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1、 教 育 教 学 研究 传 感 器 技 术 课 程 教 学 方 法 改 进 与 探 索 实 践 摘 要 ： 传感器技术是物联网专业的一门专业基础课 李福东 ， 传感器 对物联网的发展有着至 关重要的作 用 。 通过传感 器技术这门 课不仅要培养学生对传感器 原理的掌握 ， 更重要的是培养他们对传感器的应用能 力 ， 甚 至是创新 、 创业能 力 。 基于这一 理念 ， 对 “传感器技术 ”课程的教学内容 、 授课方式和实践指导进行了探索实践 。 通过将授课内 容与实际应 用相结合的 方式 ， 提高了学 生 学习本课程的兴趣 ， 也提高了学生的动手实践能力和创新思维能力 。 关键词 ： 传感器技
2、术 ； 教学改革 ； 拓展引导 ； 创新思维 物联网技术是信息产业 发展的一项热门技术 ，所谓 物联 力：传感器技 术的实践性 非常强，学 习传 感器技 术的 一个 主 网就是通过各种信息传感设 备，实时采集各 种仪器或设 备的 要目的是为了提高 学生对 传感 器的设 计和 使用能 力。为 了 信息，与互联网结合形成的一个信息网络。 其目的是实 现物 培养学生对不同传感器的应用能力，除了在课堂 上侧重讲解 与物、物与人 所有 的物品 与网 络的连 接， ，方便 识别、管理 和 传感器的应用性之外，还必须做好课程的实验 教学配套。 课 控制。物联网技术代表着信息产业发 展的重要方 向，被 欧美
3、程的基本实验主要是验证性实验，便于加深学生 对传感器原 很多发达国家所重 视，我国 也在 年 制定 了 “感知 中国 ” 理理解并检验学生对各种传感器测量电路的掌握。 战略性产业发展规 划。传感 器在 物联 网实现 过程 中是最 基 三 、 传感器应 用拓展引导 本的原始信息采集设备，其重要性不言而 喻。传感器技 术则 随着互联网的发展，以前只有通过专门途径 才能购买的 是讲述传感器设计与应用的 一门学科。 工业产品在网上随 处可见。 各式各 样的 传感器 都能 在网 上 一 、 传感器技术 学科的特点 找到 而且很多基础传 感器的价格很低， 。比如普 通的箔式应 （一）应用性强：传 感器 在
4、工 业生 产和 社会 生活 中的 应 变片只要几块钱一片。学生自己动手制 作一个电子 秤、包 括 近的电感式接近开 关，用于流 量监 测的霍 尔传 感器，用于 机 钱。笔者在上课时会把 有关信息给出，然后让学 生根据自己 床位移测量的光栅传感器等 等；生活中的常 见的传感器 更是 的兴趣，几个 人一起买 一套，然 后动手 接线 实验。通 过这 种 随处可见，电子秤中的应 变片 传感 器，电熨斗 中的 双金属 片 方式，引导学 生如 何通 过 网络 途径 来 获取 需要 的 材料 和设 传感器，鼠标中的光电传感器等等。 备，实现预期 的功能。另 外，学生可 以以 这种方 式经 历一 个 （二）原
5、理多且 不系 统：传感 器技 术 的 内容 包括 各种 各 较为完整的大学生科 创项目 完成 过程：第一 ，根 据预 期功 能 样的传感器，每种传 感器都 有不 同的 理论基 础。如，应变 片 和要求，查阅资料，询问销售人员，对所需传感器 基础配件的 式传感器的物理原理为电阻 的应变效应，光 电传感器的 物理 型号和参数进行确 定。第二，购 买相 关材料 并组 装接 线，完 原理为各种光电效 应，霍尔传 感器 的物理 原理 为霍 尔效应， 成实验平台。第三，调试 和改进，并 对所 制作的 传感 器进 行 自感传感器的物理 原理 为线圈 的自 感效 应等等。 各种不 同 标定，确定灵敏度参数 和
6、精度等等。在这一学期 的传感器技 的效应有不同 的 原理 公式 推 导，而且 相 互之 间几 乎 没有 关 术授课过程中，笔者给学 生做了 四种 传感器 制作 的指 导，简 联，无法形成系统的理论。 易小型电子秤、烟雾声光 报警器、超 声波 测距防 撞系 统和 数 （三）综合性强：每 一种 传感 器的 学习 都包 含了 原理 到 字温度传感器，有两组学生通过大学生创新经费 采购和制作 产品的整个过程，这些过 程涉 及了 机械结 构设 计、灵敏度 分 了电子秤和烟雾声 光报警 器。因为 不是 以作业 形式 要求 学 析、误差理论、测量电路设计及其应用 等。 生，所以有的 学生虽然感 兴趣，但是
7、没有 花时间 和精 力去 做 二 、 根据学科特点分清主次内容进行授课 这些事情。以后的授课过程中，笔者会把这种与 实际应用接 传统的传感器教学都是 从每种传感 器的原理 引入，包括 轨的实践引导形式以课程成绩加分的方式对学生进行要求 。 原理概念阐述和理论公式推 导，接下来是传 感器的结构 以及 四 、 结论 测量电路等内 容，最 后对 传 感器 的应 用 才做 一些 简 单的 介 本文对传感器技术的学科特点进行 了总结，并根据学 科 绍，而且对传感器的应 用介绍 侧重 说明某 种物 理量 的测量， 特点对传感器技术的教学内容、授课顺序与教学 重点做了调 很少有具体的现实 应用 例子。这 种
8、授 课内容 的顺 序安排 会 整和改进。学生根据新的授课顺序和重 点讲解，对传感器 技 让学生学了多种传 感器之 后感 觉什么 都没 掌握，效 果不好。 术的内容有了更好 的掌 握。另外，在 授课过 程中，为 学生 指 笔者在授课过程中，根 据传感 器技 术学科 的特 点，提出并 实 导了多个与实际应用接轨的创新性实验，很好地 提高了学生 践以下三点授课重点。 的实践能力。通过这些 对传 感器技 术教 学的初 步探 索与 改 （一）共性为线 培 养学生 形成传 感器设 计和分析 的 革，虽然在一 定程度上提 高了该 课程 对学生 的培 养质 量，但 思维：由于每种传感器的 学习 都会 涉及灵
9、敏度 分析、误差 分 传感器技术的教学改革任重道远。在今 后的教学工 作中，要 析与补偿、测量电路设计 以及 应用 特点，所以 传感 器技术 的 努力把教学内容与传感器的实际应用紧 密结合起来，让学 生 主线应该是传感器 普遍 的研究 内容。 通过将 不同 的传感 器 学过这门课就能掌握传感器的设计和使 用，而不 是只记 住 一 的灵敏度分析、误差补偿、测量电路等 内容进行对 比学习，巩 套套繁杂的理论和公式。 固和培养学生学习传感器和 设计传感器的思维。 （二）特性 为辅 帮 助学 生理 解每 一种 传感 器：传 感 参考文献 ： 究及启示 远程教育杂志 蔡丹丹 物联网 时代传 感器技术 在教育 领域 的应用 通过对这些特 性 的讲 解，让 学生 能够 更 好地 理解 每 一种 传 作者简介 （三）实 验 为 重 培养 和 锻 炼学 生 的 传 感器 应 用 能 李福东 ， 江苏省扬州市 ， 扬州大学信息工程学院 。 。 ， 器是一门多学科交 叉课程，涉 及内 容广泛，不 同传 感器之 间 。 ， ， 定了其更适用于哪些场合。比如，应变式传 感器与压阻 式传 ， ， 。 。