《傳感器與檢測技術》課程改革設計方案

第第#頁共32頁超聲波傳感器的特性分析掌握超聲波傳感器的性能特點及其應用場合，了解這些傳感器的類型與維護常識超聲波傳感器的結構原理、型號構成與適用場合老師講解為主，學生網上查找相關資料，完成超聲波傳感器的應用情況調查作業(yè)超聲波傳感器應用的調查報告2綜合設計訓練項目簡易電子秤系統(tǒng)的設計能夠利用實驗室的設備自己組裝一臺簡易的電子秤系統(tǒng)，通過調試能測出砝碼、手機等物品的質量。電阻應變片的原理及粘貼技術，全橋電路的分析計算。布置該設計的各項要求，上網查找所需技術資料，本組學生分工合作完成系統(tǒng)的設計完成系統(tǒng)的理論設計，會對系統(tǒng)進行參數調試，正確設定系統(tǒng)的參數4、教學方法4.1采用任務驅動法根據傳感器與檢測技術實訓內容要求，把教學內容分成若干個具體任務，根據每個工作任務實施教學。從培養(yǎng)學生的工程思維方法出發(fā)，培養(yǎng)學生在設計和實踐中發(fā)現問題、應用所學知識解決實際問題的能力，真正提高學生的動手實踐能力。采用動畫演示法采用flash動畫演示，可以把傳感器在現場中的應用具體化，幫助學生理解，并能提高學生的積極性，引導學生積極思考；比如在講到壓電傳感器測量動態(tài)力時，可以模擬機床震動的測量；電渦流傳感器探測金屬時，模擬安檢門的檢測過程采用案例分析法傳感器在日常生活中無處不在，在講到相關傳感器時引入這些應用可以增強學生業(yè)余探索研究的積極性，并能激發(fā)創(chuàng)造的靈感比如：在講到渦流傳感器的原理渦流效應時可以引入電磁爐的怎樣加熱，探雷器怎樣掃雷的案例三、課程單元設計緒論知識目標：1．掌握傳感器在電子產品中的應用情況。2．傳感器分類及型號表達方法，測量誤差類型及處理。能力目標：能夠用傳感器知識正確識別常用傳感器的類型學習內容教學方法建議一．本課程的學習目的及其在所學專業(yè)中的地位，使同學們了解學習本課程的重要意義。二．本課程對職業(yè)技能培養(yǎng)的作用與地位三．要求1．學生要理論結合實際去學2．培養(yǎng)學生分析問題．解決問題和處理問題的綜合能力一．采用的教學法：討論教學法二．教學步驟1．教師圍繞教學內容提出問題：為什么電飯煲飯燒好后可以自動切斷電源？可以通過給出實物圖片、電路等幫助學生思考。如有人能講清楚，可讓學生來講解，再組織討論，最后點明傳感器在自動控制中的重要作用，引出本課程的學習目的及其在所學專業(yè)中的地位，使同學們了解學習本課程的重要意義。2．教師講解問題引導學生參與討論并讓學生舉一反三可先向學生提問，如何測量電路中某點的電位、電流等基本電路參數，讓學生考慮幾分鐘，再由學生解答，老師對解答情況進行分析講解，引出測量誤差、傳感、檢測技術、測量電路等概念。讓學生用萬用表、電橋等儀器來測量相應參數，結合儀器實物講解其使用方法和注意事項，培養(yǎng)學生們的操作技能。在測量過程中講解傳感器在測量中的作用及其定義，傳感器的類型和形式表示。在得到測量數據后，分別講解測量誤差的定義、類型及其在測量中的重要作用，測量誤差的處理方法。提問學生檢測系統(tǒng)應該由哪幾部分組成，根據回答情況結合所用儀表講解檢測系統(tǒng)的組成及檢測技術的概念。3．小結：第一次課主要讓學生對本課程有一大致了解，激發(fā)他們的學習興趣，布置一些課后學習要求，要求學生到有關傳感器、自動檢測專業(yè)網站或專門論壇，查找一下電動自行車是如何調速的，并找一下看，有哪些測量速度的傳感器，各有何不同？并形成書面作業(yè)。以培養(yǎng)同學們的自學能力，養(yǎng)成良好的自學習慣。