傳感器技術應用理實一體化實驗室建設探索與研究

陳洪容 覃智廣 王洪

摘?要：本文針對我院《傳感器技術應用》實驗教學現狀，提出理實一體化教學實驗室建設思路，重點以提高教學效果為目標，注重學生崗位能力培養，為學生未來職業生涯打下良好基礎。

關鍵詞：理實一體化?傳感器?實驗室

伴隨科學技術的發展，生活和生產自動化程度越來越高，各個方面都需要應用傳感器技術。傳感器技術運用在自動檢測和控制系統中，對系統運行的各項功能起著重要作用。系統的自動化程度越高，對傳感器的依賴性就越強。《傳感器技術應用》課程更加彰顯其重要性，本文重點討論理實一體化教學方法下傳感器實驗室建設。

一、我院傳感器實驗教學現狀

（一）課程特點

傳感器是將非電量轉換成電量的器件，其組成框圖如圖1所示。在當前智能化設備中類同于人的感官，傳感器種類繁多，由同一原理設計的傳感器可以同時測量多種非電物理量，而有時一種非電物理量又可以用幾種不同傳感器測量。傳統教學常按結構型傳感器分類方式教學，按理實一體化方式則多采用物性型分類方式教學。

（二）傳感器實驗教學現狀

隨著設備自動化程度提高，無論是自動化生產線還是工業機器人的發展，都離不開傳感器，我院機電一體化專業從12年開設《傳感器技術及應用》課程，到目前實驗設備老舊，可操作性不強，教學效果大打折扣，現有設備已不能滿足教學需要，迫切需要重建。

二、傳感器理實一體化實驗室構建

（一）建設目標

本次實驗室建設本著有用、夠用、實用性原則，滿足理實一體化教學需要，讓學生能在做中學，讓教學內容更直觀易懂。

（二）傳感器理實一體化教學內容

本課程根據機電一體化技術崗位所需的知識、能力和素質，參照職業資格標準要求，通過崗位工作任務分析，結合機電技術的發展方向，遵循高職教育教學規律，設計如表1教學內容，共四個教學項目，每一個教學項目（任務）都涵蓋了職業崗位及職業資格標準所需知識和技能，實現專業教學內容與職業資格標準相融合。

