詹祥为

摘 要 传感器技术是内容繁杂的交叉学科，在现代科学技术应用中占有十分重要的地位，而高职学生对内容枯燥的传感器理论性学习效率较低，对实践性环节的学习较感兴趣，这促使高职院校教师必须创新教学方法，在组织教学过程中注意理论知识结合生活和社会实践，增强教学的生动性和有效性，激发学生主动学习的兴趣，培养出学以致用的实用人才。

关键词 传感器 数显电子秤 理实一体教学

中图分类号：G424                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.03.063

Analysis on the Teaching of Sensor Application Technology

——Take making simple digital electronic scale as an example

ZHAN Xiangwei

（Minjiang Teachers College， Fuzhou， Fujian 350018）

Abstract Sensor technology is a complex interdisciplinary subject， and plays an important role in the application of modern science and technology. However， vocational students are less efficient in theoretical learning of sensors with dull content and are interested in practical links. This makes teachers in higher vocational colleges have to innovate teaching methods and pay attention to the combination of theoretical knowledge with life and social reality in the process of organizing teaching practice， enhance the teaching vividness and effectiveness， stimulate students' interest in active learning， and cultivate practical talents for practical use.

Keywords sensor; digital electronic scale; the integration of theory and practice

“傳感器应用技术”是高职院校物联网应用技术、自动控制技术、机电一体化、及相关专业重要的专业基础课，随着微电子、计算机数据处理技术、通讯技术的快速发展，传感器应用技术规模不断扩大，传感器技术、通信技术、计算机技术是21世纪三大技术支柱领域之一，在新兴的下一代网络，许多领域系统的核心部件都集成了传感器技术，由传感器来实现，在无人驾驶、军事、医疗健康、交通管理、智慧城市、智能家居、工业监控、环境监测等领域具有广阔的应用前景。由于高职学生理论基础差，学习情绪化较强，对他们感兴趣的知识，学习积极性较高，同时偏爱动手实践，这些都给教学带来极大的困难。传感器技术是一门很强的实践技术，如果采用传统的以教师讲授为主、学生处于被动学习状态的教学方法去讲授传感器应用技术课程，则难以达到较好的教学效果。因此，促使高职院校老师必须创新教学方法，在组织教学过程中对教学内容和方法进行改革和实践，才能有效提高学生的学习兴趣，培养出学以致用的实用人才。

1以简易数显电子秤制作为例，采用理实一体教学法，浅析传感器教学方法与内容

1.1 思政目标

（1）在专业课程中融入思政元素，在传授专业知识和学生能力培养的同时增加了育人目标，培养学生的责任与担当，教会学生如何做人和做事，引导学生树立正确的人生观、价值观，实现道德的深化和情操的升华。（2）教师通过对压力传感器基础知识的讲述，训练学生制作简易电子秤，并进行调试，让学生对压力传感器的特性、结构、工作原理和测试方法有一定的理解。拓宽讲解医学上电子血压计的核心部件是压力传感器，最常见的测量血压的方法是腕带压力法。即对袖带自动充气，当气压到一定程度，血流就能通过血管，且有一定的振荡波，振荡波通过气管传播到压力传感器，压力传感能实时检测到所测袖带内的压力及波动。逐渐放气，振荡波越来越大。再放气，由于袖带与手臂的接触越松，因此压力传感器所检测的压力及波动越来越小。 选择波动最大的时刻为参考点，以这点为基础，可测得收缩压和舒张压。（3）教师进一步介绍血压高会危及人的生命，对学生进行健康教育，让学生积极主动地参与到体育锻炼中，远离手机少玩游戏，引导学生培养高雅的生活情趣。

1.2 教学目标（课前学生查阅相关资料、进行预习，了解电路构成、工作原理等。）

（1）任务描述：利用电阻应变式压力传感器制作简易电子秤。（2）任务目的：加深了解电阻应变片的作用，熟悉简易电子秤的结构、电路原理及调试方法，掌握电子产品常见故障的检测与维修方法。（3）引入电子秤的设计任务：“制作简易数显电子秤”，要求称重范围0-100克，测量精度为？克。通过让学生自主查阅相关资料，融会贯通。

1.3 教学过程

（1）知识讲授（教师为主）。简单介绍电子秤的内部结构，通过讲解力敏传感器的基础知识，学生了解电阻应变式压力传感器的核心是电阻应变片，内部通过电阻应变片组成电桥形式，利用弹性元件的形变使应变片阻值发生变化，电桥平衡被破坏，输出端有电压输出，输出的差分信号经仪表放大器放大后，加到末级放大器进行零点调节（Rp2）、满度调节（VR），输出信号经过由U3构成的二阶有源滤波器之后，送数字显示表显示，或是送单片机系统中处理，得到被测物体重量，实现对-定范围重量的测量。引出电阻应变式压力传感器的工作原理，让学生了解和掌握传感器基础常识，提醒学生选择合适的传感器制作电子秤（附图1）。

（2）师生互动（学生为主，教师辅导，各小组汇报设计方案，教师对各组方案点评、改进。鼓励采用多种方案）。①学生分组，在授课后，学生对自己收集的信息进行分组讨论，总结电子秤的整体工作原理，并根据任务要求选择合适的传感器、合理的设计电路，制定出设计方案。②要求对制作过程中可能出现的问题，在教师帮助下提出可行的解决办法，对电子秤应该具有的技术指标和初步的物体重量检测有清晰的思路，达到教学目标和学习效果。

