基于測控專業(yè)特色《傳感器》多媒體輔助教材的編寫

【摘要】傳感器是測控技術(shù)與儀器專業(yè)的核心課程，為適應(yīng)電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，針對該校測控技術(shù)與儀器專業(yè)的特色及課程設(shè)置，提出在教材基礎(chǔ)上編寫多媒體輔助教材的一種教學(xué)改革方法，文章主要闡述輔助教材編寫的背景、特色、內(nèi)容結(jié)構(gòu)、內(nèi)容編寫及使用效果。

【關(guān)鍵字】傳感器；內(nèi)容編寫；輔助教材結(jié)構(gòu)

【中圖分類號】G40–057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009—8097（2008）13—0077—01

一 輔助教材編寫的背景

《傳感器》課程是測控技術(shù)與儀器專業(yè)以及電子信息類專業(yè)的一門核心課程，它涉及多學(xué)科的知識，是一門內(nèi)容繁雜的交叉學(xué)科。我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)的性質(zhì)是一門以電子測控技術(shù)、智能儀器技術(shù)和自動測試技術(shù)為技術(shù)基礎(chǔ)，以計算機(jī)及電子信息技術(shù)為工具的高新技術(shù)學(xué)科。由于專業(yè)課程設(shè)置，學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)及電子測量相關(guān)的課程較多，因此在傳感器的授課中對檢測不必過多講解，而本專業(yè)學(xué)生缺少機(jī)械、儀器設(shè)計及工程力學(xué)方面的知識，也就是說在傳感器應(yīng)用和設(shè)計方面的基礎(chǔ)知識欠缺，這樣就導(dǎo)致在《傳感器》教材的選擇上具有一定的局限性。近幾年來，本專業(yè)一直使用的教材是強(qiáng)錫富教授主編的《傳感器》，學(xué)生反映在傳感器的設(shè)計和應(yīng)用方面理解比較困難，究其原因是學(xué)生缺乏機(jī)械原理、精密儀器、工程力學(xué)方面知識。對比各種教材，不太切合我校測控專業(yè)的實際，因此根據(jù)專業(yè)特色，主要參考強(qiáng)錫富教授主編的《傳感器》一書，結(jié)合本專業(yè)的課程設(shè)置制作課件，編寫多媒體輔助教材，并將多媒體輔助教材提供給學(xué)生，進(jìn)而改善了教學(xué)效果。

二 輔助教材編寫的特色

1 內(nèi)容簡單明白。通過知識的提煉，輔助教材具有言簡意賅，深入淺出、通俗易懂，一目了然的效果。輔助教材對內(nèi)容的提煉主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，合理的內(nèi)容結(jié)構(gòu)有助于學(xué)生對傳感器知識的系統(tǒng)掌握，每章內(nèi)容從五個方面介紹：基本效應(yīng)、基本結(jié)構(gòu)、基本電路、基本特性、基本應(yīng)用。傳感器的基本物理效應(yīng)、基本結(jié)構(gòu)及基本電路是反映事物本質(zhì)的理性知識，是本課程的講授重點。而基本特性及基本應(yīng)用則是寓于理性知識的反映事物表面現(xiàn)象的感性知識，其準(zhǔn)確性及唯一性都欠佳，而且易學(xué)易忘，因而不能教授過多，但考慮到這兩方面內(nèi)容在教學(xué)中是相輔相成的，因此輔助教材對后者也有相當(dāng)篇幅的闡述。以半導(dǎo)體氣體傳感器為例，對此進(jìn)行說明，具體內(nèi)容見表1。

其次，教學(xué)難點實例引入，以諧振式傳感器原理介紹為例。對于諧振式傳感器，輔助教材此部分主要以單自由度二階振動系統(tǒng)為例，通過分析受迫振動和阻尼振動得出系統(tǒng)振動頻率的表達(dá)式，然后介紹分類、測量電路及應(yīng)用。這種對于較難章節(jié)原理深入淺出的講解方法，有利于學(xué)生的理解。

