高職院校傳感器課程教學創新與實踐

賴其濤+王元月

[摘要]傳感器課程是紹興職業技術學院物聯網應用技術專業和應用電子技術專業的專業必修課程，針對高職院校培養人才目標，結合該院的辦學特色，從三個方面對傳感器課程的教學進行了創新探索和實踐并取得了較好的效果，得到了學生的好評。

[關鍵詞]傳感器；教學創新；教學效果

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.02.239

現代社會離不開信息技術，它與計算機技術和通信技術構成當今信息社會的三大支柱，[1]而信息的采集離不開傳感器技術，傳感器作為信息系統的“感官”與多種現代技術密切相關，它的應用已滲透到各個領域。傳感器課程組老師一直致力于如何提高傳感器課程的教學質量，培養學生的專業能力，社會能力等關鍵能力的研究和探索。在多年的傳感器教學中，針對高職院校的培養目標，結合紹興職業技術學院的辦學特色及學生情況，對傳感器課程的教學包括教學內容、教學方法和手段進行了創新和實踐。

1 借助智能車激發學生的學習興趣

高等職業教育是我國高等教育的重要組成部分，擔負著培養面向基層，面向生產、服務和管理一線職業的高素質技術技能專門人才的任務。在講授傳感器課程時除了講解傳感器特點、原理、轉換電路等之外還要注重學生對傳感器的應用能力。因此實踐教學環節也是極其重要的一部分。在實踐教學中，引入學生感興趣的智能小車，將所學的傳感器裝到小車上，讓它從一輛毫無生氣的機器變成一個生機勃勃的機器人。例如，火焰傳感器是用來探測火源或者或其他700納米～1000納米波長范圍內的熱源，學生將火焰傳感器電路安裝到小車上，讓小車變成一個滅火機器人，學生兩人一組，共同完成滅火機器人的制作。火源能探測了，如何接近火源滅火呢？在接近火源的過程中會遇到什么情況呢？引導學生思考這些問題，從而提出能探測障礙物的傳感器，學生興趣很大，都希望能盡快實現小車接近火源滅火。小車允許學生帶回寢室，很多同學回到寢室后會繼續學習研究。在制作滅火機器人的同時，學生不僅掌握了火焰傳感器和紅外壁障傳感器的應用，同時還學會了使用電磁閥。

制作智能小車需要用到單片機編程，而單片機編程對于部分高職學生來說是比較難掌握的，考慮到這一點，結合學生的情況，在智能車制作的過程中引入Arduino單片機。對于Arduino單片機，學生只需要知道單片機端口的作用，可以不需要了解它內部的硬件結構和寄存器設置就可以用Arduino 單片機編寫程序。而且Arduino 是開源的，軟件和硬件完全開放，在技術上不做任何的保留。網上有很多常用的樣例程序，學生只要在此基礎上進行簡單的修改就可以編寫出復雜的程序，實現智能小車的功能。Arduino 單片機支持圖形化編程，也不需要燒錄器，學生學習起來簡單、方便。學生在小車上還陸續裝上了CCD圖像傳感器，超聲波傳感器、霍爾傳感器并一一實現了它們的功能。

借助智能車作為學習的載體能有效地激發學生的學習興趣，而引入Arduino 單片機，學生只需會一些簡單的C語言就能用單片機編寫程序。對于學生來說，這些都是力所能及的，在努力之下都是能夠成功完成的，這不僅增強了學生的自信心，也培養了學生的創新能力。

