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传感器技术应用理实一体化实验室建设探索与研究

陈洪容 覃智广 王洪

摘 要：本文针对我院《传感器技术应用》实验教学现状，提出理实一体化教学实验室建设思路，重点以提高教学效果为目标，注重学生岗位能力培养，为学生未来职业生涯打下良好基础。
关键词：理实一体化 传感器 实验室
伴随科学技术的发展，生活和生产自动化程度越来越高，各个方面都需要应用传感器技术。传感器技术运用在自动检测和控制系统中，对系统运行的各项功能起着重要作用。系统的自动化程度越高，对传感器的依赖性就越强。《传感器技术应用》课程更加彰显其重要性，本文重点讨论理实一体化教学方法下传感器实验室建设。
一、我院传感器实验教学现状
（一）课程特点
传感器是将非电量转换成电量的器件，其组成框图如图1所示。在当前智能化设备中类同于人的感官，传感器种类繁多，由同一原理设计的传感器可以同时测量多种非电物理量，而有时一种非电物理量又可以用几种不同传感器测量。传统教学常按结构型传感器分类方式教学，按理实一体化方式则多采用物性型分类方式教学。
（二）传感器实验教学现状
随着设备自动化程度提高，无论是自动化生产线还是工业机器人的发展，都离不开传感器，我院机电一体化专业从12年开设《传感器技术及应用》课程，到目前实验设备老旧，可操作性不强，教学效果大打折扣，现有设备已不能满足教学需要，迫切需要重建。
二、传感器理实一体化实验室构建
（一）建设目标
本次实验室建设本着有用、够用、实用性原则，满足理实一体化教学需要，让学生能在做中学，让教学内容更直观易懂。
（二）传感器理实一体化教学内容
本课程根据机电一体化技术岗位所需的知识、能力和素质，参照职业资格标准要求，通过岗位工作任务分析，结合机电技术的发展方向，遵循高职教育教学规律，设计如表1教学内容，共四个教学项目，每一个教学项目（任务）都涵盖了职业岗位及职业资格标准所需知识和技能，实现专业教学内容与职业资格标准相融合。
传感器技术应用教学内容设计：
1.项目一：力的检测
任务1：认识传感器。了解传感器的定义、组成和作用、分类，传感器的静态特性。能力目标：具有识别常用传感器的应用的能力;（学时：4）
任务2：电子台秤重量检测。掌握电阻式传感器的原理，电阻应变片的的工作原理，直流电桥的基本知识、计算。能力目标：能正确识别和选用电子秤传感器;（学时：4）
任务3：煤气灶压电点火检测。掌握压电效应、压电式传感器的基本工作原理和简单应用。能力目标：能正确识别和选用煤气灶压电点火传感器。（学时：4）
素质目标：具有文化自信心;具有细致、专注的工匠精神;具有正确的价值观导向;具有“遵纪守法，遵守道德规范，坚守中国传统优良文化”。
2.项目二：温度的检测
任务1：炉温检测。掌握热电阻、热电偶的原理和简单应用。能力目标：能正确选用热电阻、热电偶;（学时：4）
任务2：冰箱温度的检测。掌握热敏电阻的原理和简单应用。能力目标：能正确选用热敏电阻。（学时：4）
3.项目三：液位的检测
任务1：汽车油箱液位检测。掌握电容式传感器的基本工作原理和简单应用。能力目标：具有简单的信号分析与电路设计的能力;（学时：4）
任务2：密闭容器的液位测量。理解超声波传感器的基本工作原理和简单应用。能力目标：能正确选用超声波传感器，具有简单的信号分析与处理的能力。（学时：4）
4.项目四：位移的检测
任务1：电感式接近开关用于物位的检。掌握电感式传感器的基本工作原理和简单应用。能力目标：具有简单的信号分析与处理的能力;（学时：4）
任务2：光电传感器用于位移和车速的检测。了解光电传感器的基本工作原理和简单应用。能力目标：具有简单的信号分析与处理的能力;（学时：4）
任务3：霍尔传感器用于电动机转速的检测。掌握霍尔传感器基本工作原理和简单应用。能力目标：能正解应用霍尔传感器。（学时：4）
项目二、三、四素质目标：具有热爱专业、爱岗敬业的精神;具有极致追求、不懈努力的工匠精神;具有团队协作的意识;具有“無规矩不成方圆”的规章意识;具有“责任意识”和专注极致的工匠精神;具有审美意识。
采用项目和任务的方式教学，构筑“教、学、做”一体化的模式，教学方法主要有讲授法、讨论法、演示法、实验法、例题分析与练习法等。传感器应用技术针对高职学生的基础，因材施教，知识与能力并重。教学的重点是各类传感器的特点及选用。难点是常用传感器工作原理。
（三）传感器技术应用实验室建设思路
根据课程教学内容和教学模式的需求，课程教学应需要满足理实一体化模式教学的教学条件，具体情况如下。
1.校内实训实验室建设
校内基地所需条件：
（1）满足课程内容学习;
（2）设备和技术先进，紧跟专业新技术;
（3）环境模拟生产现场;
（4）满足理实一体化模式教学。
应在现有实训条件基础上，继续完善并扩建已有的电子检测实验室，自动化生产线实训室，新建传感器技术工作室、机器人创新创业工作室，实现理实一体化的模式教学，真正意义地“突出实训设备及技术的先进性，突出学习环境的真实性”。
2.校外实习基地要求
校外基地所需条件：
（1）具有一定的规模，已有一定的社会声誉和影响力;
（2）领导重视，安排有相对稳定的实习指导人员;
（3）有完善的管理体制和规章制度;
（4）与课程内容基本对口，技术和设备较先进，能满足完成课程教学的要求;
（5）能满足共同完成相关科研项目的要求;
（6）实习基地的场地、设施能满足教学需求，能满足实习学生和指导老师食宿、学习、等方面的基本需要。
因此，加强华中数控有限责任公司、智威科技有限责任公司等校外实训基地的建设，使学生在较强的工程氛围和实践环境中受到锻炼，着力培养学生的基本技能、工程实践能力和创新能力，加强与校外实训基地在科研、培训的等方面的深度合作。
三、教学实施
课程实施采取“项目导向、团队学习”的教学模式，学生在完成每一个任务基本功能的学习后，可以自己根据对该任务的掌握情况，发挥自己的主观能动性和创造性，创新设计出更多的环节，这样可以促进学生创造性思维能力的发展，培养学生的可持续发展能力。
在课程的学习中，学生以小组为单位进行学习，共同完成任务，展示成果，同时在教学过程中培养学生爱党爱国、爱岗敬业、言行文明、乐观豁达、诚信友善、生活朴实、团队协作、安全环保、劳动意识等职业素质，为学生职业生涯的开启打下基础。
四、结语
本文探讨传感器技术应用理实一体化教学模式下实验室建设，从教学内容设计到实验室建设思路及教学实施几个方面进行讨论，目前实验室在省级创新行动项目中已建设完成，预备投入使用，教学效果有望得到较大提高。
参考文献
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[2]张淑红.传感器与组态技术课程教学的改革与创新[A].苏州国际教育园，高职教育发展学术论坛论文集，2009.
[3]卢勇.以传感器技术为基础的机电自动化控制探究[J].通信电源技术，2019，36（01）：92—93.

-全文完-