主頁 > 技術文章 > 試論校企合作的傳感器與檢測技術課程實驗改革和開發(fā)2024-10-11

試論校企合作的傳感器與檢測技術課程實驗改革和開發(fā)

摘要：根據(jù)傳感器技術與應用課程特點，針對傳感器實驗教學中存在的問題，以校企合作共建實驗室為平臺，對傳感器實驗教學模式進行了探討。提出了分層次設置實驗課程模塊，采用開放式實驗教學，加強實驗與實踐環(huán)節(jié)，以掌握解決問題的方法為主線，制訂對學生實踐動手能力、綜合運用理論知識解決實際問題的能力和獨立設計能力進行評估的綜合評估方案。
　　各類新型傳感器的不斷涌現(xiàn)和廣泛應用使得傳統(tǒng)的傳感器及檢測技術實驗教學內容與企業(yè)生產實踐和工程實際應用脫節(jié)。以組合實驗箱為主要對象的實驗項目對學生的開放程度比較低，遠不能滿足企業(yè)對人才培養(yǎng)的需求。所以，吸取國外先進的經驗，結合工程學院校企合作實驗室現(xiàn)狀，開發(fā)設計新的傳感器實驗訓練課程，提高學生實驗的積極性和主動性，提高學生的實踐動手能力、綜合運用理論知識解決實際問題的能力和獨立設計能力，將對培養(yǎng)應用型工程技術人才起著至關重要的作用。
一、當前傳感器實驗教學中的主要問題分析：
　　隨著各類新型傳感器的不斷涌現(xiàn)，教材內容和實驗手段卻沒有及時更新，導致學生學習了“傳感器及檢測技術”課程而不認識實際使用的傳感器，不會根據(jù)具體的檢測任務選擇合適類型、精度的傳感器，面對傳感器與控制器的接線無所適從等的教育問題。出現(xiàn)上述問題有以下四方面原因。
　　1.過分強調教師的指導性，忽略了學生的能動性
　　表現(xiàn)為實驗教學中以教師為主，學生被動地按教師的演示方法或實驗教材規(guī)定的步驟進行實驗結果的驗證，實驗教師教什么和怎么教，既不考慮專業(yè)培養(yǎng)的發(fā)展需要，也不考慮培養(yǎng)對象的個人興趣，致使學生處于被動學習的狀況，教師僅僅講解而不進行教學信息的雙向交流，不利于提高學生學習的積極性和主動性。
　　2.實驗內容陳舊，實驗手段單一
　　目前傳感器課程的實驗設備的主流產品是組合實驗箱，這種儀器是把多種傳感器、電源、處理電路、顯示儀表集于一體，組成了一個完整的測量系統(tǒng)。實驗時學生主要根據(jù)實驗指導書給出的步驟接幾根線，手動調節(jié)實驗儀器，手動記錄輸入和輸出值、計算實驗結果、畫出實驗曲線。這種實驗箱對學生的開放程度比較低，學生只是操作、記錄實驗數(shù)據(jù)，對實驗的傳感器種類、實驗原理、測量電路和方法了解的少。這種通過實驗箱完成的以驗證型實驗為主的實驗方式不利于培養(yǎng)學生實驗的興趣，更不利于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。
　　3.傳感器課程的實驗內容設置不合理
　　傳統(tǒng)實驗教學按課堂教學的各個課程階段進行，教學內容是以課堂教學中的理論或定律的驗證和求證為主，各類新型傳感器的不斷涌現(xiàn)和廣泛應用并沒有設置在當前實驗內容中，與企業(yè)生產實踐和工程實際應用嚴重脫節(jié)。
　　4.實驗考核手段呆板
在傳統(tǒng)的實驗教學中，學生實驗成績的評價是按實驗預習、實驗操作步驟的完成情況、實驗結果、實驗報告完成情況等來考核，這導致學生處于不假思索的被動實驗狀態(tài)，甚至同學之間相互抄襲，沒有留給學生發(fā)揮創(chuàng)造思維的空間，嚴重影響了學生的學習積極性和熱情，不利于學生的自主發(fā)展。
二、改革具體實施方案
