智能小車在傳感器理實一體化教學中的應用

王雨峰

摘 要：傳感器課是航空電子專業的一門重要課程。本文探討如何將智能小車作為實訓任務應用于傳感器理實一體化教學，改革傳統教學方式，以培養應用型技能人才。

關鍵詞：智能小車 傳感器 實訓教學

一、教學內容改革

筆者學院采用《傳感器與檢測技術（第2版）》（工業和信息化高職高專“十二五”規劃教材立項項目）作為教材，配合THQC-2型傳感器系統綜合實驗儀作為傳感器理實一體化教學內容。 傳統教學中，教師遵循教材內容和實驗設計，從傳感器基礎知識、工作原理到實驗驗證，耗費大量課時，學生疲于應對不同類型的傳感器，沒有真正理解什么是傳感器、如何選擇和使用不同類型的傳感器；教學過程不夠直觀生動，實驗設計缺乏吸引力，難以調動學生學習的熱情，導致教學效果不理想，并影響到后續課程的學習。

智能小車是現代工業技術的新發展，為實現顯示時間、速度，具備自動尋跡、尋光、避障功能，變速行駛、準確定位停車、聲控和遠程傳輸圖像等功能，運用到光電傳感器、避障傳感器、光線傳感器、紅外檢測傳感器、加速度和陀螺儀傳感器、熱電偶傳感器、超聲波測距傳感器、視覺傳感器、數字溫度傳感器和火焰傳感器等類型的傳感器。把智能小車設計成任務模塊，貫穿整個傳感器實訓教學，可以有效地激發學生的學習興趣，培養學生獨立分析問題、解決問題能力、自學能力和實踐動手能力。

二、教學過程改革

傳感器理實一體化教學采用任務驅動法，把智能小車作為實訓內容，根據課時數合理設計遞進的任務模塊（見表1），以學生為中心，通過小組相互協作，主動探索解決問題，獲得成就感，激發學生的求知欲，形成良性循環。

表1 基于智能小車的傳感器任務模塊設計

序號 任務模塊 對應課程內容

1 智能小車演示 基礎知識

2 溫度傳感器模塊 電阻式傳感器

3 接近開關模塊 電容式傳感器

4 避障傳感器模塊 光電式傳感器

5 測速傳感器模塊 霍爾傳感器

6 聲控傳感器模塊 壓電式傳感器

7 測距傳感器模塊 超聲波傳感器

8 智能小車技能競賽 成果展示

現以智能小車的避障傳感器模塊為例，介紹任務驅動對教學過程的改革。

1.布置任務

智能小車在前進過程中如何實現自動避讓障礙物？要求學習光電式傳感器內容，實現智能小車在距離障礙物20cm時剎車減速的功能。任務明確，激發學生的求知欲，有目標地進行學習。

2.確定設計方案

學習光電式傳感器的知識，認識能夠把光通量轉換為電量的光電管、光敏電阻等光電元件。分小組結合已學知識，設計避障方案，經過集體討論和教師引導，選用紅外避障傳感器模塊，電路設計如圖1所示。

圖1 避障傳感器模塊電路圖

圖2 避障傳感器組裝的實物圖

3.模塊組裝和調試

學校統一采購教學用的智能小車和傳感器模塊，學生根據確定的設計方案，通過小組協作，正確識別元器件，分析電路圖，完成模塊的組裝焊接（見圖2）。在教師的指導下，配合智能小車進行模塊功能的調試，實現任務要求。

4.考核和總結

教師根據各組設計的方案、組裝調試和最終成品，進行綜合評分。組織小組討論，歸納過程中的困難與問題，總結解決的方案，吸取教訓，分享成果。

5.智能小車技能競賽

學生通過傳感器理實一體化的實踐訓練，努力攻克一個又一個任務模塊，掌握智能小車的控制系統，獲得成就感，提高自信心。學生積極參加學院每年科技節的智能小車技能競賽，在比賽中靈活運用所學知識，勇于挑戰自我，完成更高難度的智能小車，努力獲得優秀成果。

三、小結

通過智能小車在傳感器理實一體化教學中的應用，轉變傳統教學理念，改進教學內容和過程，對部分知識做出取舍，遞增任務難度，強化實踐運用能力，調動全體學生的積極性，讓學生在“學中做、做中學”，提升學生的技能水平，培養更符合企業需求的高技能型人才。

（作者單位：江蘇省交通技師學院）