智能小車在傳感器理實一體化教學(xué)中的應(yīng)用

王雨峰

摘 要：傳感器課是航空電子專業(yè)的一門重要課程。本文探討如何將智能小車作為實訓(xùn)任務(wù)應(yīng)用于傳感器理實一體化教學(xué)，改革傳統(tǒng)教學(xué)方式，以培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才。

關(guān)鍵詞：智能小車 傳感器 實訓(xùn)教學(xué)

一、教學(xué)內(nèi)容改革

筆者學(xué)院采用《傳感器與檢測技術(shù)（第2版）》（工業(yè)和信息化高職高專“十二五”規(guī)劃教材立項項目）作為教材，配合THQC-2型傳感器系統(tǒng)綜合實驗儀作為傳感器理實一體化教學(xué)內(nèi)容。 傳統(tǒng)教學(xué)中，教師遵循教材內(nèi)容和實驗設(shè)計，從傳感器基礎(chǔ)知識、工作原理到實驗驗證，耗費大量課時，學(xué)生疲于應(yīng)對不同類型的傳感器，沒有真正理解什么是傳感器、如何選擇和使用不同類型的傳感器；教學(xué)過程不夠直觀生動，實驗設(shè)計缺乏吸引力，難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想，并影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

智能小車是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的新發(fā)展，為實現(xiàn)顯示時間、速度，具備自動尋跡、尋光、避障功能，變速行駛、準確定位停車、聲控和遠程傳輸圖像等功能，運用到光電傳感器、避障傳感器、光線傳感器、紅外檢測傳感器、加速度和陀螺儀傳感器、熱電偶傳感器、超聲波測距傳感器、視覺傳感器、數(shù)字溫度傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鞯阮愋偷膫鞲衅?。把智能小車設(shè)計成任務(wù)模塊，貫穿整個傳感器實訓(xùn)教學(xué)，可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題能力、自學(xué)能力和實踐動手能力。

二、教學(xué)過程改革

傳感器理實一體化教學(xué)采用任務(wù)驅(qū)動法，把智能小車作為實訓(xùn)內(nèi)容，根據(jù)課時數(shù)合理設(shè)計遞進的任務(wù)模塊（見表1），以學(xué)生為中心，通過小組相互協(xié)作，主動探索解決問題，獲得成就感，激發(fā)學(xué)生的求知欲，形成良性循環(huán)。

表1 基于智能小車的傳感器任務(wù)模塊設(shè)計

序號 任務(wù)模塊 對應(yīng)課程內(nèi)容

1 智能小車演示 基礎(chǔ)知識

2 溫度傳感器模塊 電阻式傳感器

3 接近開關(guān)模塊 電容式傳感器

4 避障傳感器模塊 光電式傳感器

5 測速傳感器模塊 霍爾傳感器

6 聲控傳感器模塊 壓電式傳感器

7 測距傳感器模塊 超聲波傳感器

8 智能小車技能競賽 成果展示

現(xiàn)以智能小車的避障傳感器模塊為例，介紹任務(wù)驅(qū)動對教學(xué)過程的改革。

1.布置任務(wù)

智能小車在前進過程中如何實現(xiàn)自動避讓障礙物？要求學(xué)習(xí)光電式傳感器內(nèi)容，實現(xiàn)智能小車在距離障礙物20cm時剎車減速的功能。任務(wù)明確，激發(fā)學(xué)生的求知欲，有目標地進行學(xué)習(xí)。

2.確定設(shè)計方案

學(xué)習(xí)光電式傳感器的知識，認識能夠把光通量轉(zhuǎn)換為電量的光電管、光敏電阻等光電元件。分小組結(jié)合已學(xué)知識，設(shè)計避障方案，經(jīng)過集體討論和教師引導(dǎo)，選用紅外避障傳感器模塊，電路設(shè)計如圖1所示。

圖1 避障傳感器模塊電路圖

圖2 避障傳感器組裝的實物圖

3.模塊組裝和調(diào)試

學(xué)校統(tǒng)一采購教學(xué)用的智能小車和傳感器模塊，學(xué)生根據(jù)確定的設(shè)計方案，通過小組協(xié)作，正確識別元器件，分析電路圖，完成模塊的組裝焊接（見圖2）。在教師的指導(dǎo)下，配合智能小車進行模塊功能的調(diào)試，實現(xiàn)任務(wù)要求。

4.考核和總結(jié)

教師根據(jù)各組設(shè)計的方案、組裝調(diào)試和最終成品，進行綜合評分。組織小組討論，歸納過程中的困難與問題，總結(jié)解決的方案，吸取教訓(xùn)，分享成果。

5.智能小車技能競賽

學(xué)生通過傳感器理實一體化的實踐訓(xùn)練，努力攻克一個又一個任務(wù)模塊，掌握智能小車的控制系統(tǒng)，獲得成就感，提高自信心。學(xué)生積極參加學(xué)院每年科技節(jié)的智能小車技能競賽，在比賽中靈活運用所學(xué)知識，勇于挑戰(zhàn)自我，完成更高難度的智能小車，努力獲得優(yōu)秀成果。

三、小結(jié)

通過智能小車在傳感器理實一體化教學(xué)中的應(yīng)用，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)理念，改進教學(xué)內(nèi)容和過程，對部分知識做出取舍，遞增任務(wù)難度，強化實踐運用能力，調(diào)動全體學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”，提升學(xué)生的技能水平，培養(yǎng)更符合企業(yè)需求的高技能型人才。

（作者單位：江蘇省交通技師學(xué)院）