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1、青铜器论文索引传感器原理及应用论文“传感器原理及应用传感器原理及应用”教学改革探讨教学改革探讨摘要：针对目前“传感器原理及应用”教学过程中内容深奥难懂，枯燥无味，学生难以接受等问题，笔者提出对该课程的课堂教学、实验教学以及课程设计环节进行教学改革，以充分调动学生学习的积极性，让学生由以往的被动接受变为主动学习。改进后的教学大大提高了学生的自主创新能力和实践动手能力，为学生以后走上工作岗位奠定了坚实的基础。 关键词：传感器原理及应用；课堂教学；实验教学；课程设计 目前，随着科技的迅速发展，企业对自动化、机械制造、电子信息类的专业技术人才提出了更为严格的要求，要求大学生在工作前就具有一定的实际动手
2、能力和探索研究开发能力。“传感器原理及应用”是自动化、电子信息、现代电器技术等专业的一门主干专业课，其任务是通过本课程向学生介绍各类传感器的基本原理、性能、结构及典型应用电路，使学生掌握传感器的信号转换与处理以及传感器在各个领域中的应用，对于学生的专业素质培养起着至关重要的作用。 长期以来，这门课程在教学内容上主要讲解传感器的工作原理和内部结构，内容深奥、枯燥，学生一般难以接受，学习起来比较困难，即使讲些具体传感器应用方面的知识，也是“空中楼阁”，完全依靠学生的想象力来理解，调动不起学生学习的积极性和求知欲，结果造成理论没学会，实践动手又不行的结果。该课程在教学方法上主要以课堂讲授为主，由于传
3、感器新技术发展较快，前沿传感器实验设备较贵，一些学校根据教学内容仅仅开设少量验证性实验，学生在实验过程中完全是被动完成任务，没有任何积极性，完全不能满足提高学生实践动手能力的要求。当前高校使用的传感器实验设备主要有 KYJZ-3A、SET-9000 以及 CSY2000 系列的综合性实验控制台，很难满足现代化工业生产的实际需求。加上近年来新型传感器开发、应用的快速发展，各种传感器不断涌现，大学教学和实验内容显得过于陈旧和呆板。1为了提高该课程的教学效果，真正做到学以致用，应当对这门课程的课堂教学、实验教学和课程设计等进行全面改革。根据社会需求以及学生的具体情况制定合理的教学内容，使学生在了解各
4、类传感器工作原理的基础上，更能熟练地应用各类传感器，在理论与实际紧密结合的前提下侧重实际应用能力的培养。改进后的教学体系能明显增强学生的自主创新能力和实践动手能力，切实提高了学生专业技术能力，真正做到学以致用。 一、课堂教学改革 以往传感器教学过程中主要讲解传感器的工作原理以及内部结构，内容抽象空洞，给人以看不见、摸不着的感觉，难以调动学生的学习兴趣。为了使学生学习由被动接受变为主动探索，达到真正掌握知识的目的，改革后我们采取了以实践应用为出发点的教学模式，具体采用了以下几种方法。 首先是教学方法的改革。浓厚的学习兴趣是学生能否学好该课程的关键因素，也是教师取得良好教学效果的重要条件。为了让学
5、生更好地学习该课程，调动学生的学习积极性非常重要。实际教学中教师应采用启发式的教学方法，拓宽学生的思路，培养学生的兴趣，鼓励学生积极思考问题，改善教学效果。例如讲到超声波传感器时，可以先讲解汽车的倒车雷达，土木工程应用中的混凝土内部探伤，现代工业产品的厚度检测，还可以引出医学仪器中的超声波测眼角膜厚度以及 B 超检测等等。讲到传感器的应用时可以引出机器人设计，介绍机器人设计里所应用到的新型传感器，如位置和角度传感器、光电传感器、红外传感器、超声波传感器、温度传感器、应变传感器等等。在互动式教学过程中，以学生为中心，教师作为指导者，帮助学生解决他们通过努力还解决不了的问题，把大量的时间留给学生去
6、自主开发探索，培养他们的自学能力。2学生在教师的引导下能够充分发挥主观能动性，使课堂教学气氛活跃起来，这样也可以取得良好的教学效果。 其次，根据目前市场需求以及大学生就业情况，除了极少数从事传感器制造的岗位外，其他绝大多数岗位很少需要进行理论研究。根据学以致用的原则，教师在授课过程中不必深入分析传感器的内部构造以及推导一些公式定理，而要侧重于传感器应用方面的讲解，构建以提出问题、分析问题、解决问题为主线的能力培养体系，调动学生学习主动性。学生学习的重点在于如何根据实际的工程应用场合、测量范围、测量精度等技术指标选择适合的传感器以及相应的电路设计。因此实际教学过程中教师应当在讲解课本基础理论的同
7、时采取案例教学形式进行启发和诱导式教学。收集传感器应用方面的文章和实际应用模型等数据资料作为教学内容，对于一些公式定理，教师只需介绍其基本定理和应用原则，对于定理的具体推导过程不再详细介绍，重点是其在生产中的应用。对此部分内容感兴趣的学生可以课后自学，有问题再向教师请教或者自己查阅资料。3这样将抽象的教学内容具体化，学生不但容易接受，而且其学习积极性也得到很大提高。 再次，在授课过程中，教师可以对某些常用传感器结合实例进行具体系统的讲解，如以测量系统设计为例，详细讲解问题的分析、传感器的选择、测量电路的设计、A/D 转换的实现、测量结果的处理、系统的测量精度等各个环节。这样不仅可以使学生对传感
8、器应用有一个较为完整的理解，而且可以把“误差理论与数据处理”、“单片机”、“电工电子”等课程很好地结合起来，为后续的课程设计和毕业设计打下坚实的基础。 最后是课后作业。教师可以安排学生大量阅读文献，开阔学生的视野，并可以安排课堂时间让学生讲解阅读内容以及感受。也可以安排一些任务让学生课后完成，学生通过小组讨论、查找资料或其他活动来完成任务，教师只在必要时对学生进行指导帮助。学生在完成任务的过程中，充分发挥了自身主体性和主动性，体验了成功的喜悦，满足了表现自我的愿望，学到了相关知识。 二、实验教学环节改革 实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，加深学生对课堂教学中理论、
