传感器实验教学改革探索马宇丽

传感器实验教学改革探索马宇丽

马宇丽

（衡阳技师学院湖南衡阳421001）

摘要：“传感器技术”是电气自动化专业比较重要的一门课程。该课程涉及的知识面非常广，再加上知识更新发展很快，这门课学不好会直接影响到学生后续其它专业课的学习。传感器是一门实践性很强的学科，学生通过实验除能验证理论知识外，还能加强创新和实践能力的培养。

关键词：传感器；实验；教学改革

前言

作为信息获取的关键环节，传感器在当代科学技术中占有十分重要的地位。传感器课程涵盖了基础理论与实践应用的知识，但长期以来，在教学内容上偏重于讲解各种传感器原理和典型的接口测量电路，以及根据教学内容开设少量验证性教学实验。这种教学方式使学生首先接触的是传感器测量原理，对实物缺乏感性认识，课堂教学会变得枯燥。若教师在授课中忽视传感器的应用环节，将影响学生的学习积极性。

1传感器实验教学存在的弊端

随着现代科技的高速发展，由传感技术、通信技术、处理技术和控制技术组成的信息技术也得到了极大的推进。作为信息技术之首的传感技术在各个领域的作用也日益突显，所以，在电子信息类专业开设关于传感技术的课程必不可少。但由于传感器技术的不断发展，传感器实验也逐渐显现出一些弊端。

1.1近几年，由于技术的融合，新传感器大多结构较复杂，通常是多个学科交叉结合的产物，原理较深奥，应用领域广泛，但价格也较昂贵，因此，实验室不可能配备全套产品供学生实验，而仅通过理论研究，不能让学生产生相对直观的印象。

1.2实验室现有设备，不管是单独的传感器，还是传感器模块，大多是密封的，其内部结构、材料等如同黑匣子，我们从外部无法探知，学生缺乏感性认识。

1.3传感器的信号调理复杂多样，不同的传感器应用于不同领域时，可根据不同的技术指标采用不同的转换电路。但从现有设备情况分析，信号调理电路是封装在特定的模块内，不只功能单一，而且具体参数指标都无法得知，不利于学生学习和创新。

1.4现有传感器实验大多只对应几种简单的传感器，而且大部分重心放在信号采集过程，对于传感器的信号特性分析较少。

2传感器实验教学的改革

2.1传感器与检测技术教学手段的改进

传统实验模式已暴露出各种各样的弊端。教学阶段中，我们就必须懂得抓重点，传承原有模式的特色，及时对弊端作出充分、有效地改革。传统模式下，学生个人的工程设计能力并未得到很好的培养。我们可通过设置小型工程项目，将其列为实验内容。在规定时间内，学生需做好该项目并进行验收。按照项目的落实状况，对学生在本实验课程所获取的成绩进行评估。实验课内容：如何对智能路灯控制系统进行设计；任务要求：（1）结合光线的明暗情况，自动将路灯点亮；（2）稳定的抗干扰电路；（3）稳定的故障报警装置；确定选题后，便意味着课题启动。在预先的时间内，学生应将课题方案提交给教师，其中包含设计方案、时间节点以及对本实验所做的成本预算。教师对方案进行审批后，学生则可在预算范围内对各种材料进行采购，并逐步开展项目。项目实施阶段中，学生在开放时间内可充分使用室内的器材；教师则需认真登记，将其作为学生成绩的考评依据。验收时间，可结合课题难易情况进行选择。验收期限内，学生需上报验收方案、经费以及报告等。经过本阶段的学习，学生可以懂得工程项目的主要流程；在面临相似问题时，可以自主找到解决方案；而他们的处理能力，也要比传统的验证性实验明显好很多。

2.2巧妙设计课内实训项目

现有实验室的传感器都集成在实验箱里，而且是固定的几个验证性实验，功能性、综合性实验较少，与日新月异的传感器的发展相差甚远。为了让学生更多地了解目前传感器的发展与使用现状，缩小教学与实际应用之间的差距，必须加强教学实践环节，把课内实训转化成项目实践。可以采用CDIO（CDIO，Conceive-Design-Implement-Operate，即“构思-设计-实现-运行”）工程教育模式，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的方式学习工程。该教育理念就是让学生身临其境地感受到一个产品或系统从基本构想、设计、研制实现直到实际运行的完整开发过程，培养学生学会解决问题的能力，执行过程中以教师为主导，以学生为主体。例如，可以让学生运用学过的知识，给机器人做一个一闪一闪的眼睛。先引导他们思考该系统都用到哪些知识，可能是单片机控制器、LED灯、电缆、调试器、传感器、相关软件等；把学生分成小组，小组里的每个同学分别承担一项任务，引导他们完成设计、实现、运行；每个同学都把自己的作品展示出来，向老师和同学汇报自己的思路和所做的工作；经过提问、解答，教师可以给小组里的每同学所做的工作进行分析、评定。

2.3切实加强传感器实验室基础建设和科学管理制度

实验器材是开展实验教学活动的基础平台，虽然传感器实验器材价格相对较贵，但也应逐渐增加传感器实验室经费的投入，除了确保正常的教学实验所需各项经费外，还要投入一定经费改进和完善现有仪器设备。同时，还要加强实验室科学管理制度的建设，现在各高校的实验室管理专职人员紧缺，一般由理论课老师来担任实验的教学和实验室管理，其间存在管理漏洞，仪器损坏无法及时维修，严重影响实验教学的开展。因此，传感器实验室要根据本学科的特点和自身条件建立切实可行的实验室管理制度和实验操作规程，逐渐形成较为完整的实验教学管理和保证体系。

结语

关于传感器实验课教学改革涉及面广，环节多，是个比较复杂的问题。我们只是在这方面做了一些有益的尝试，并取得了一定的成功经验。我们改革的目的很明确，就是要让学生感觉到每一个实验都是一次挑战，要想取得成功必须要有充分的准备、严谨的态度、细致的操作和灵活的思维。每一次实验的完成，不仅要让学生的实验能力得到充分的训练和提高，更重要的是要激发学生的主观能动性和创造性。只有这样才能为国家培养出具有较高的全面素质的一流人才。

参考文献

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