物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術課程教學改革初探

鄒禮均

摘 要：針對高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，本文提出了傳感器技術課程在教學內(nèi)容和教學方法方面改革的基本思路，引導學生充分發(fā)揮其學習主體作用，提高教學效率。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)；傳感器技術；教學改革

當前，物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)得到了廣泛的應用，教師要針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標來設計制定相應的課程，其中傳感器技術課程是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程。以往高職院校的傳感器技術這門課程在教學中過多地傾向于傳感器原理的介紹，關于測量電路的分析以及傳感器的應用實例也多為理論分析，實踐機會較少。目前，大多數(shù)院校嘗試對這門課程進行改革，筆者也針對傳感器技術課程教學改革談幾點意見。

一、課程教學內(nèi)容的調(diào)整

高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)更注重學生應用能力的培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)應用以電子標簽技術、傳感技術、中間件技術及網(wǎng)絡和移動通信技術為支撐。傳感器是構成物聯(lián)網(wǎng)的基礎單元，是物聯(lián)功能的前提，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識結構，傳感器技術課程教學內(nèi)容也需要更新。

1.課程內(nèi)容主線的確定

目前傳感器技術這門課程教學內(nèi)容安排主要是兩種：一種按傳感器類別劃分講解測量原理，另外一種按被測量的類型來劃分講解測量原理及應用情況。傳統(tǒng)的傳感器種類已有幾十種，并且新功能傳感器還在不斷推出，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，新知識還要及時補充到課程里去。按照被測量的類別來劃分教學內(nèi)容更易于拓展學生的思維。提出一個被測量物后，教師可以提供幾種典型的傳感器，簡要分析它們的測量原理，然后引導學生根據(jù)不同類別的傳感器來思考相應的測量方案，分析幾種方案的優(yōu)缺點，考察傳感器的工作特性。這樣的教學內(nèi)容安排更靈活，使學生明白傳感器提供的是檢測手段和方法。

2.光電傳感技術

光電傳感技術以光電傳感器為核心器件，用光電的方法對某些物理量進行信息轉換。近年來，光電傳感技術發(fā)展較迅速，并且光電傳感器與其他傳感器相比，具有明顯的優(yōu)越性，是一種應用極其廣泛的傳感器件。物聯(lián)網(wǎng)技術中較多使用光電傳感器節(jié)點，所以在課程的教學內(nèi)容中應加強光電傳感技術的介紹，它主要包括典型光電器件、紅外傳感、激光傳感、光纖傳感、光柵傳感及圖像傳感技術等方面的內(nèi)容。

3.傳感器網(wǎng)絡與節(jié)點

物聯(lián)網(wǎng)應用實現(xiàn)的是對感知獲取的數(shù)據(jù)進行分析和處理后，能有針對性地對標的物進行連續(xù)控制、整體控制、動態(tài)控制、有效控制。它是一個完整的、流程化的全自動控制過程，因此用來感知數(shù)據(jù)的“感知層”作為物聯(lián)網(wǎng)的底層應該做到“全面感知”。另外，智能傳感器的開發(fā)和大量使用，導致了在分布式控制系統(tǒng)中對傳感信息交換提出了許多新的要求，單獨的傳感器數(shù)據(jù)采集已經(jīng)不能適應現(xiàn)代控制技術和檢測技術的發(fā)展，取而代之的是傳感器網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的傳感器技術課程中需要重點講解傳感器網(wǎng)絡，包括傳感器網(wǎng)絡的結構、信息交換體系、通信協(xié)議、OSI開放系統(tǒng)互連參考模型等都是需要補充的內(nèi)容，其中無線傳感網(wǎng)絡、傳感器節(jié)點的設計是教學重點。無線傳感網(wǎng)絡是由大量移動或靜止傳感器節(jié)點，通過無線通信方式組成的自組織網(wǎng)絡，它的結構和應用是本課程中的重點。傳感器節(jié)點的設計主要包括傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源模塊設計。因為我院自主開發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)實驗臺，并且自行設計了幾個典型的傳感器節(jié)點，所以正好可以作為教學案例，讓學生了解傳感器節(jié)點的主要模塊的功能和設計。

4.實訓項目

以往的傳感器技術課程中實訓項目并不多，學校購買的傳感器實驗臺以傳統(tǒng)的傳感器實驗為主，現(xiàn)在學校新建立了物聯(lián)網(wǎng)實驗基地，其中包含物聯(lián)網(wǎng)傳感器實訓室，新增了光電、紅外、光纖、超聲、圖像、指紋等新型傳感器，實訓項目明顯增加。另外，學校自主開發(fā)的典型傳感器節(jié)點就可以作為“傳感器網(wǎng)絡”部分的實訓項目。

二、整合教學方法，注重教學效果

采用以學生為主體、教師為主導的現(xiàn)代教學模式，發(fā)揮了學生的學習主體作用，利用情境、協(xié)作等學習環(huán)境激發(fā)學生的學習興趣，挖掘學生的學習潛能和創(chuàng)新能力，最終達到使學生掌握知識和技能、提高綜合素質的目的。

1.多種教學方法綜合運用

課堂教學中，教師要改變單一的教學方式，結合多媒體、傳感器實物來教學，淡化理論推導，注重應用實例。實訓教學中，教師要采用“任務驅動”教學方法，基于學校已有的實訓設備，安排典型“任務”，并引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“任務”。在完成“任務”的過程中，培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力，大大提高了學生的學習效率。

2.細化考核方式

為提高教學質量，保證教學的有效性，教師必須全面了解教學目標的完成情況，并且以此為據(jù)及時調(diào)整教學過程。教師還應重視學生平時所學知識和能力的檢查和測試，及時做好每個學生的學習情況記錄，學生的總評成績包括平時成績、理論考核、實訓考核。其中，理論考核的比例可適當降低，實訓考核的比例要提高。

三、結束語

高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)是新開設專業(yè)，課程改革也在嘗試之中。傳感器技術課程需要從教學內(nèi)容、教學方法、考核標準上進行改革，充分發(fā)揮教師在教學過程中的主導作用，明確課程考核方法及標準，采用各種方法激勵學生，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力，從而達到提高學生綜合素質的目的。