教后感：主要記錄結果的評價。教案用紙項目一電阻應變片的選型與電子稱的系統(tǒng)分析知識目標：1．測量誤差理論、電阻式傳感器的工作原理，應變片的型號組成、粘貼工藝技術；2．電阻應變電橋、運算放大模塊、液晶顯示電壓表及烙鐵、鉗子、起子等工具和標準砝碼的正確使用。能力目標：能夠根據檢測要求選擇合理的電阻應變片型號，進行性能測試，并組成相應的測量電路對標準量進行檢測。學習內容教學方法建議一、電阻應變效應和電阻應變式傳感器的類型及特點。二、電阻應變片及檢測線路—橋路。三、檢測線路的零點補償和溫度補償。四。、電阻應變式傳感器的應用。本單元在傳感器實驗實訓室采用現場一體化教學，運用提問和案例教學法，明確學習的目的，在教學過程中以行動為導向，培養(yǎng)學生觀察和想象思維，提高學生學習興趣。一．采用的教學法：提問和案例教學法，任務驅動法二．具體實施方案：1．教師提出問題1）超市電子稱、汽車衡如何稱重？讓學生去想象，然后老師引導學生思考；2）什么是電阻應變效應？3）怎樣將電阻的變化轉為電壓信號？2．教師講解案例1）電子稱的組成及如何設計一個簡單的電子稱；2）汽車衡的組成及與電子稱的區(qū)別；3．教師出具電子稱電路系統(tǒng)圖并引導學生識圖。4．提出任務讓學生用電阻應變電橋、運算放大模塊、液晶顯示電壓表及烙鐵、鉗子、起子等工具和標準砝碼設計一個簡單的電子稱。三．效果的檢查：1．學生談學習后收獲；2．學生發(fā)表自己的看法；3．教師提問學生。4．教師答疑。四．教師總結1．內容總結；2．存在問題；3．注意事項；五．效果評價1．學生自我總結．評價；2．學生集體總結．評價；3．教師結合學生的學習行為．學習習慣．學習態(tài)度．動手能力、參與度和結果等等，并對其進行綜合評價。項目二電感式傳感器的分析知識目標：1．電感式接近開關的結構原理、類型及型號組成、應用場合技能目標：1.能夠根據控制要求選用合理的電感式接近開關，并組成符合控制要求的控制電路2.能夠用電感式接近開關組成工作臺控制電路，會正確應用電感式接近開關，能夠正確用電感式傳感器進行控制或測量學習內容教學方法建議一、電感傳感器的工作原理二、變間隙式自感傳感器的原理及靈敏度的分析三、差動式變間隙自感傳感器的優(yōu)點四、螺桿式自感傳感器的工作原理五、檢測線路-變壓器式電橋以及相敏檢波電路六、差動變壓器的工作原理及零點殘余電壓的產生和解決方法七、渦流傳感器的工作原理八、電渦流傳感器的應用-位移及其金屬表面溫度的測量本單元采用現場一體化教學，運用任務教學法，明確工作任務的目的，以任務完成結果提高學生學習興趣。在教學過程中以行動為導向，立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學生在操作過程中，學會電感式接近開關的控制原理，掌握所涉及到電子元件的結構．組成．性能和作用。一．采用的教學法：任務教學法二．工作步驟1．教師提出工作任務：用電感式接近開關組成工作臺控制電路2．教師講授：1）電感傳感器的工作原理；檢測線路-變壓器式電橋以及相敏檢波電路；差動變壓器的工作原理及零點殘余電壓的產生和解決方法2）運算放大器的選用3）電路焊接的注意事項三．制定工作計劃：學生明確任務后，根據具體情況和老師的講解，收集信息．查找資料（教材），制定工作計劃。小組討論，工作過程中所涉及到各個電氣元件的特點和作用，由學生制定任務的工作計劃。四．確定工作任務的實施方案：教師根據學生制定任務的工作計劃來確定出具體的工作步驟和程序。五．任務的實施：教師根據確定的工作任務實施方案進行示范，然后學生根據教師示范和確定的工作任務實施方案進行具體任務工作。