　　在20世紀80年代和90年代，在工業(yè)界和政府部門工作的工程師，就已經和學校的教學領導一起討論如何改善工程教育的狀況。其共識是對當前工程教育偏重于包括數(shù)學、科學和技術專業(yè)方面的理論教學，而對強調技能如設計、團隊合作和溝通等方面的實踐基礎沒有加以足夠的重視。[2]該共識提出學生的能力不僅包括自學能力、應用能力和實際動手能力，還應包括創(chuàng)新能力和團隊合作和溝通能力。因此，必須深化實驗教學內容、實驗手段及實驗方式的改革。
　　為了加強工程教育的改革，我校先后與國內外著名企業(yè)合作共建了一批具有較強工程實踐背景的，適應現(xiàn)代工程技術，融基礎性、綜合性、設計性和創(chuàng)新性特點為一體的一流實驗中心（室）。如三菱電機自動化實驗中心、GE自動化系統(tǒng)集成實驗室、西門子先進自動化聯(lián)合示范實驗中心、博世力士樂機電一體化實驗中心、臺達自動化實驗中心、賽普拉斯聯(lián)合共建PSOC實驗室等。在此基礎上，進行了一系列課程教學和實踐的改革。傳感器技術及應用課程也進行了改革的探索和實施。
　　課程設置上提高了實驗學時的比例，并且把教室放到了實驗室，教師一邊講解一邊操作，增加了學生對傳感器的直觀認識和學習興趣，真正做到“做中學”。實驗課程以當前自動化系統(tǒng)所涉及到的主要物理量及主流傳感器類型為實驗對象，分層次設置基本技能型實驗、驗證型實驗、綜合型實驗、設計型實驗四級實驗課程模塊，嘗試采用開放式實驗教學，加強實驗與實踐環(huán)節(jié)，以提高學生的綜合實踐能力和創(chuàng)新能力。制訂對學生實踐動手能力、綜合運用理論知識解決實際問題的能力和獨立設計能力進行評估的綜合評估方案。
　 1.實驗課程設置
　　在實驗內容的安排上以校企共建實驗室為依托，以培養(yǎng)綜合實踐能力和以獨立思考能力為主線，從簡到繁，循序漸進，進行實驗內容的整合，建立與傳感器理論課程并駕齊驅的實驗課程，在人才培養(yǎng)和目標定位上形成二者并重的既緊密聯(lián)系又相對獨立的兩個支柱。同時在實驗內容設置上將電子技術、單片機技術、PLC與電氣控制、檢測技術等課程內容有機地結合起來，形成以項目實現(xiàn)為目標的綜合性實驗內容，克服傳統(tǒng)傳感器及檢測技術實驗教學中驗證性、低層次重復性實驗過多的弊端，增加綜合性、設計性實驗教學內容，為培養(yǎng)學生綜合能力、實踐能力和創(chuàng)新能力奠定基礎，加強了學生的團隊合作和溝通能力。
　　2.實驗內容建立多級分層的模塊結構
　　按照傳感器學科特點和職業(yè)技術的要求，分層次建立起基本技能型實驗、驗證型實驗、綜合型實驗、設計型實驗四級實驗課程模塊。
　　基本技能型實驗包括儀器、儀表的使用和基本的電子工藝，為后續(xù)實驗的操作打下堅實的基礎。
　　驗證型實驗指通過實驗來驗證傳感器課程中的基本理論，加深對相關理論的理解和認識，這部分內容可通過教師在講授理論的課堂演示和學生課外自己操作。實驗內容如箔式應變片性能，相敏檢波器原理及特性，電感、電容、磁感應式傳感器的特性，直接檢測式、對射式、反射式光電傳感器的性能等實驗內容。
　　綜合型實驗旨在培養(yǎng)學生綜合運用傳感器理論知識分析問題和解決問題的能力。綜合性實驗內容要體現(xiàn)系統(tǒng)性和實用性，實驗項目要包括被檢測信息的獲取、轉換、顯示以及測量數(shù)據(jù)的處理等技術。實驗教師僅提出實驗項目要求和實驗條件，學生以小組為單位查閱相關資料，把學過的理論知識與實驗內容聯(lián)系起來，并結合實驗室現(xiàn)有設備和條件，提出項目方案論證，由教師確認可行之后動手完成實驗。這種實驗教學，極大地提高了學生學習的主動性，增強了動手能力，更有利于培養(yǎng)學生的綜合實踐能力與創(chuàng)造性思維能力。綜合型實驗將學生置于校企共建實驗室環(huán)境中，可以將自動化專業(yè)多門課程綜合應用，如采用PLC技術和傳感器技術綜合設計并制作一個恒壓供水系統(tǒng)，采用溫控儀或PLC和傳感器技術設計并制作一個恒溫控制系統(tǒng)、采用MCS51系列單片機構建一個智能汽車超載報警器、采用MCS51系列單片機完成微位移測量并顯示系統(tǒng)等。