9、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验，学生只需按照实验指导书上的电路图连线，记录显示结果。这类实验学生不用动脑子，没有任何技术难度，与现在四种能力的培养要求差距较大。很少有学生会在实验前认真分析实验目的，在实验过程中学生只是按部就班，感觉枯燥无味，调动不起学习积极性，整个实验过程也只是应付差事。很少有学生进行独立思考并发现问题，实验效果不理想。为了改变这种模式化的教育，采取了将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验的方式。为改进这种实验教学模式，我们采用了以下两种方法。 首先，给学生提供更有操作性、创造性的实验设备。当前高校传感器实验室使用的传感器设备集成度
10、很高，学生实验时基本上不用进行太多操作，一般也就是读个数而已，根本达不到课堂理论知识得到升华的目的。为了更好地锻炼学生的实践能力，我们可以将一些集成度较高的实验模块拆开，让学生自己进行组装、接线。随着新材料、新工艺以及电子信息技术的发展，传感器更新换代更快。目前市场上已具有越来越多的集成化、智能化、多功能化的传感器产品。为了使学生在有限的时间内更多、更好地了解各种新型传感器件，实验课相应增加了综合性实验内容，设计制作出多种实验模板，如超声波发射接收实验板、应变传感器控制实验板、光敏电阻应用实验板等。这种实验方法在传感器实验教学中可获得较好效果。4 其次，在实验教学中，根据客观条件在适当减少验证
11、性实验的基础上，增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。对于每次实验内容，在任务书中仅提出本次实验的具体要求，需要掌握的内容，不进行方法和思路的限制。学生成为独立完成实验设计和实验过程的主体，实验教师在必要时给予提示帮助。例如，在距离测量的实验中，教师不用规定学生具体使用哪一种传感器，学生可以自主独立选择传感器。超声波传感器、光纤传感器等均可以实现距离的测量，学生可以选择其中一种甚至几种来实现测量，然后对测量结果进行比较分析，可以得出在这种情况下哪一种传感器的测量可靠性、精度更高。这样可以充分调动起学生学习的积极性，大大提高了教学效果。 三、课程设计环节改革 课程设计是课程教学的重要环节，“传
12、感器原理及应用”的实践环节是利用所学知识完成一个传感器应用系统的设计，采取分组进行的方式。课程设计题目可以由各个课程设计小组经讨论后自行确定，也可以在教师预先设定的题目中进行选择，然后各组独立完成。 课程设计过程通过以下六个步骤完成：题目选定、资料收集 分析问题 确定方案具体实施检查调试教师评定。“传感器原理及应用”的实践环节涉及电工电子、自动化和机电一体化等多课程的知识。在完成课程设计任务的过程中需要学生运用模电、数电基础知识分析基本电路，应用简单的电子元器件，掌握模拟电路和数字电路的原理，熟悉数模转换电路、计数电路、信号分析电路等等。5 针对不同学生的学习能力和学习兴趣，课程设计分为两个层
13、次，学生已经学过的知识且必须掌握的内容属于基础层次，划出范围，要求学生复习巩固，加深理解；而学生没有学过的内容则属于提高层次，主要通过学生的自我学习，达到能够应用并完成课程设计的水平。在课程设计的环节中，学生还必须掌握一定的常用检测方法，了解常见故障类型以解决实际设计中可能出现的一些简单故障。当然，对于超出教学大纲范畴过多、跟传感器联系又不密切的一些电路，则将其部分电路提前做成模块提供给学生在课程设计中使用。通过这样的实践教学环节，在完成教学大纲要求的教学任务的同时，又在一定程度上激发了学生的设计兴趣与积极性，突出了实际应用能力和创新能力的培养。 在课程设计成绩评定中，可以采取小组答辩或者课程
14、设计比赛的形式进行，让学生对自己的设计思路、设计过程中遇到的问题、解决问题的方法、结果进行演讲式答辩，教师和其他学生可以提出相关问题。这样既锻炼了学生的表达能力，也有助于学生之间的团结互助，对不同课题组的同学之间的相互学习也起到了一定的促进作用。对于设计思路和效果比较好的小组，可以进一步深化设计体系，进而参加各级别的创新大赛。 四、结束语 根据教学大纲的教学要求，对“传感器原理及应用”理论教学内容、方法、实验教学环节以及课程设计进行了分析探索并做了相应的改革。在教学内容上，侧重于传感器应用方面的讲解，以提出问题、分析问题、解决问题为主线的能力培养体系，调动学生学习积极性和主动性，将抽象的知识具
15、体化。而实验和课程设计环节侧重于设计应用知识的学习，突出实际应用能力和创新能力的培养，为以后就业打下了坚实的基础。 参考文献： 1齐晓慧,等.自动控制类基础课程实践教学体系的探索J.实验室研究与探索,2005,(S1). 2李玉华,胡雪梅.传感器及应用课程教学改革的探讨J.技术与市场,2009,(5):75-76. 3曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用课程改革初探J.中国现代教育装备,2005,(12):62-64. 4吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究J.成都理工大学学报,2005,13(4):64-66. 5李金宪.传感器课程实训教学策略优化举隅J.辽宁工业大学学报, 2010,12(2):139-141.
