自动检测技术课程教学设计创新实践

吴玉娟

（江苏农林职业技术学院，212400，江苏句容）

自动检测技术课程是农业装备应用技术、电气自动化技术和机电一体化技术等专业的一门重要专业基础课，课程旨在引领学生了解检测与转换技术的理论基础，掌握各种常用传感器的工作原理、技术性能、特点、测量电路以及应用范围，目标是让学生具备基本的传感器性能选用、安装、故障诊断等能力，为后续农业机器人应用技术、工业互联网技术、植物工厂控制技术等课程学习奠定基础。由此可见，该课程在人才培养体系中地位重要，是融理论与技能于一体的知识技能课程，是机电类高职院校学生实现高技能人才培养目标的必修课程。为了创新课程教学设计，采取任务目标牵引、实验问题设置、实验现象观察、实验现象思考和理论知识讲授的方式方法，创新自动检测技术课程教学设计实践，经过不断教学实践探索，取得了较好的教学效果。

1 课程设计

考虑到自动检测技术课程涉及的教学要点多，重点选取“金属箔式应变片测力传感器” 这个知识点，按照任务目标牵引、实验问题设置、实验现象观察、实验现象思考和理论知识讲授的步骤进行课程设计。

1.1 任务目标牵引

（1）知识目标：通过熟悉电阻应变片应变效应基本概念、应变片结构和工作原理，了解电阻应变片传感器的一般分类，掌握电阻应变片检测电路与典型应用。

（2）技能目标：以电子秤实验为载体，通过实践操作和训练理解，认识并掌握金属应变片传感器基本原理及检测电路，了解常用的各种金属应变片式传感器的基本选用原则。

课程教学采用由实验现象导入的方式。先是学生通过动手实践，观察实验现象并进行总结，接着教师授课讲授相关理论知识，学生根据教师讲授的理论知识以及所做的实验，加深对知识的理解及应用。

1.2 受力实验

本课程采用浙江天煌教仪THQC-1 型典型传感实验设备，需用器件与单元：应变式传感器实验模板、砝码、数显表、±15 V 电源、±5 V 电源、万用表等。

1.2.1 实验实施按照学习要求，传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4，R1、R2放置在电子秤悬臂梁上侧，R3、R4放置在电子秤悬臂梁下侧，并能用万用表测量其阻值。

指导学生将应变式传感器的其中一个应变片R1安装在平衡电桥的一个支路上，如图1 所示，而后将两个应变片R1和R2安装在平衡电桥的同一支路上，四个应变片R1、R2、R3和R4分别接入电桥的两个支路上，接好电桥调零电位器RW1，接上桥路电源±5V。检查接线无误后，合上主控箱电源开关，调节RW1，使数显表显示为零。

图1 应变式传感器单臂电桥实验接线图

指导学生在砝码盘上放置一只砝码，读取数显表数值，以后每次增加一个砝码并读取相应的数显表值，直到200 g 砝码加完。记下实验结果填入表1。

表1 单臂、半桥、全桥电桥输出电压与所加负载质量记录表

通过测量电子秤单臂电桥电压、半桥电桥电压、全桥电桥电压等3 个实验数据，学生不难得出：“在同等质量条件下，单臂电桥输出电压约为半桥输出电压的1/2，约为全桥电桥电压的1/4。”

1.2.2 实验启示教师指导学生完成上述实验后，应启发学生就之前的实验结果进行思考，可提出以下问题供学生思考：一是金属箔式应变片的应变效应？二是金属箔式应变片结构和工作原理？三是单臂电桥时，作为桥臂金属应变片是否选用正、负应变片均可以？四是半桥测量中两片不同受力状态的金属应变片接入电桥时，同一支路上的两个应变片能否同时受拉或受压？五是全桥测量时，金属应变片的选用有何要求？

1.2.3 原理讲授紧贴学生通过实验和思考提出的问题，教师先运用动画视频方式，向学生介绍金属应变片应变效应；在学生了解应变效应后，以照片和实物相结合的方式，讲授金属应变片种类，使学生了解金属应变片和半导体金属应变片的区别；接着以动画视频方式讲授金属应变片检测电路，让学生掌握检测电路中金属应变片的选用和粘贴方式。

在教师原理讲授结束后，学生按照实验的步骤再进行实验，体会原理要点，反复揣摩，掌握知识和技能。

2 结语

通过上述方法实施自动检测技术课程教学，突出了问题导向式教学，让学生带着问题学和带着问题练，而教师在教学过程中主要完成答疑解惑、知识点凝练与总结，强化了“教为主导、学为主体”的教学理念，有效提高了自动检测技术课程的教学效果。