2 原理知識與實際應(yīng)用的結(jié)合。傳感器原理方面的知識大部分在相關(guān)課程如大學(xué)物理、模擬電路等課程已學(xué)過，如果在課堂上重新敘述原理，學(xué)生會感到?jīng)]有興趣，輔助教材中，講解原理的重點是啟迪學(xué)生如何運用所學(xué)的知識解決問題。如電容式傳感器，輔助教材先舉例說明實際的應(yīng)用，然后讓學(xué)生分析原理，通過不同問題的回答，讓學(xué)生自己分析出其分類、缺點及解決方法。這種講解方式即消除了講解原理知識的枯燥，又增加了學(xué)生對實際問題的思考。另一方面，用簡圖和實際裝配圖結(jié)合的方式介紹傳感器的應(yīng)用，簡圖講解傳感器應(yīng)用的測量原理，裝配圖介紹傳感器的實際應(yīng)用方法，這樣即增加對傳感器的理性認(rèn)識，又增加對傳感器的感性認(rèn)識。

3 基礎(chǔ)與現(xiàn)代的結(jié)合。為了使學(xué)生了解當(dāng)代傳感器的新技術(shù)，增長知識，以利于學(xué)生創(chuàng)新思維和研發(fā)能力的提高，在輔助教材中加入了新型傳感器。對新型傳感器及傳感器最新動態(tài)的介紹主要體現(xiàn)在以下方面：（1）集成傳感器的應(yīng)用，如在介紹熱式傳感器的應(yīng)用時，介紹數(shù)字溫度傳感器DS18B20與模擬溫濕傳感器HSM-20R的應(yīng)用；（2）敏感器件和測量電路結(jié)合起來的新技術(shù)，如在介紹熱電偶冷端溫度補(bǔ)償時，介紹MAXIM公司近期推出的數(shù)字輸出K型熱電偶信號處理集成芯片MAX6675的特點及應(yīng)用；（3）常見傳感器目前的近況，如電容傳感器中的觸覺傳感器等。

4 課后設(shè)計題的設(shè)置，擴(kuò)充了學(xué)生傳感器的知識面，提高了學(xué)生創(chuàng)新和設(shè)計能力。輔助教材每章設(shè)置一兩個應(yīng)用性設(shè)計題和思考題，學(xué)生以小論文的形式完成設(shè)計性習(xí)題。如應(yīng)變片傳感器章節(jié)布置電子稱的設(shè)計、光電傳感器章節(jié)布置太陽灶陽光跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計、超聲波傳感器章節(jié)布置水泵流量測量儀設(shè)計等。學(xué)生要完成這些題目，需要查閱相關(guān)資料，結(jié)合電子測量、智能儀器、測控電路等相關(guān)專業(yè)知識完成，提高了學(xué)生工程設(shè)計的能力和專業(yè)知識綜合運用的能力。

三 總結(jié)與展望

輔助教材針對本專業(yè)的特色和課程設(shè)置，積累授課教師多年的授課和科研經(jīng)驗編寫而成。此輔助教材已經(jīng)使用兩年，通過使用第一年學(xué)生的調(diào)查，大部分同學(xué)反映簡單明白，改善了學(xué)習(xí)效果，少部分學(xué)生反映輔助教材內(nèi)容不夠深和廣，因此輔助教材在第二年加入思考題和小型設(shè)計題進(jìn)行完善，通過這一環(huán)節(jié)，解決課時少和知識面廣之間的矛盾。通過調(diào)查，大部分學(xué)生反映輔助教材簡潔清楚，提高了學(xué)習(xí)效率。但是由于設(shè)計題是課后習(xí)題，學(xué)生重視程度不一，做的結(jié)果差別很大，因此需要采取一定的措施，以調(diào)動學(xué)生的積極性，提高學(xué)生的完成質(zhì)量，這方面在今后的教學(xué)中需要不斷改進(jìn)。

《傳感器》課程是在大四第一學(xué)期進(jìn)行，這階段的學(xué)生由于就業(yè)壓力，對課堂內(nèi)容往往不夠重視，因此課堂的質(zhì)量和效率是吸引學(xué)生的關(guān)鍵。自從采用將輔助教材發(fā)到學(xué)生的手中和多媒體教學(xué)結(jié)合的方法，課堂氣氛活躍，通過課后設(shè)計題的完成，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固了專業(yè)知識，擴(kuò)展了學(xué)生的視野和增強(qiáng)了自信心，可謂一種成功的教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)

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