（3）器材准备。电阻应变式传感器、仪表放大器AD8237（U1）、运算放大器AD8629（U2）及AD8615（U3）、数字万用表或数字显示表、电阻若干、直流稳压电源一台，标准砝码、托盘。

（4）设计制作与调试过程（学生为主，教师检查与指导）。简易电子秤由电阳应变式压力传感器、信号调理电路、显示模块等组成，学生必须完成整个电路安装与调试。发放实验器材，老师先示范电路焊接方法，然后学生在万能板上进行电路元件排板、布线与焊接，训练并提高学生实践动手能力。课前老师已先完成此项目的电子秤制作给学生做样板。

（5）学生自查（学生为主，教师帮助分析原因，培养学生学会分析和解决问题的能力）。自查整个电路并调试，要求熟悉调试方法，掌握电子产品常见故障的检测与维修方法，以保证整个系统工作可靠，并具有一定的实用价值，能够对自己的个人物品（比如手机、笔、本子、纸）等进行称重或相互称小重量物品。

（6）教师评价与总结（学生为主，教师补充，对各小组优点给予肯定，并对这个项目实施总体评价）。总结各小组在实施任务过程中遇到问题，以及是如何解决的，如对误差、精确度、准确度、精密度、系统误差修正等，为其他小组提供借鉴作用，对各小组进行评价。最后归纳总结如下流程（附图2），让学生的新旧知识系统化、结构化。

2 通过教学实践，深刻体会理实一体教学四个关键环节

2.1 项目选择，是教学取得成功的首要元素

项目的选择要以教学内容为依据，既要与书本的知识紧密结合，又要有一定的发挥空间;既要有一定的难度，又要考虑操作的可行性，既要考虑知识的连贯性，又要能联系到新的知识;让学生在动手的过程中，能应用前面学过的知识，充分调动学生的主观能动性，促使学生带着问题去思考，只有通过有目的的调查资料，才能有效解决问题，才能更好引导学生热爱学习，提高学习乐趣。例如选择同学们熟悉的数显电子秤作为实训项目，可操作性强，不仅可以加深了解力敏传感器的作用、特性、分类、原理，而且还可以进一步了解电阻应变片的作用，通过对数显电子秤电路的制作与调试，不仅掌握了电子产品常见故障的检测与维修方法，还巩固了电工与电子技术基础知识和电子元器件焊接工艺。

2.2 学生分组，是教学不可忽视的环节

由于采取分组协作学习的方式，所以分组要有原则，不能随意组合，要采取互补方式分组，分组人数、组员搭配、工作分工等，都会直接影响学生的学习效果，因此要依据学习成绩好与差、动手能力强与弱、性格开朗与内向、性别搭配等进行分组，每组学生数以5-6名为宜，每一组设立一名组长，协助教师全面负责本小组的学习讨论和项目方案的设计，以保证课堂教学顺利进行。

2.3 项目示范，是教学成功的重要因素

对学生来说，示范引导是教学过程必要的教学环节，因此项目确定后教师应自己先动手完成该项目的装配，一方面这样既能对项目有个了解，掌握操作难度和可能出现的问题，便于更好地指导学生;另一方面教师装配的样品，能使学生有明确的目标，提高感性认识，明白要这么完成项目，要解决哪些问题，并在此基础上去考虑创新;第三方面对接受能力弱的学生来说，意义更大，让他们有直接模仿的对象，这样基本可以保证每位学生都动手参与了实践训练，每个小组都能完成任务，达到预期的教学效果。

2.4 项目操作，是教学的主题和关键环节

理实一体教学法与传统教学法相比，最大的区别在于以教师为中心，转变为以学生为中心，以学生动手操作完成项目为目标，来贯穿整个教学过程，因此在这个环节中要培养学生团队合作精神，引导各組学生实施好小组制定的计划，小组成员充当好各自的角色，同心协力去实现计划。学生在操作各个步骤时，老师要巡回检查，注意安全事项，指导学生注意操作步骤的顺序，从简单到复杂，从模仿到创新，引导学生由浅入深，由点到面完成项目。

3 通过教学实践，深刻体会教学内容要生活化、教学方法要多样化

传感器应用技术课程枯燥无味，对各大类常用传感器，可以选择教学内容与生活化的事物结合在一起，通过引入典型的、实用的、趣味的项目案例加深对传感器选型、应用等方面的技能培养。比如，上述案例中举日常生活中常见的数显电子秤，了解电子秤的构造和使用方法，明白了其工作原理，学生会恍然大悟，学习热情也会高涨，这样不但便于相关知识的教学，也能让学生意识到传感器技术在生活中所发挥的重要作用。

传感器种类繁多，教学内容涉及学科领域多，应用范围广，教学难度大，专业课教师不能单纯凭借自身的教学经验而坚持固有的传统教学方法，否则难以提高学生上课兴趣，根据不同教学内容选择不同的教学方法，会提高教学的有效性。

4 结语

教学效果有效性的提高，需要师生双方素质的提高和教学互动性的增强，需要教师精心备课，结合教学内容选择最佳的教学方法，同时各种教学方法的运用不能孤立，在教学实践中应彼此结合或互补，本次理实一体教学实践为自己今后教学方法的创新奠定了基础。

参考文献

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