鞠海華　王俊青

摘要：為解決以往傳感器實(shí)驗(yàn)中學(xué)生只需參照說(shuō)明書里的實(shí)驗(yàn)步驟，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，而對(duì)實(shí)驗(yàn)采用的原理和方法不關(guān)心的問(wèn)題，本課題開發(fā)設(shè)計(jì)了以工程實(shí)際應(yīng)用為背景，以解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)的、學(xué)生能利用所學(xué)知識(shí)自制的簡(jiǎn)易傳感器實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。在調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性的同時(shí)，切實(shí)提高了學(xué)生的實(shí)踐、分析以及解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù)；實(shí)訓(xùn)課開發(fā)；項(xiàng)目化

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）12-0218-02

一、《傳感器技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)狀和存在問(wèn)題

高等職業(yè)學(xué)校的《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程是機(jī)電和近機(jī)專業(yè)的一門主干課程。該課程傳統(tǒng)的授課方式先是教師課堂上重點(diǎn)介紹各種傳感器的工作原理及其測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，然后再帶領(lǐng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里借助組合實(shí)驗(yàn)箱做幾個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的步驟就可以完成整個(gè)試驗(yàn)。對(duì)高職的學(xué)生來(lái)說(shuō)，整門課的知識(shí)晦澀難懂，授課方式枯燥范圍，學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)興趣，也提高不了學(xué)生的動(dòng)手能力，更不能勝任機(jī)電專業(yè)學(xué)生組裝、調(diào)試和維修的工作崗位需求。為解決上述問(wèn)題，課題組成員通過(guò)調(diào)研和分析用人單位的需求，結(jié)合機(jī)電一體化專業(yè)特色，依據(jù)《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程的特點(diǎn)和職業(yè)技能的要求，從培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)出發(fā)，設(shè)計(jì)了具有實(shí)際應(yīng)用意義的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，切實(shí)提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

二、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)

課題組共開發(fā)設(shè)計(jì)完成了四個(gè)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改良了若干個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，使之變?yōu)楣收显\斷性實(shí)驗(yàn)。這四個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選取都是綜合考慮了以下幾點(diǎn)：既是企業(yè)實(shí)際應(yīng)用，又貼近生活；不僅元器件成本低，還簡(jiǎn)單易制作，并且實(shí)驗(yàn)室條件完全可以實(shí)現(xiàn)。

1.開發(fā)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目創(chuàng)新了以往的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健a(chǎn)品實(shí)例引入傳感器課程。為學(xué)生準(zhǔn)備真實(shí)的傳感器實(shí)物和相關(guān)元器件，讓學(xué)生在焊接時(shí)制作解決實(shí)際問(wèn)題的傳感器。以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1紅外傳感器為例：實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生準(zhǔn)備的電子元器件有：紅外傳感器探頭、功能板、5V繼電器、三極管、光電二極管、示波器、色環(huán)電阻、連接線、轉(zhuǎn)換接口、燈泡、蜂鳴器、萬(wàn)用表電池等。給學(xué)生布置的任務(wù)是：基于熱釋電紅外線傳感器原理和焊接技術(shù)自制紅外感應(yīng)模塊，利用實(shí)驗(yàn)室相關(guān)電子元件，設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)視報(bào)警裝置或者控制開關(guān)，能實(shí)現(xiàn)以下預(yù)定功能（實(shí)現(xiàn)任意一個(gè)功能即可）：（1）全自動(dòng)感應(yīng)：人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平（示波器）。（2）自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、小喇叭等裝置，適用于企業(yè)、庫(kù)房及家庭過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域。

讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)參考電路（如圖1～4所示），利用焊接技術(shù)和電子電路相關(guān)知識(shí)完成指定任務(wù)（如圖5所示），并演示匯報(bào)。

2.采用了以實(shí)踐、應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)的“理實(shí)一體化”的項(xiàng)目教學(xué)法。將課程標(biāo)準(zhǔn)中的傳感器按照工作原理進(jìn)行分類，以實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中的具體項(xiàng)目為基礎(chǔ)，將知識(shí)點(diǎn)融入到具體的工程項(xiàng)目中，以小組為單位，在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生自己去完成整個(gè)傳感器應(yīng)用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試和改進(jìn)，然后以小組為單位，在全班進(jìn)行演示匯報(bào)。

