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作者：鄭春嬌 張健 王俊生 單位：遼寧工業(yè)大學電氣工程學院

“傳感器技術”課程的教學改革

全國大學生電子設計競賽是一項加強大學生工程能力培養(yǎng)、重視全面素質提高的科技競賽。近年來，學校領導越來越意識到培養(yǎng)具有工程實踐能力的創(chuàng)新型和綜合型人才的重要性。以大學生電子設計競賽為契機，學校改變傳統(tǒng)辦學觀念，加大教學投入，加強教學建設［3］。以我校的電氣工程學院為例，學院新建“羅克韋爾工業(yè)控制網絡實驗室”，改造與更新“傳感器技術”、“單片機與微機原理”、“PLC技術及應用”、“電力電子”、“電機原理與拖動”、“自動控制原理與計算機控制”、“過程控制”、“電力系統(tǒng)自動化”、“電工與電路”等實驗室，擴建“電工電子實訓中心”、“電氣照明”等實習基地;同時建起學院的機房，為本科生、研究生、教師查閱資料、完成課程設計、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)創(chuàng)造優(yōu)異的條件。除硬件投資與支持外，教師還以大學生電子設計競賽為實踐平臺，進行教學改革，完善教學體制和內容，加強課堂、實驗室教學。電子設計競賽賽程歷時4天3夜，在這短短的時間內，每組的學生要在教師的指導下，協(xié)同工作，完成從解析題目、方案論證，到設計原理圖、選擇器件、實際制作、編程調試、分析結果、論文寫作，直到面對評審專家進行演示，回答問題，取得優(yōu)異的成績，這一系列的過程，實質上蘊含著對參賽隊員的實際技能的考驗，也是對學校的教學體制的檢驗，學校的理論教學質量怎樣，學生分析問題、解決問題、實際動手的能力如何，這些問題引起了“傳感器技術”課題組教師的高度重視，教師積極進行教學內容、教學方法與教學手段的改革。

1課堂教學內容的改革“傳感器技術”作為專業(yè)技術基礎課，具有實踐性和應用性強的特點，現有的教學內容，大多側重于原理的介紹和公式的推導，比較枯燥，學生看不見、摸不著，缺乏感性認識。而電子設計競賽中用到的角度、光電、紅外、超聲、無線收發(fā)等傳感器，都是側重于如何實踐應用，如何把被檢測量通過運放補償電路轉換成標準的開關量信號，而對于內部結構、外部封裝形式、原理公式等涉及較少。因此教師要進行課堂教學內容的改革，在講授相關的課程內容時，要有所側重，對于原理性較強的部分要適當刪減，對于實踐應用較強的器件要增加課時，不斷完善教學內容，與時俱進，力求教學內容合理［4－6］。學校教研組的教師經過調研，借鑒兄弟院校的教學經驗，并且從全國大學生電子設計競賽得到啟示，加重了理論課輔助實驗教學的比例，修改了教學內容。刪減了物位測量、智能傳感器、傳感器的新方向這幾個部分的內容。物位測量所采用的方法，比如導電液體的物位測量，在電磁式傳感器中已經介紹了原理，而非導電液體的物位測量在電容式傳感器中也加以闡釋，原來的章節(jié)在此處只是從檢測的角度介紹其具體應用實例，略顯贅述。而刪減智能傳感器、傳感器的新方向這部分內容是因為在“自動化專業(yè)新技術講座”中包含了智能傳感器和傳感器的新方向，與本課程有交叉和重復的地方。

2實驗教學內容的改革現有的“傳感器技術”實驗教學以CSY－2000系列傳感器與檢測技術實驗臺為平臺，開設了電阻應變式橋式電路、電容式傳感器的位移特性、電渦流傳感器的位移特性、霍爾式傳感器的位移特性、光電式傳感器的測速特性、集成溫度傳感器AD590的溫度特性等實驗。實驗內容多是驗證性為主，驗證被測量與輸出電壓的關系，實驗中所用的傳感器和運放電路都是封裝好的，學生看不見具體的傳感器裸件，也不了解相關的運放補償電路，對于電路中的電阻、電容、電感等元器件的取值和作用更是知之甚少，學生缺乏積極性和能動性。而電子設計競賽中涉及的傳感器，要求學生自己熟悉元器件結構，了解元器件性能，根據輸入輸出間的電氣特性選擇轉換電路，并親自焊接調試，這種實踐技能的提高是難以依靠目前的實驗教學內容和形式而實現的，這就要求實驗教師要進行實驗教學內容和形式的改革，精心選取有助于提高學生實踐技能的實驗內容［7－10］。鑒于此，增加了6個學時的實驗，電阻應變式特性實驗由以前的2學時增加到4學時，由驗證性實驗改為設計性實驗，需要學生選擇電橋的橋臂電阻，搭接放大電路，并計算相關的參數;另外，考慮到溫度是一個非常重要的參數，為此增加了2學時的“溫度傳感器”綜合性實驗。在實驗過程中，用集成溫度傳感器AD590和鎧裝熱電偶分別檢測溫度，用熱電阻Pt100作為溫度標準，計算各個傳感器的精度、線性度等參數;同時增加的實驗課還有2學時的壓電式傳感器，主要是考慮基于壓電效應的壓電材料及超聲電機是當前社會研究熱點問題之一，同時本校有專門的超聲電機實驗室，可以拓展學生的知識面和視野。