　　設計型實驗以工程實際應用為背景，以項目的方式完成實驗課程的訓練。指導教師僅提出項目需求，由學生查閱資料、根據(jù)校企合作共建實驗室現(xiàn)有設備自行設計項目實施方案，并由指導教師確認并實施。校企合作實驗室均采用開放式管理，使得學生完成實驗的方式和手段不拘泥于課堂上而完全轉變?yōu)檎n堂外，增加了實驗的靈活性和提高了學生的創(chuàng)新能力。設計性實驗如學完壓電式傳感器設計并制作一個壓電式玻璃破碎報警器、學完霍爾式傳感器設計并制作智能測速儀，學完光電式傳感器設計一個智能路燈亮滅控制系統(tǒng)、對城市路燈具有一定的節(jié)能管理功能以及酒后駕車智能酒精濃度報警器，智能障礙探測儀等具有實際應用意義的實驗項目，使得學生具有濃厚的興趣和項目完成的成就感。
　　3.實驗實施方案
　　實驗課改變傳統(tǒng)的以課時為單位的教學方法為項目教學法。綜合性和設計性實驗以小組為單位，每小組3～4人，信息的收集、方案的設計以及項目實施都由學生自己負責，學生通過該項目的實施，解決并把握整個過程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求，教師僅提供指導。改變教師的主導地位和單向的授課方式為相互的交流和討論，創(chuàng)設情境，啟迪思維，引導學生積極主動地參與教學，激發(fā)學生的學習興趣，增加課堂信息量，營造積極活躍的學習氛圍，培養(yǎng)學生形象思維及創(chuàng)新思維能力。組織學生分組討論，然后派代表發(fā)言，使得學生由被動接受轉換為主動思考，深化了學生對教學內容的理解。實驗室采用開放式管理，學生可以靈活的控制項目進度。
　　4.制訂合理的實驗成績考核方案
　　傳統(tǒng)的實驗考核方式是采用對實驗結果的驗收和實驗報告的考核完成的。在實施過程中就會出現(xiàn)不注重過程、實驗報告抄襲等問題。新的實驗成績考核方案應該是對學生實踐動手能力、綜合運用理論知識解決實際問題的能力和獨立設計能力的綜合評估。考核可以采用現(xiàn)場答辯的方式，考核的依據(jù)要使學生重視實驗過程，可通過對綜合型和設計型實驗的方案論證和最終的軟硬件調試結果是否滿足預期目標來達到這一目的。
在研究對比目前國內高校傳感器及檢測技術課程實驗設置和對企業(yè)用人單位需求分析的基礎上，結合專業(yè)特色，按照傳感器學科特點和職業(yè)技術的要求，從培養(yǎng)應用型、技術型人才的目標出發(fā)，以校企合作共建實驗室為平臺，分層次建立起基本技能型實驗、驗證型實驗、綜合型實驗、設計型實驗四級實驗課程模塊，既尊重課程的內在規(guī)律，又能以工業(yè)自動化中應用最廣泛的典型案例為媒介，使實驗教學步入多元化、科學化的軌道。教學改革工作取得了一定的成績，但傳感器技術與應用是一門發(fā)展中的學科，需要與時俱進，爭取做到教與學、學與用的最佳統(tǒng)一。

上一篇：對機械工程自動化設備安裝技術探討
下一篇：淺析基于單片機系統(tǒng)開發(fā)的C程序設計教學方法探討

超碰人人97青青久久_中国乱子伦xxxx_色色网先锋影音资源_97资源人妻在线免费视频

試論校企合作的傳感器與檢測技術課程實驗改革和開發(fā)

我們的優(yōu)勢：