传感器与检测技术项目教学法的实践探索

传感器与检测技术项目教学法的实践探索

马宇丽

（衡阳技师学院湖南衡阳421001）

摘要：应用项目教学法进行传感器技术课程教学，让学生在完成“任务”的过程中自主学习，主动探索，有利于培养学生提出问题、分析问题和解决问题的综合能力。针对传感器课程的特点，将项目教学法应用于传感器的课程教学中，学生的学习积极性以及分析、解决实际问题的能力得到了很大的提高，取得了较好的教学效果。

关键词：传感器与检测技术；项目教学法

1何为项目教学

项目教学是以项目为载体，以目标来确定学习内容，课堂教学中将理论知识与实际技能有机结合，引导学生综合运用所学知识，提高分析问题、解决问题的综合能力。在项目教学中，学完理论知识后，马上进行“做”这个环节。在此过程中，学生及时巩固知识，并查找和发现学习中存在的问题，进而自我强化。在传统的课程教学中，以理论教学为重，技能训练在学完专业知识后才开始，课程设置由理论课程和技能操作简单相加，这与“理论联系实际”的要求有一定距离。而引入项目教学，能很好地提高学生的学习兴趣，培养综合职业素质和创新能力。

2项目教学法在《传感器与检测技术》课程中的实践

在传感器与检测技术课程教学中，从实际工程应用项目中选取部分内容并将其融入到授课内容中，设计出符合教学要求的虚拟工程项目供学生实际操作。下面以“锅炉水温温度测量项目”为例说明项目教学法在传感器课程教学中的应用。

2.1.项目准备

温度是工业控制中主要的控制参数之一，其检测和控制在冶金、化工、食品、民用及工业生产领域中得到和广泛的应用。在各类院校传感器与检测技术课程的教学大纲中，作为温度检测用的各种温度传感器的特点、原理及使用方法被规定为重点讲述的内容且分配了较多的学时。在大纲规定的各类温度传感器中，铂热电阻因其具有稳定性好、温度测量范围宽、抗震动、抗冲击等优点成为了温度检测领域中一种常用的温度传感器。因此，项目以铂热电阻的应用为主线，结合实际工程应用案例，利用所学传感器制作温度测量传感器，当传感器测量温场的温度数值发生变化时，传感器输出当前温度所对应的物理量。在项目实施前，通过将现实工业生产中使用的工业用铂电阻温度传感器实例展示给学生，给学生以感性认识，从而激发学生的学习兴趣。项目涉及到的知识点包括：铂热电阻的测温原理、铂热电阻的分度表；铂热电阻的驱动电路设计、铂热电阻的非线性补偿；铂热电阻传感器的结构及安装方式。

2.2.项目设计

项目来源于实际工程项目——某厂供热锅炉水温控制系统。准确的温度测量是实现精确温度控制的前提，项目以某厂供热锅炉水温控制系统中锅炉水温温度测量子项目为虚拟工程项目展开。指导教师作为甲方发布水温测量项目需求，学生制作小组以乙方身份，根据甲方提出的测量任务，进行工程技术方案设计，并以甲方工程承包商的身份进入现场实施工程项目，以综合考察学生的项目分析能力、项目设计能力以及项目实施能力。

温度传感器的输出通常为模拟电压信号和模拟电流信号，考虑到在大多数情况下，温度传感器工作环境相对恶劣且测量仪器远离传感器，需要较长的传输信号线。若以电压信号传输较长距离，容易受到电磁噪声干扰；若以电流信号传输，则不易受传输线长度的影响，因此，项目选取4～20mA电流信号作为传感器的输出，提高被测信号的远距离传输抗干扰能力。项目主要技术指标如下：使用铂热电阻测量锅炉水温，测量精度为0.2℃，测量范围为1～200℃；铂热电阻温度传感器输出信号为4～20mA；传感器使用直径为Φ10的带密封螺纹不锈钢管作为铂电阻保护套管。

2.3.项目实施

项目设计完成后，学生依据项目的技术要求，在指导教师的指导下，开始全面的工程设计与实施工作，主要包括项目的需求分析、项目的方案制订、传感器驱动及测量电路的设计与制作、电路的调试、铂热电阻与保护套管的安装方式、现场实测调试、撰写项目总结报告等工作。在项目的实施过程中，教师应为学生提供项目实施所需的场所、技术设备等必要条件。教师应要求学生在项目实施的各个阶段进行技术讨论，养成学生的团队意识和协作精神。项目制作过程中的所有环节需由学生独立完成，教师可以在需要的情况下向学生提供建议。当学生遇到困难时，教师应帮助学生分析、寻找失败的原因。

2.4.项目评价

项目评价阶段主要包括项目成果展示和考核两个部分。在成果展示过程中，首先由学生项目小组中的一个或多个代表就项目的构思、设计、实施、运行、调试等各阶段进行讲解，然后现场演示传感器的测量结果。参与成果展示的观众范围可以按情况进行选择，比如：全班学生、一个专业的学生或者学生家长、企业代表等。教师对项目的完成情况进行点评，对小组中的每位同学的表现给予评价，对项目中的亮点进行说明和表扬，对不足之处提出改进意见，并依据项目实施全过程给出学生成绩。项目的考核应充分体现公正性和灵活性，对学生的综合能力进行全面考核。考核的主要内容有：综合素养的考核，主要包括项目执行过程中学生的表现、出勤情况、工作态度、团队协作能力、沟通能力、创新能力等；实践能力的考核，主要包括项目方案的设计能力、技术资料的查询能力、电路的设计和调试能力、器件的选型能力、查找和解决问题的能力等；项目总结报告的考核，主要包括报告撰写的认真情况、报告的完整性和准确性等；项目成果的考核，主要包括项目技术指标的完成情况、传感器的实用性、项目演示情况等。

2.5.项目总结

项目完成后，教师对整个项目的实施过程进行总结，确定项目实施过程中的得失，对项目本身及项目相关过程文件进行修订。同时，思考将项目结果运用到新的或类似的任务或项目中的方法，确保学习过程的延续性。

结语

“传感器与检测技术”作为一门工程性的专业课，教学设计是教师教学过程中不可或缺的部分。通过合理设置教学项目，可以有效地将本课程中的理论知识和工程实践环节有机地结合起来，既能够让学生有机会充分参与项目实施的全过程，又可以工程应用背景的实例来激发学生的学习兴趣。

参考文献

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