基于測控專業特色《傳感器》多媒體輔助教材的編寫

【摘要】傳感器是測控技術與儀器專業的核心課程，為適應電子技術和傳感器技術的快速發展，針對該校測控技術與儀器專業的特色及課程設置，提出在教材基礎上編寫多媒體輔助教材的一種教學改革方法，文章主要闡述輔助教材編寫的背景、特色、內容結構、內容編寫及使用效果。

【關鍵字】傳感器；內容編寫；輔助教材結構

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

一 輔助教材編寫的背景

《傳感器》課程是測控技術與儀器專業以及電子信息類專業的一門核心課程，它涉及多學科的知識，是一門內容繁雜的交叉學科。我校測控技術與儀器專業的性質是一門以電子測控技術、智能儀器技術和自動測試技術為技術基礎，以計算機及電子信息技術為工具的高新技術學科。由于專業課程設置，學生學習電子技術及電子測量相關的課程較多，因此在傳感器的授課中對檢測不必過多講解，而本專業學生缺少機械、儀器設計及工程力學方面的知識，也就是說在傳感器應用和設計方面的基礎知識欠缺，這樣就導致在《傳感器》教材的選擇上具有一定的局限性。近幾年來，本專業一直使用的教材是強錫富教授主編的《傳感器》，學生反映在傳感器的設計和應用方面理解比較困難，究其原因是學生缺乏機械原理、精密儀器、工程力學方面知識。對比各種教材，不太切合我校測控專業的實際，因此根據專業特色，主要參考強錫富教授主編的《傳感器》一書，結合本專業的課程設置制作課件，編寫多媒體輔助教材，并將多媒體輔助教材提供給學生，進而改善了教學效果。

二 輔助教材編寫的特色

1 內容簡單明白。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。輔助教材對內容的提煉主要體現在以下幾個方面：

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

其次，教學難點實例引入，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為例，通過分析受迫振動和阻尼振動得出系統振動頻率的表達式，然后介紹分類、測量電路及應用。這種對于較難章節原理深入淺出的講解方法，有利于學生的理解。

2 原理知識與實際應用的結合。傳感器原理方面的知識大部分在相關課程如大學物理、模擬電路等課程已學過，如果在課堂上重新敘述原理，學生會感到沒有興趣，輔助教材中，講解原理的重點是啟迪學生如何運用所學的知識解決問題。如電容式傳感器，輔助教材先舉例說明實際的應用，然后讓學生分析原理，通過不同問題的回答，讓學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，又增加了學生對實際問題的思考。另一方面，用簡圖和實際裝配圖結合的方式介紹傳感器的應用，簡圖講解傳感器應用的測量原理，裝配圖介紹傳感器的實際應用方法，這樣即增加對傳感器的理性認識，又增加對傳感器的感性認識。

3 基礎與現代的結合。為了使學生了解當代傳感器的新技術，增長知識，以利于學生創新思維和研發能力的提高，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的介紹主要體現在以下方面：（1）集成傳感器的應用，如在介紹熱式傳感器的應用時，介紹數字溫度傳感器DS18B20與模擬溫濕傳感器HSM-20R的應用；（2）敏感器件和測量電路結合起來的新技術，如在介紹熱電偶冷端溫度補償時，介紹MAXIM公司近期推出的數字輸出K型熱電偶信號處理集成芯片MAX6675的特點及應用；（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 課后設計題的設置，擴充了學生傳感器的知識面，提高了學生創新和設計能力。輔助教材每章設置一兩個應用性設計題和思考題，學生以小論文的形式完成設計性習題。如應變片傳感器章節布置電子稱的設計、光電傳感器章節布置太陽灶陽光跟蹤系統的設計、超聲波傳感器章節布置水泵流量測量儀設計等。學生要完成這些題目，需要查閱相關資料，結合電子測量、智能儀器、測控電路等相關專業知識完成，提高了學生工程設計的能力和專業知識綜合運用的能力。

三 總結與展望

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

《傳感器》課程是在大四第一學期進行，這階段的學生由于就業壓力，對課堂內容往往不夠重視，因此課堂的質量和效率是吸引學生的關鍵。自從采用將輔助教材發到學生的手中和多媒體教學結合的方法，課堂氣氛活躍，通過課后設計題的完成，激發了學生的學習興趣，鞏固了專業知識，擴展了學生的視野和增強了自信心，可謂一種成功的教學方法。

參考文獻

[1] 何遠虙.非電量檢測技術[M].成都:電子科技大學出版社，2001.

[2] 哈錫富.傳感器(第3版)[M].北京:機械工業出版社，2005.