及检测技术这门课程在理论学时的安排上，应根据教学大纲的要求，适当减少理论学时，增加课堂的灵活性。那么既要完成教学任务，又要把这门课程讲好，这就向我们提出了一个艰巨的任务，所以本门课程在理论课的安排上不能完全按照教材去讲解，要综合考虑以下四方面内容:第一，学生对于先导知识的掌握。本课程是在电路、电力电子技术基础上开设的课程。传感器主要作用是信号的采集，对于信息的处理与应用主要还是利用电力电子技术，有了这些先导课程，教师才能够更清晰地讲解传感器中的测量电路，让学生能够深入理解传感器在实际中的应用。第二，传感器基本知识的讲解。这是本门课程的主要任务，讲解各种传感器的结构原理，让学生更加深刻地理解传感器中非电量与电量之间的转换关系。第三，在前两点的基础上，增加一些测量实例。只有既讲解好元件的原理结构又与应用电路相结合，才能够使得整体课程不空洞，让学生切实体会到传感器的作用。以霍尔传感器为例，在讲授霍尔传感器的原理时，除了讲解霍尔效应以及它可以测量位移、转速、加速度等，可以加入霍尔开关的应用，利用霍尔开关产生的电信号控制卫生间内的照明情况，此应用结合传感器与电力电子技术的知识，让学生直观地看到传感器在现实生活中的作用。第四，及时补充传感器的前沿知识。如物联网传感器，让学生能够从接受这门课程开始到有兴趣去自主学习［2］，整体内容在安排上由浅入深。在理论课的讲解过程中，要尽量使用现代化教学工具和多媒体技术进行教学，提高教学效率。
2实验教学方面
2．1实验进度的安排目前一般的实验课安排在教学周的最后阶段，无法让学生及时地把理论与实践相结合，实验课的目的就是加深对理论知识的理解与应用，因此我们可以把传统验证性实验穿插在教学过程当中，加深学生对传感器理论知识的理解。这样既可以让学生明白自己在学什么，又可以提高动手能力。在做实验的过程中，可以引导学生思考，除了原理性的实验，此种类型的传感器还能在工程上有什么样的应用，为后边安排的设计性与综合性实验打基础。时间上安排，实验课应贯穿整个教学期间，形成一个完整的教学过程。2．2实验类型的设定传统的传感器实验多为验证性实验，学生按照实验指导上的实验步骤连接电路，改变其中的某些参量，得到非电信号到电信号的转变，最后记录实验结果。学生只是被动做实验，缺乏主动性与创造性。所以在实验内容安排上，既要有验证性的实验还要有综合性和设计性的实验，在整个教学过程中，逐渐地把教学从以教师为中心转变为以学生为主体，让学生化被动为主动［3］，既增加了教学的趣味性，又提高了学生学习的积极性。如我们在讲解电阻式传感器时，由于电子秤是电阻式传感器的经典应用，教师就可以安排先做验证性的实验，如电阻式传感器的半桥性能实验，在试验台上进行电路的连接，体验一下力如何转变成电信号，记录实验结果，分析实验误差等。这种相当于导入实验，不要安排太难，要提起学生做实验的兴趣，让大家把课上的理论知识应用到实验当中去。然后可以安排做电阻式传感器的全桥实验进行对比，对比一下不同连接电路中灵敏度、误差等指标的区别，也为后边电子秤的综合性实验打基础。综合性的实验要求学生自主去做。所谓自主，即教师只提出实验要求，实验原理与电路由学生去设计。最后提交实验报告，在报告中，要包含实验步骤、原理图以及实验结果，还要记录实验过程中遇到的难点以及解决办法。做实验过程中安排好实验内容的层次，实验要求由低到高，由验证性实验开始，到综合性实验，以设计性的实验作为结束。设计性的实验由学生自己去查资料定题目，由实验室给学生提供基本的工具。学生可以和其他课程内容相结合，如单片机、数字信号处理等课程，将传感器采集到的信号进行数模转换，送入到单片机或计算机中，再进行信号处理。举一个比较简单的`例子，利用温度传感器采集温度传送到单片机中，通过LCD显示当前的温度。测温电路采用DS18B20温度传感器来采集温度，利用单总线技术将其与AT89C51的P0接口相连接，显示部分用LCD中的LM016L液晶显示屏来作为显示电路，将AT89C51中的P2口作为数据线，将P3口作为LCD的控制信号的连接端口。这些设计性的题目既可以让学生体会到亲自动手做电路带来的快乐，又可以巩固学生学过的课程。2．3实验内容的完善目前我们的实验内容都是固定的，实验内容的安排应该经过多学期的完善，最终确定为最适合学生的实验内容。开课的每学期结束后，听取学生的感受和意见，调整实验内容，如增加学生们感兴趣的实验部分，调整验证性和综合性实验的难度以及两部分内容开设的比例。
3课程考核方面
目前我们的课程考核以期末考试为主要的评价方式，考核方法单一。成绩比例更偏向于理论成绩，学生的目光更集中在期末考试的试卷上，这使得实验部分无法引起学生的重视，不利于提高学生的动手能力与创新能力。为了科学评测学生的学习效果，全面考察学生的应用能力，课程考核方面也进行了改革。期末考试成绩分成两部分，理论部分与实验部分各占50%，相对于现在而言提高了实验成绩的比例。其中理论部分包括平时成绩与期末考试成绩。平时成绩反映学生上课的出勤情况以及课堂表现与平时作业的完成情况，占理论成绩的20%;期末考试的卷面成绩占理论成绩的80%。实验部分成绩包括验证性实验成绩与综合设计性实验成绩。验证性实验成绩体现学生对实验课的准备情况、实验课的表现以及实验报告质量;综合设计性实验的成绩，体现学生的实践能力。这种考核方式更加科学合理，发挥了考核的积极功能。经过几年的探索与改革，我们找到了该课程适合学生的教学方法，既能够愉快地完成教学任务，又能够提高学生的实践和创新能力，为学生将来无论是步入社会找工作，还是继续学业打好了基础。当然这还是我们的初步探索，以后会加大教学的改革步伐，不断提高传感器与检测课程的教学质量。
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