高職院校傳感器課程教學(xué)創(chuàng)新與實踐

賴其濤+王元月

[摘要]傳感器課程是紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)和應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修課程，針對高職院校培養(yǎng)人才目標(biāo)，結(jié)合該院的辦學(xué)特色，從三個方面對傳感器課程的教學(xué)進(jìn)行了創(chuàng)新探索和實踐并取得了較好的效果，得到了學(xué)生的好評。

[關(guān)鍵詞]傳感器；教學(xué)創(chuàng)新；教學(xué)效果

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

現(xiàn)代社會離不開信息技術(shù)，它與計算機技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)成當(dāng)今信息社會的三大支柱，[1]而信息的采集離不開傳感器技術(shù)，傳感器作為信息系統(tǒng)的“感官”與多種現(xiàn)代技術(shù)密切相關(guān)，它的應(yīng)用已滲透到各個領(lǐng)域。傳感器課程組老師一直致力于如何提高傳感器課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，社會能力等關(guān)鍵能力的研究和探索。在多年的傳感器教學(xué)中，針對高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院的辦學(xué)特色及學(xué)生情況，對傳感器課程的教學(xué)包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段進(jìn)行了創(chuàng)新和實踐。

1 借助智能車激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

高等職業(yè)教育是我國高等教育的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)面向基層，面向生產(chǎn)、服務(wù)和管理一線職業(yè)的高素質(zhì)技術(shù)技能專門人才的任務(wù)。在講授傳感器課程時除了講解傳感器特點、原理、轉(zhuǎn)換電路等之外還要注重學(xué)生對傳感器的應(yīng)用能力。因此實踐教學(xué)環(huán)節(jié)也是極其重要的一部分。在實踐教學(xué)中，引入學(xué)生感興趣的智能小車，將所學(xué)的傳感器裝到小車上，讓它從一輛毫無生氣的機器變成一個生機勃勃的機器人。例如，火焰?zhèn)鞲衅魇怯脕硖綔y火源或者或其他700納米～1000納米波長范圍內(nèi)的熱源，學(xué)生將火焰?zhèn)鞲衅麟娐钒惭b到小車上，讓小車變成一個滅火機器人，學(xué)生兩人一組，共同完成滅火機器人的制作。火源能探測了，如何接近火源滅火呢？在接近火源的過程中會遇到什么情況呢？引導(dǎo)學(xué)生思考這些問題，從而提出能探測障礙物的傳感器，學(xué)生興趣很大，都希望能盡快實現(xiàn)小車接近火源滅火。小車允許學(xué)生帶回寢室，很多同學(xué)回到寢室后會繼續(xù)學(xué)習(xí)研究。在制作滅火機器人的同時，學(xué)生不僅掌握了火焰?zhèn)鞲衅骱图t外壁障傳感器的應(yīng)用，同時還學(xué)會了使用電磁閥。

制作智能小車需要用到單片機編程，而單片機編程對于部分高職學(xué)生來說是比較難掌握的，考慮到這一點，結(jié)合學(xué)生的情況，在智能車制作的過程中引入Arduino單片機。對于Arduino單片機，學(xué)生只需要知道單片機端口的作用，可以不需要了解它內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)和寄存器設(shè)置就可以用Arduino 單片機編寫程序。而且Arduino 是開源的，軟件和硬件完全開放，在技術(shù)上不做任何的保留。網(wǎng)上有很多常用的樣例程序，學(xué)生只要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行簡單的修改就可以編寫出復(fù)雜的程序，實現(xiàn)智能小車的功能。Arduino 單片機支持圖形化編程，也不需要燒錄器，學(xué)生學(xué)習(xí)起來簡單、方便。學(xué)生在小車上還陸續(xù)裝上了CCD圖像傳感器，超聲波傳感器、霍爾傳感器并一一實現(xiàn)了它們的功能。

借助智能車作為學(xué)習(xí)的載體能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而引入Arduino 單片機，學(xué)生只需會一些簡單的C語言就能用單片機編寫程序。對于學(xué)生來說，這些都是力所能及的，在努力之下都是能夠成功完成的，這不僅增強了學(xué)生的自信心，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2 將企業(yè)案例引入課堂

傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)嚴(yán)重脫節(jié)，培養(yǎng)出來的學(xué)生到企業(yè)不能第一時間走上崗位獨立工作，需要再重新學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，將企業(yè)案例引入到教學(xué)內(nèi)容中與課程知識體系有機整合，與企業(yè)項目零距離接觸，以達(dá)到職業(yè)教育的最終目標(biāo)，培養(yǎng)生產(chǎn)、管理和服務(wù)第一線的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。課程組教師通過走訪企業(yè)，下企業(yè)鍛煉或者參加培訓(xùn)等多種途徑收集企業(yè)教學(xué)案例，并將這些實際的工程案例融入到教學(xué)中，例如，在無刷直流電機企業(yè)，通常需要一套位置傳感器來控制其繞組換相，這給電機的可靠性、成本以及制造工藝要求等帶來了諸多不利的影響。無位置傳感器技術(shù)因可以降低成本，具備更高的可靠性以及方便機械裝配等因素，被業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可使用。在教學(xué)引入該案例，讓學(xué)生更加深入地了解產(chǎn)品對可靠性、成本以及制造工藝等諸多方面的要求，讓學(xué)生了解無位置傳感技術(shù)。光伏企業(yè)的太陽能組件測試設(shè)備其中一項功能就是要對太陽能脈沖模擬器發(fā)出來的光進(jìn)行光均勻性檢測，為此使用多個光電傳感器，并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。將該光均勻性檢測的項目引入教學(xué)，能讓學(xué)生對所學(xué)的知識融會貫通，拉近教學(xué)與企業(yè)的距離，使學(xué)生在掌握一定的理論知識的基礎(chǔ)上更加具備實戰(zhàn)能力，有利于學(xué)生就業(yè)后的角色轉(zhuǎn)換和個人發(fā)展。將企業(yè)案例引入課堂教學(xué)同時也能促進(jìn)教師的個人發(fā)展，教師要挖掘合適的項目就必須深入到企業(yè)，了解行業(yè)的動態(tài)，學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝，提升自身的綜合素質(zhì)才能推進(jìn)企業(yè)真實項目的教學(xué)工作。

3 培養(yǎng)小老師幫助學(xué)習(xí)困難學(xué)生

班級學(xué)生層次不齊，有些學(xué)生學(xué)習(xí)能力強，能較快掌握所學(xué)知識，有些學(xué)生在學(xué)習(xí)上有困難，如果不及時跟進(jìn)，會失去學(xué)習(xí)的興趣。培養(yǎng)小老師幫助這些學(xué)習(xí)上有困難的學(xué)生是一條比較好的途徑。課程組老師根據(jù)班級學(xué)生學(xué)習(xí)的情況選拔學(xué)習(xí)能力、管理能力及溝通能力較好的學(xué)生有計劃、有目的進(jìn)行培訓(xùn)，引領(lǐng)他們成長，讓他們充分發(fā)揮在幫扶學(xué)習(xí)中的牽引和橋梁作用。培養(yǎng)的途徑和方法有以下兩點。

第一，讓學(xué)生參與到傳感器的備課中，讓學(xué)生從他們的角度出發(fā)提出建議，如何講授課程更能讓他們接受，如何更好地與他們互動。課程組老師和學(xué)生一起搜集資料，一起制作教學(xué)用具，制作教學(xué)演示電路。通過讓學(xué)生參與備課，促使學(xué)生深入了解所學(xué)教材，掌握傳感器理論知識，以便更好的地為學(xué)習(xí)困難的學(xué)生提供幫助。

第二，借助我校的大學(xué)生綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)項目平臺培養(yǎng)小老師的動手實踐能力。該項目體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的原則，尊重學(xué)生的自主性，拓展學(xué)生能力、提高職業(yè)素養(yǎng)。2016年學(xué)生小老師申報的綜合素質(zhì)項目見下表。

2016年學(xué)生申報的大學(xué)生綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)項目表

序號項目內(nèi)容主要涉及的傳感器

1超聲波在地下停車庫中的應(yīng)用使用超聲波檢測停車位上的車輛情況，實時顯示剩余車位超聲波傳感器

2智能澆花系統(tǒng)能自動檢測土壤濕度信息，根據(jù)土壤濕度檢測結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理濕度傳感器

3蔬菜大棚的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能檢測大棚的溫度、濕度和二氧化碳的含量溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器

4基于攝像頭的無人駕駛小車小車通過攝像頭傳回的圖像信息，能自動在道路上行駛CCD圖像傳感器

5飄浮在空中的文字通過一排LED燈的旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定顯示文字、圖案和時間霍爾傳感器

通過參與教師備課提高小老師的理論水平，通過參與大學(xué)生綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)項目提高小老師的動手實踐能力。培養(yǎng)小老師不僅可以幫助到學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，同時也提高老師課堂的效率。

4 結(jié) 論

傳感器課程內(nèi)容繁雜，涉及面廣，學(xué)生要學(xué)好這門課程有一定的難度，為了提高傳感器課程的教學(xué)效果，課程組老師對課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等進(jìn)行了一系列的改革，并取得了較好的成績。課程組老師主要從三個方面對傳感器課程的教學(xué)進(jìn)行了創(chuàng)新和實踐，教學(xué)中借助智能小車有效地激發(fā)了學(xué)生對傳感器課程的學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)小老師幫助學(xué)習(xí)有困難的同學(xué)一起進(jìn)步；通過引入企業(yè)真實案例，有效地拉近了學(xué)生與企業(yè)，與行業(yè)的距離，利于學(xué)生就業(yè)后角色的轉(zhuǎn)換。傳感器技術(shù)發(fā)展迅速，課程組老師還需繼續(xù)探索行之有效的教學(xué)方法和手段，采取多種途徑培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，提高傳感器課程的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔松顯，劉躍宣.傳感器技術(shù)課程教學(xué)新模式的探索與實踐[J].海南大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2011，29（4）： 388-390.

[2] 朱啟兵.面向工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的《傳感器與檢測技術(shù)》教學(xué)改革[J].貴州師范學(xué)院學(xué)報，2013（3）：27-30.endprint