傳感器技術應用教學內容設計：

1.項目一：力的檢測

任務1：認識傳感器。了解傳感器的定義、組成和作用、分類，傳感器的靜態特性。能力目標：具有識別常用傳感器的應用的能力;（學時：4）

任務2：電子臺秤重量檢測。掌握電阻式傳感器的原理，電阻應變片的的工作原理，直流電橋的基本知識、計算。能力目標：能正確識別和選用電子秤傳感器;（學時：4）

任務3：煤氣灶壓電點火檢測。掌握壓電效應、壓電式傳感器的基本工作原理和簡單應用。能力目標：能正確識別和選用煤氣灶壓電點火傳感器。（學時：4）

素質目標：具有文化自信心;具有細致、專注的工匠精神;具有正確的價值觀導向;具有“遵紀守法，遵守道德規范，堅守中國傳統優良文化”。

2.項目二：溫度的檢測

任務1：爐溫檢測。掌握熱電阻、熱電偶的原理和簡單應用。能力目標：能正確選用熱電阻、熱電偶;（學時：4）

任務2：冰箱溫度的檢測。掌握熱敏電阻的原理和簡單應用。能力目標：能正確選用熱敏電阻。（學時：4）

3.項目三：液位的檢測

任務1：汽車油箱液位檢測。掌握電容式傳感器的基本工作原理和簡單應用。能力目標：具有簡單的信號分析與電路設計的能力;（學時：4）

任務2：密閉容器的液位測量。理解超聲波傳感器的基本工作原理和簡單應用。能力目標：能正確選用超聲波傳感器，具有簡單的信號分析與處理的能力。（學時：4）

4.項目四：位移的檢測

任務1：電感式接近開關用于物位的檢。掌握電感式傳感器的基本工作原理和簡單應用。能力目標：具有簡單的信號分析與處理的能力;（學時：4）

任務2：光電傳感器用于位移和車速的檢測。了解光電傳感器的基本工作原理和簡單應用。能力目標：具有簡單的信號分析與處理的能力;（學時：4）

任務3：霍爾傳感器用于電動機轉速的檢測。掌握霍爾傳感器基本工作原理和簡單應用。能力目標：能正解應用霍爾傳感器。（學時：4）

項目二、三、四素質目標：具有熱愛專業、愛崗敬業的精神;具有極致追求、不懈努力的工匠精神;具有團隊協作的意識;具有“無規矩不成方圓”的規章意識;具有“責任意識”和專注極致的工匠精神;具有審美意識。

采用項目和任務的方式教學，構筑“教、學、做”一體化的模式，教學方法主要有講授法、討論法、演示法、實驗法、例題分析與練習法等。傳感器應用技術針對高職學生的基礎，因材施教，知識與能力并重。教學的重點是各類傳感器的特點及選用。難點是常用傳感器工作原理。

（三）傳感器技術應用實驗室建設思路

根據課程教學內容和教學模式的需求，課程教學應需要滿足理實一體化模式教學的教學條件，具體情況如下。

1.校內實訓實驗室建設

校內基地所需條件：

（1）滿足課程內容學習;

（2）設備和技術先進，緊跟專業新技術;

（3）環境模擬生產現場;

（4）滿足理實一體化模式教學。

應在現有實訓條件基礎上，繼續完善并擴建已有的電子檢測實驗室，自動化生產線實訓室，新建傳感器技術工作室、機器人創新創業工作室，實現理實一體化的模式教學，真正意義地“突出實訓設備及技術的先進性，突出學習環境的真實性”。

2.校外實習基地要求

校外基地所需條件：

（1）具有一定的規模，已有一定的社會聲譽和影響力;

（2）領導重視，安排有相對穩定的實習指導人員;

（3）有完善的管理體制和規章制度;

（4）與課程內容基本對口，技術和設備較先進，能滿足完成課程教學的要求;

（5）能滿足共同完成相關科研項目的要求;

（6）實習基地的場地、設施能滿足教學需求，能滿足實習學生和指導老師食宿、學習、等方面的基本需要。

因此，加強華中數控有限責任公司、智威科技有限責任公司等校外實訓基地的建設，使學生在較強的工程氛圍和實踐環境中受到鍛煉，著力培養學生的基本技能、工程實踐能力和創新能力，加強與校外實訓基地在科研、培訓的等方面的深度合作。

三、教學實施

課程實施采取“項目導向、團隊學習”的教學模式，學生在完成每一個任務基本功能的學習后，可以自己根據對該任務的掌握情況，發揮自己的主觀能動性和創造性，創新設計出更多的環節，這樣可以促進學生創造性思維能力的發展，培養學生的可持續發展能力。

在課程的學習中，學生以小組為單位進行學習，共同完成任務，展示成果，同時在教學過程中培養學生愛黨愛國、愛崗敬業、言行文明、樂觀豁達、誠信友善、生活樸實、團隊協作、安全環保、勞動意識等職業素質，為學生職業生涯的開啟打下基礎。

四、結語

本文探討傳感器技術應用理實一體化教學模式下實驗室建設，從教學內容設計到實驗室建設思路及教學實施幾個方面進行討論，目前實驗室在省級創新行動項目中已建設完成，預備投入使用，教學效果有望得到較大提高。

參考文獻

[1]羅萍.關于傳感器實驗與提高學生能力的思考[J].中國科學教育，2006，13：73

[2]張淑紅.傳感器與組態技術課程教學的改革與創新[A].蘇州國際教育園，高職教育發展學術論壇論文集，2009.

[3]盧勇.以傳感器技術為基礎的機電自動化控制探究[J].通信電源技術，2019，36（01）：92—93.