基于單片機應用的傳感器課程教學改革

[摘 要] 分析了電類專業傳感器課程教學過程中存在的問題，提出以單片機為載體的傳感器教學改革想法，對原有傳感器教學內容進行重構，實施項目式教學模式及其評價體系。

[關 鍵 詞] 傳感器；單片機；課程改革

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）10-0073-01

一、引言

由于在工程實踐、各類電子競賽中單片機與各類傳感器的

應用都十分普遍，在高職院校中，電類專業基本上都會開設單片機和傳感器課程，其中關于單片機課程的教學改革做過相當多的研究，相關教材和教輔器材也比較多，但在傳感器方面的教學改革，相對來說要少些，但傳感器在整個電子系統中作為重要數據來源，其重要性不言而喻。本文主要研究傳感器教學內容的改革，以此提高傳感器課程的教學效果。

二、問題分析

（一）理論教學內容偏重

高職院校目前的傳感器教材還停留在理論教學偏多的情形下，很多內容的安排基本上是先介紹傳感器及其原理，然后找一些相關應用做一下介紹。學習完一類傳感器后，基本上不了解其基本性能，很多結構的文字性介紹往往給學生帶來很多困惑，同時在考試中需要記憶的文字很多，教學效果不好。

（二）實踐應用性體現不夠

高職院校對傳感器的教學主要體現在應用性上，但目前很多教學內容的安排往往忽視這點，反而介紹很多理論知識，特別是對一些結論的推導，如講解電橋式測量電路，推導過程占很大篇幅，過于理論化，學生根本不感興趣，也不理解，最后只能記憶結論，還不知道如何在實踐中運用這一結論。

三、課程內容重構

對原有傳感器的教學內容進行重構，打破原有的理論多的模式，建立起引入單片機為載體的傳感器應用的格局。目前市場上很多傳感器都已經做成模塊化了，和以前的傳感器有很大的不同，我們現在只需掌握模塊化外圍電路的引腳如何使用即可，對其內部的工作情況不需要掌握。這樣可以減輕學生的學習負擔，也使學生知道如何正確地使用相關類型的傳感器。

（一）項目模式的引入

在傳感器課程中引入單片機，可以讓這兩門重要的課程更好地融合，帶動整個電子課程體系的變革。通過項目式教學內容的引入，使傳感器內容的學習不再單獨隔離于其他重要的課程，有利于電類其他課程的編排與整合，促進課程相互滲透，相互融合。

（二）內容編排

關于內容的編排，可以借鑒單片機課程的相關模式，采用項目式內容編排。例如，在講解溫度傳感器時，包含有熱電偶傳感器、金屬熱電阻傳感器、熱敏電阻傳感器等類型的介紹，可以將其轉換為項目，然后分解成多個任務。將其項目名稱命名為溫度檢測，上述三個類型的傳感器可以編排為三個任務，在每個任務里都要簡要介紹相關理論知識，著重介紹如何通過單片機來控制集成傳感器，這樣學生的學習主要集中點在如何通過單片機控制傳感器，通過控制要求來了解傳感器的相關特性。例如關于熱敏電阻傳感器學習，首先可以展示相關模塊外形，然后，簡單介紹其原理，然后布置任務，通過使用單片機控制熱敏電阻傳感器達到對其外部特性的掌握和使用。

四、課程教學實施

（一）教學實施

由于傳感器的學習是建立在單片機的基礎之上，因此，其課程的先后順序需要做出合理的安排。根據高職院校的學制年限，結合上述學習模式，需要在第三學期開設單片機課程，然后在第四學期開設傳感器課程，這樣其實更強化了單片機課程的重要性，兩者相輔相成，相互促進，符合高職院校電子專業的專業需求。單片機和傳感器在課程標準、項目式結構、教學計劃等方面，需要一脈相承，但各有側重。在單片機課程中需要體現單片機的主體性，在傳感器課程中需要側重傳感器的應用性。一般傳感器設置為64課時，傳感器理論課時和項目操作課時需要重新劃分，理論28課時，實踐36課時，這樣的課時設置強化了項目操作的重要性。

（二）評價體系

課程的評價應根據課程標準的目標和要求，實施對教學全過程和結果的有效監控。為了提高學生的學習積極性，使學生的成績與能力掛鉤，考試與實際的應用開發相結合，在每個項目的實施過程中，涉及硬件電路的安裝、焊接、檢測、程序的設計與調試，以及團隊協作，溝通交流，及文檔撰寫的職業素養，教師全程跟蹤學生的制作過程，記錄學生平時表現，在項目完成階段，并對學生的作品進行檢查、驗收，配合答辯結果確定學生成績，課程成績由職業素養考核+平時作品考核+期末理論考核組成。

五、結束

以單片機為載體的傳感器課程改革是以行動導向為準則的教學改革體現，體現了高職院校的專業改革方向。目前，傳感器課程改革已在應用電子技術、電子信息工程、嵌入式系統工程等專業推廣使用，教學效果良好，有助于提高學生的動手能力，對相關電子設計比賽起到重要的推進作用。

參考文獻：

[1]梁森.傳感器與檢測技術項目教程[M].成都：西南交通大學出版社，2009.

[2]應蓓華，李林功，鐘偉紅.“傳感器技術及應用”課程實踐教學改革探討[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2011（4）：64-66.