2 將企業案例引入課堂

傳統的教學內容與企業嚴重脫節，培養出來的學生到企業不能第一時間走上崗位獨立工作，需要再重新學習和培訓，將企業案例引入到教學內容中與課程知識體系有機整合，與企業項目零距離接觸，以達到職業教育的最終目標，培養生產、管理和服務第一線的高素質技術技能型人才。課程組教師通過走訪企業，下企業鍛煉或者參加培訓等多種途徑收集企業教學案例，并將這些實際的工程案例融入到教學中，例如，在無刷直流電機企業，通常需要一套位置傳感器來控制其繞組換相，這給電機的可靠性、成本以及制造工藝要求等帶來了諸多不利的影響。無位置傳感器技術因可以降低成本，具備更高的可靠性以及方便機械裝配等因素，被業內廣泛認可使用。在教學引入該案例，讓學生更加深入地了解產品對可靠性、成本以及制造工藝等諸多方面的要求，讓學生了解無位置傳感技術。光伏企業的太陽能組件測試設備其中一項功能就是要對太陽能脈沖模擬器發出來的光進行光均勻性檢測，為此使用多個光電傳感器，并對采集的數據進行分析處理。將該光均勻性檢測的項目引入教學，能讓學生對所學的知識融會貫通，拉近教學與企業的距離，使學生在掌握一定的理論知識的基礎上更加具備實戰能力，有利于學生就業后的角色轉換和個人發展。將企業案例引入課堂教學同時也能促進教師的個人發展，教師要挖掘合適的項目就必須深入到企業，了解行業的動態，學習新技術、新工藝，提升自身的綜合素質才能推進企業真實項目的教學工作。

3 培養小老師幫助學習困難學生

班級學生層次不齊，有些學生學習能力強，能較快掌握所學知識，有些學生在學習上有困難，如果不及時跟進，會失去學習的興趣。培養小老師幫助這些學習上有困難的學生是一條比較好的途徑。課程組老師根據班級學生學習的情況選拔學習能力、管理能力及溝通能力較好的學生有計劃、有目的進行培訓，引領他們成長，讓他們充分發揮在幫扶學習中的牽引和橋梁作用。培養的途徑和方法有以下兩點。

第一，讓學生參與到傳感器的備課中，讓學生從他們的角度出發提出建議，如何講授課程更能讓他們接受，如何更好地與他們互動。課程組老師和學生一起搜集資料，一起制作教學用具，制作教學演示電路。通過讓學生參與備課，促使學生深入了解所學教材，掌握傳感器理論知識，以便更好的地為學習困難的學生提供幫助。

第二，借助我校的大學生綜合素質與能力培養項目平臺培養小老師的動手實踐能力。該項目體現“以學生為主體”的原則，尊重學生的自主性，拓展學生能力、提高職業素養。2016年學生小老師申報的綜合素質項目見下表。

2016年學生申報的大學生綜合素質與能力培養項目表

序號項目內容主要涉及的傳感器

1超聲波在地下停車庫中的應用使用超聲波檢測停車位上的車輛情況，實時顯示剩余車位超聲波傳感器

2智能澆花系統能自動檢測土壤濕度信息，根據土壤濕度檢測結果進行后續處理濕度傳感器

3蔬菜大棚的數據采集系統能檢測大棚的溫度、濕度和二氧化碳的含量溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器

4基于攝像頭的無人駕駛小車小車通過攝像頭傳回的圖像信息，能自動在道路上行駛CCD圖像傳感器

5飄浮在空中的文字通過一排LED燈的旋轉，穩定顯示文字、圖案和時間霍爾傳感器

通過參與教師備課提高小老師的理論水平，通過參與大學生綜合素質與能力培養項目提高小老師的動手實踐能力。培養小老師不僅可以幫助到學習困難的學生，同時也提高老師課堂的效率。

4 結 論

傳感器課程內容繁雜，涉及面廣，學生要學好這門課程有一定的難度，為了提高傳感器課程的教學效果，課程組老師對課程的教學內容、教學方法和教學手段等進行了一系列的改革，并取得了較好的成績。課程組老師主要從三個方面對傳感器課程的教學進行了創新和實踐，教學中借助智能小車有效地激發了學生對傳感器課程的學習興趣；培養小老師幫助學習有困難的同學一起進步；通過引入企業真實案例，有效地拉近了學生與企業，與行業的距離，利于學生就業后角色的轉換。傳感器技術發展迅速，課程組老師還需繼續探索行之有效的教學方法和手段，采取多種途徑培養學生的學習能力和創新能力，提高傳感器課程的教學質量。

參考文獻：

[1]龔松顯，劉躍宣.傳感器技術課程教學新模式的探索與實踐[J].海南大學學報自然科學版，2011，29（4）： 388-390.

[2] 朱啟兵.面向工程應用能力培養的《傳感器與檢測技術》教學改革[J].貴州師范學院學報，2013（3）：27-30.endprint