高职院校传感器课程教学创新与实践

赖其涛+王元月

[摘要]传感器课程是绍兴职业技术学院物联网应用技术专业和应用电子技术专业的专业必修课程，针对高职院校培养人才目标，结合该院的办学特色，从三个方面对传感器课程的教学进行了创新探索和实践并取得了较好的效果，得到了学生的好评。

[关键词]传感器；教学创新；教学效果

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

现代社会离不开信息技术，它与计算机技术和通信技术构成当今信息社会的三大支柱，[1]而信息的采集离不开传感器技术，传感器作为信息系统的“感官”与多种现代技术密切相关，它的应用已渗透到各个领域。传感器课程组老师一直致力于如何提高传感器课程的教学质量，培养学生的专业能力，社会能力等关键能力的研究和探索。在多年的传感器教学中，针对高职院校的培养目标，结合绍兴职业技术学院的办学特色及学生情况，对传感器课程的教学包括教学内容、教学方法和手段进行了创新和实践。

1 借助智能车激发学生的学习兴趣

高等职业教育是我国高等教育的重要组成部分，担负着培养面向基层，面向生产、服务和管理一线职业的高素质技术技能专门人才的任务。在讲授传感器课程时除了讲解传感器特点、原理、转换电路等之外还要注重学生对传感器的应用能力。因此实践教学环节也是极其重要的一部分。在实践教学中，引入学生感兴趣的智能小车，将所学的传感器装到小车上，让它从一辆毫无生气的机器变成一个生机勃勃的机器人。例如，火焰传感器是用来探测火源或者或其他700纳米～1000纳米波长范围内的热源，学生将火焰传感器电路安装到小车上，让小车变成一个灭火机器人，学生两人一组，共同完成灭火机器人的制作。火源能探测了，如何接近火源灭火呢？在接近火源的过程中会遇到什么情况呢？引导学生思考这些问题，从而提出能探测障碍物的传感器，学生兴趣很大，都希望能尽快实现小车接近火源灭火。小车允许学生带回寝室，很多同学回到寝室后会继续学习研究。在制作灭火机器人的同时，学生不仅掌握了火焰传感器和红外壁障传感器的应用，同时还学会了使用电磁阀。

制作智能小车需要用到单片机编程，而单片机编程对于部分高职学生来说是比较难掌握的，考虑到这一点，结合学生的情况，在智能车制作的过程中引入Arduino单片机。对于Arduino单片机，学生只需要知道单片机端口的作用，可以不需要了解它内部的硬件结构和寄存器设置就可以用Arduino 单片机编写程序。而且Arduino 是开源的，软件和硬件完全开放，在技术上不做任何的保留。网上有很多常用的样例程序，学生只要在此基础上进行简单的修改就可以编写出复杂的程序，实现智能小车的功能。Arduino 单片机支持图形化编程，也不需要烧录器，学生学习起来简单、方便。学生在小车上还陆续装上了CCD图像传感器，超声波传感器、霍尔传感器并一一实现了它们的功能。

借助智能车作为学习的载体能有效地激发学生的学习兴趣，而引入Arduino 单片机，学生只需会一些简单的C语言就能用单片机编写程序。对于学生来说，这些都是力所能及的，在努力之下都是能够成功完成的，这不仅增强了学生的自信心，也培养了学生的创新能力。