3.賦予舊實(shí)驗(yàn)箱新的功能。以往驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中采用的主流產(chǎn)品是實(shí)驗(yàn)箱，拿來(lái)讓學(xué)生拆開并觀察、分析其內(nèi)部工作原理，同時(shí)破損的實(shí)驗(yàn)箱還可以讓學(xué)生自己嘗試維修，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室的開支，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

三、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的配套成果

1.編寫新的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。根據(jù)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，編寫了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。每個(gè)項(xiàng)目都以能解決實(shí)際問(wèn)題的任務(wù)為導(dǎo)引，讓學(xué)生明確接下來(lái)要完成的任務(wù)、應(yīng)用到的相關(guān)技術(shù)和技能以及最后要解決的問(wèn)題。每個(gè)主項(xiàng)目的后面都配套設(shè)置了一個(gè)拓展項(xiàng)目，讓學(xué)生自己去開發(fā)設(shè)計(jì)傳感器的新用途，從而使他們更透徹地掌握傳感器的工作原理，同時(shí)培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神，鍛煉他們的動(dòng)手能力。

2.詳細(xì)的考核評(píng)價(jià)表。課題組制訂了能綜合評(píng)價(jià)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題能力和獨(dú)立解決問(wèn)題能力的綜合評(píng)估方案。考核方案中，從安全文明操作、工具的使用、傳感器模塊的設(shè)計(jì)與制作以及傳感器模塊的調(diào)試四個(gè)方面給學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)不同的項(xiàng)目，把四個(gè)方向細(xì)化出具體的評(píng)分點(diǎn)，更注重學(xué)生的自主性、創(chuàng)新性和積極性，從而更科學(xué)、更公平。

四、實(shí)際使用價(jià)值

1.開發(fā)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是基于工廠實(shí)際使用并且貼近實(shí)際生活應(yīng)用。區(qū)別于傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的傳感器模塊解決的問(wèn)題都是生活中隨處可見(jiàn)的現(xiàn)象。新的項(xiàng)目，譬如第一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在企業(yè)中可以用來(lái)計(jì)件，在生活中可以用來(lái)做報(bào)警裝置或者自動(dòng)門的開啟，等等。這樣的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目既能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)企業(yè)中真正使用的傳感器，勝任工作崗位，也能讓學(xué)生在以后的社會(huì)生活中自制電子小器件，便于生活，陶冶情趣。

2.開發(fā)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中所用、所學(xué)技能起到承前啟后的橋梁作用。在自制傳感器的過(guò)程中，學(xué)生要把前面的《電子工藝裝配》焊接技術(shù)應(yīng)用到本實(shí)驗(yàn)中，焊接技術(shù)的好壞直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。掌握了傳感器的工作原理后，會(huì)為后續(xù)開設(shè)的單片機(jī)、PLC課程打下良好的基礎(chǔ)。

3.開發(fā)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目能切實(shí)提高學(xué)生的操作技能，并能為實(shí)驗(yàn)室節(jié)省成本。以往采用實(shí)驗(yàn)箱適用于教學(xué)上的模擬演示，具有一定的局限性：一旦壞掉需要請(qǐng)專業(yè)人士維修，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)改革，讓學(xué)生在拆開并分析其內(nèi)部工作原理時(shí)，可以自己參與維修實(shí)驗(yàn)器材，既能鍛煉學(xué)生的操作技能，又能節(jié)省教學(xué)成本。

4.自制傳感器所需的元器件價(jià)格低廉，功能多樣，連接電路簡(jiǎn)單，傳感器原理直觀，操作簡(jiǎn)單，學(xué)生易掌握。

五、未來(lái)展望

面對(duì)傳感器技術(shù)日新月異的快速發(fā)展，對(duì)《傳感器技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)》課程中實(shí)驗(yàn)課的創(chuàng)新改革任重道遠(yuǎn)，日后還需要繼續(xù)發(fā)揮課程自身特點(diǎn)，在實(shí)訓(xùn)課程中不斷更新教學(xué)項(xiàng)目，理論聯(lián)系實(shí)際，拓展學(xué)生的知識(shí)面，讓學(xué)生自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到調(diào)試的整個(gè)過(guò)程，使學(xué)生了解更多類型的傳感器，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，為就業(yè)后順利勝任工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。