基于单片机应用的传感器课程教学改革

来源 :现代职业教育·高职高专 | 被引量 : 0次 | 上传用户:andrew142
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  [摘 要] 分析了电类专业传感器课程教学过程中存在的问题,提出以单片机为载体的传感器教学改革想法,对原有传感器教学内容进行重构,实施项目式教学模式及其评价体系。
  [关 键 词] 传感器;单片机;课程改革
  [中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2016)10-0073-01
  一、引言
  由于在工程实践、各类电子竞赛中单片机与各类传感器的
  应用都十分普遍,在高职院校中,电类专业基本上都会开设单片机和传感器课程,其中关于单片机课程的教学改革做过相当多的研究,相关教材和教辅器材也比较多,但在传感器方面的教学改革,相对来说要少些,但传感器在整个电子系统中作为重要数据来源,其重要性不言而喻。本文主要研究传感器教学内容的改革,以此提高传感器课程的教学效果。
  二、问题分析
  (一)理论教学内容偏重
  高职院校目前的传感器教材还停留在理论教学偏多的情形下,很多内容的安排基本上是先介绍传感器及其原理,然后找一些相关应用做一下介绍。学习完一类传感器后,基本上不了解其基本性能,很多结构的文字性介绍往往给学生带来很多困惑,同时在考试中需要记忆的文字很多,教学效果不好。
  (二)实践应用性体现不够
  高职院校对传感器的教学主要体现在应用性上,但目前很多教学内容的安排往往忽视这点,反而介绍很多理论知识,特别是对一些结论的推导,如讲解电桥式测量电路,推导过程占很大篇幅,过于理论化,学生根本不感兴趣,也不理解,最后只能记忆结论,还不知道如何在实践中运用这一结论。
  三、课程内容重构
  对原有传感器的教学内容进行重构,打破原有的理论多的模式,建立起引入单片机为载体的传感器应用的格局。目前市场上很多传感器都已经做成模块化了,和以前的传感器有很大的不同,我们现在只需掌握模块化外围电路的引脚如何使用即可,对其内部的工作情况不需要掌握。这样可以减轻学生的学习负担,也使学生知道如何正确地使用相关类型的传感器。
  (一)项目模式的引入
  在传感器课程中引入单片机,可以让这两门重要的课程更好地融合,带动整个电子课程体系的变革。通过项目式教学内容的引入,使传感器内容的学习不再单独隔离于其他重要的课程,有利于电类其他课程的编排与整合,促进课程相互渗透,相互融合。
  (二)内容编排
  关于内容的编排,可以借鉴单片机课程的相关模式,采用项目式内容编排。例如,在讲解温度传感器时,包含有热电偶传感器、金属热电阻传感器、热敏电阻传感器等类型的介绍,可以将其转换为项目,然后分解成多个任务。将其项目名称命名为温度检测,上述三个类型的传感器可以编排为三个任务,在每个任务里都要简要介绍相关理论知识,着重介绍如何通过单片机来控制集成传感器,这样学生的学习主要集中点在如何通过单片机控制传感器,通过控制要求来了解传感器的相关特性。例如关于热敏电阻传感器学习,首先可以展示相关模块外形,然后,简单介绍其原理,然后布置任务,通过使用单片机控制热敏电阻传感器达到对其外部特性的掌握和使用。
  四、课程教学实施
  (一)教学实施
  由于传感器的学习是建立在单片机的基础之上,因此,其课程的先后顺序需要做出合理的安排。根据高职院校的学制年限,结合上述学习模式,需要在第三学期开设单片机课程,然后在第四学期开设传感器课程,这样其实更强化了单片机课程的重要性,两者相辅相成,相互促进,符合高职院校电子专业的专业需求。单片机和传感器在课程标准、项目式结构、教学计划等方面,需要一脉相承,但各有侧重。在单片机课程中需要体现单片机的主体性,在传感器课程中需要侧重传感器的应用性。一般传感器设置为64课时,传感器理论课时和项目操作课时需要重新划分,理论28课时,实践36课时,这样的课时设置强化了项目操作的重要性。
  (二)评价体系
  课程的评价应根据课程标准的目标和要求,实施对教学全过程和结果的有效监控。为了提高学生的学习积极性,使学生的成绩与能力挂钩,考试与实际的应用开发相结合,在每个项目的实施过程中,涉及硬件电路的安装、焊接、检测、程序的设计与调试,以及团队协作,沟通交流,及文档撰写的职业素养,教师全程跟踪学生的制作过程,记录学生平时表现,在项目完成阶段,并对学生的作品进行检查、验收,配合答辩结果确定学生成绩,课程成绩由职业素养考核+平时作品考核+期末理论考核组成。
  五、结束
  以单片机为载体的传感器课程改革是以行动导向为准则的教学改革体现,体现了高职院校的专业改革方向。目前,传感器课程改革已在应用电子技术、电子信息工程、嵌入式系统工程等专业推广使用,教学效果良好,有助于提高学生的动手能力,对相关电子设计比赛起到重要的推进作用。
  参考文献:
  [1]梁森.传感器与检测技术项目教程[M].成都:西南交通大学出版社,2009.
  [2]应蓓华,李林功,钟伟红.“传感器技术及应用”课程实践教学改革探讨[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2011(4):64-66.
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