2 将企业案例引入课堂

传统的教学内容与企业严重脱节，培养出来的学生到企业不能第一时间走上岗位独立工作，需要再重新学习和培训，将企业案例引入到教学内容中与课程知识体系有机整合，与企业项目零距离接触，以达到职业教育的最终目标，培养生产、管理和服务第一线的高素质技术技能型人才。课程组教师通过走访企业，下企业锻炼或者参加培训等多种途径收集企业教学案例，并将这些实际的工程案例融入到教学中，例如，在无刷直流电机企业，通常需要一套位置传感器来控制其绕组换相，这给电机的可靠性、成本以及制造工艺要求等带来了诸多不利的影响。无位置传感器技术因可以降低成本，具备更高的可靠性以及方便机械裝配等因素，被业内广泛认可使用。在教学引入该案例，让学生更加深入地了解产品对可靠性、成本以及制造工艺等诸多方面的要求，让学生了解无位置传感技术。光伏企业的太阳能组件测试设备其中一项功能就是要对太阳能脉冲模拟器发出来的光进行光均匀性检测，为此使用多个光电传感器，并对采集的数据进行分析处理。将该光均匀性检测的项目引入教学，能让学生对所学的知识融会贯通，拉近教学与企业的距离，使学生在掌握一定的理论知识的基础上更加具备实战能力，有利于学生就业后的角色转换和个人发展。将企业案例引入课堂教学同时也能促进教师的个人发展，教师要挖掘合适的项目就必须深入到企业，了解行业的动态，学习新技术、新工艺，提升自身的综合素质才能推进企业真实项目的教学工作。

3 培养小老师帮助学习困难学生

班级学生层次不齐，有些学生学习能力强，能较快掌握所学知识，有些学生在学习上有困难，如果不及时跟进，会失去学习的兴趣。培养小老师帮助这些学习上有困难的学生是一条比较好的途径。课程组老师根据班级学生学习的情况选拔学习能力、管理能力及沟通能力较好的学生有计划、有目的进行培训，引领他们成长，让他们充分发挥在帮扶学习中的牵引和桥梁作用。培养的途径和方法有以下两点。

第一，让学生参与到传感器的备课中，让学生从他们的角度出发提出建议，如何讲授课程更能让他们接受，如何更好地与他们互动。课程组老师和学生一起搜集资料，一起制作教学用具，制作教学演示电路。通过让学生参与备课，促使学生深入了解所学教材，掌握传感器理论知识，以便更好的地为学习困难的学生提供帮助。

第二，借助我校的大学生综合素质与能力培养项目平台培养小老师的动手实践能力。该项目体现“以学生为主体”的原则，尊重学生的自主性，拓展学生能力、提高职业素养。2016年学生小老师申报的综合素质项目见下表。

2016年学生申报的大学生综合素质与能力培养项目表

序号项目内容主要涉及的传感器

1超声波在地下停车库中的应用使用超声波检测停车位上的车辆情况，实时显示剩余车位超声波传感器

2智能浇花系统能自动检测土壤湿度信息，根据土壤湿度检测结果进行后续处理湿度传感器

3蔬菜大棚的数据采集系统能检测大棚的温度、湿度和二氧化碳的含量温度传感器、湿度传感器、气体传感器

4基于摄像头的无人驾驶小车小车通过摄像头传回的图像信息，能自动在道路上行驶CCD图像传感器

5飘浮在空中的文字通过一排LED灯的旋转，稳定显示文字、图案和时间霍尔传感器

通过参与教师备课提高小老师的理论水平，通过参与大学生综合素质与能力培养项目提高小老师的动手实践能力。培养小老师不仅可以帮助到学习困难的学生，同时也提高老师课堂的效率。

4 结 论

传感器课程内容繁杂，涉及面广，学生要学好这门课程有一定的难度，为了提高传感器课程的教学效果，课程组老师对课程的教学内容、教学方法和教学手段等进行了一系列的改革，并取得了较好的成绩。课程组老师主要从三个方面对传感器课程的教学进行了创新和实践，教学中借助智能小车有效地激发了学生对传感器课程的学习兴趣；培养小老师帮助学习有困难的同学一起进步；通过引入企业真实案例，有效地拉近了学生与企业，与行业的距离，利于学生就业后角色的转换。传感器技术发展迅速，课程组老师还需继续探索行之有效的教学方法和手段，采取多种途径培养学生的学习能力和创新能力，提高传感器课程的教学质量。

参考文献：

[1]龚松显，刘跃宣.传感器技术课程教学新模式的探索与实践[J].海南大学学报自然科学版，2011，29（4）： 388-390.

[2] 朱启兵.面向工程应用能力培养的《传感器与检测技术》教学改革[J].贵州师范学院学报，2013（3）：27-30.endprint