3教材的建設現有的“傳感器技術”教材比較繁多，側重點有所不同。從寫作思路上看，有的以傳感器原理為主線，有的以過程參數檢測為主線;從專業(yè)上看，有的以材料特性和機械結構為重點，有的以信號的電氣檢測和電路轉換為重點。鑒于現有教材的多樣性和行業(yè)特征，難以滿足電子設計競賽的實際需求，我校電氣工程學院的“傳感器技術”課題組，組織編寫了適合測控、電氣、自動化專業(yè)的教材。教材在了解各種傳感器基本原理的基礎上，側重于實際傳感器的典型應用電路設計，特別是電子設計競賽中涉及的傳感器，教材增加了如何根據性能指標選型、如何設計應用電路、在焊接調試中的注意事項等實踐技能部分。此教材必將增進學生的學習興趣，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，提高相應的實踐技能，推進教學改革和教材建設的深入發(fā)展。

學生實踐技能的提高

大學生電子設計競賽促進了課程的教學改革，提高了實踐教學效果，激發(fā)了學生的科技熱情，學生積極參與各項科技創(chuàng)新活動，不斷提高自身實踐技能。

1學生積極參與科技活動學校的電氣工程學院實驗室完全開放，教師申報開放性實驗項目，學生積極參與進來，進一步拓寬了學生視野，提高了實踐技能;學校重視實踐教學，提高資助資金，學生積極申請“大學生創(chuàng)新性實驗項目”，從中獲益匪淺;學校團委組織“挑戰(zhàn)杯”科技作品競賽活動，學生積極參與，并取得優(yōu)異的成績。#p#分頁標題#e#

2學生自覺加強能力培養(yǎng)學生意識到實踐教學的重要性，在實驗課上認真聽講，一改以往實驗課紀律松散、得過且過的狀態(tài);在課余時間，學生積極參與學校組織的相關技能培訓，如“機器人”設計制作與開發(fā)、“飛思卡爾”智能電動車、“羅克韋爾”工業(yè)控制網絡等;在生產實習和畢業(yè)設計階段，學生去企業(yè)調研，了解企業(yè)產品研發(fā)和技術改造狀況，根據課題在企業(yè)完成實驗和測試工作，幫助企業(yè)解決技術難題。

3促進相互交流參加電子設計競賽的過程，也是相互比較和學習的過程。我校在賽前組織學術交流和探討，比較準確地預測試題;參賽過程中參與交流討論群，進行技術探討;現場演示中比較兄弟院校的參賽隊伍，相互比較找到差距和不足，找到努力的方向和前進的動力;賽后召開研討會和專題講座，學習別人的教學改革與教學建設的成功經驗。這些相互交流，有助于相互學習，相互幫助，提高教學，共同進步。

4開展第二課堂大學生電子設計競賽一方面促進了專業(yè)課程的教學改革，另一方面也加強了學生的實踐創(chuàng)新意識，學生主動開展了第二課堂活動。以筆者所在學院自動化專業(yè)學生為例，主要的課外科技活動有以下幾種。(1)參加遼寧省“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽;(2)參加“飛思卡爾”杯智能電動車競賽;(3)申報學校“大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗項目”;(4)參加教師的“開放性實驗”，以現有實驗室設備為基礎，設計一些創(chuàng)新性實驗;(5)參加學院的“PLC技術及應用”、“機器人”、“工業(yè)控制網絡”等創(chuàng)新培訓。

結語

全國大學生電子設計競賽的作用與影響，已遠遠超越了競賽本身，不僅學生從中受益，更重要的是，通過競賽檢驗、指導了學校的教學工作，促進學校加強教學改革和教學建設，特別是對于本校的“傳感器技術”教研組，以電子設計競賽為契機，推進教學改革和課程建設向縱深發(fā)展，提高了實踐教學質量和人才培養(yǎng)質量。