此時，老師作為觀察者．咨詢者的身份出現，工作過程中老師經常獲得具體的反饋信息，組織教師與學生和各小組之間要進行交流。六．任務的檢查：教師對學生的整個工作過程進行監(jiān)視和檢查。七．項目的評價在整個教學過程中，教師和部分學生注意觀察每個學生的工作過程，及時聽取學生的反饋信息。并對學生工作情況進行總體評價。先由學生自己進行自我評價，在有其他學生進行評價，之后再由教師對任務的工作完成情況進行評價。師生共同討論．評判在任務的工作過程中出現的問題，并指出不對的地方和糾正的方法。當然在評價同時也關注學生的學習行為．學習習慣．學習態(tài)度．動手能力及參與度等等，并對其進行綜合評價。建立學習記錄卡，由小組和老師分別評價，各占分權的40%和60%，每一次評價匯總在一起，就是該生的實訓成績。項目三電容式傳感器的選型及電容式接近開關的分析知識目標：1．物位測量原理、物位傳感器的類型、電容式物位傳感器的型號2．差動電容傳感器的結構原理，型號表示方法及其適用場合技能目標：1．能夠正確選用差動電容傳感器組成測量電路2．在教師指導下用電容傳感器設計制作物位測量電路，進行位移的測定學習內容教學方法建議一、電容式傳感器的工作原理二、電容式傳感器的三種形式及靈敏度分析三、差動式電容傳感器的靈敏度的分析四、運算放大器式測量電路及特點五、電容式傳感器的應用—位移、壓力傳感器的特點及應用本單元采用現場一體化教學，運用任務教學法，明確工作任務的目的，以任務完成結果提高學生學習興趣。在教學過程中以行動為導向，立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學生在操作過程中，學會電容式接近開關的原理，掌握所涉及到電子元件的結構．組成．性能和作用。一．采用的教學法：任務教學法二．工作步驟1．教師提出工作任務：用電容傳感器設計制作物位測量電路，進行位移的測定2．教師講授：1）電容式傳感器的工作原理；差動式電容傳感器的靈敏度的分析；運算放大器式測量電路及特點2）運算放大器的選用3）電路焊接的注意事項三．制定工作計劃：學生明確任務后，根據具體情況和老師的講解，收集信息．查找資料（教材），制定工作計劃。小組討論，工作過程中所涉及到各個電氣元件的特點和作用，由學生制定任務的工作計劃。四．確定工作任務的實施方案：教師根據學生制定任務的工作計劃來確定出具體的工作步驟和程序。五．任務的實施：教師根據確定的工作任務實施方案進行示范，然后學生根據教師示范和確定的工作任務實施方案進行具體任務工作。此時，老師作為觀察者．咨詢者的身份出現，工作過程中老師經常獲得具體的反饋信息，組織教師與學生和各小組之間要進行交流。六．任務的檢查：教師對學生的整個工作過程進行監(jiān)視和檢查。七．項目的評價在整個教學過程中，教師和部分學生注意觀察每個學生的工作過程，及時聽取學生的反饋信息。并對學生工作情況進行總體評價。先由學生自己進行自我評價，在有其他學生進行評價，之后再由教師對任務的工作完成情況進行評價。師生共同討論．評判在任務的工作過程中出現的問題，并指出不對的地方和糾正的方法。當然在評價同時也關注學生的學習行為．學習習慣．學習態(tài)度．動手能力及參與度等等，并對其進行綜合評價。項目四壓電傳感器的分析知識目標：1．壓電傳感器的結構原理和性能特點及適用場合2.壓力測量在工業(yè)測量中的應用情況技能目標：1.能夠根據壓電傳感器的特點和測量要求，選擇合適和恰當的測量方法實現測量目的，達到測量要求2.老師明確測量要求，學生選擇恰當的壓電傳感器，在實驗室設計測量電路進行制作學習內容教學方法建議一、壓電效應的定義二、石英晶體的壓電效應分析--石英晶體的三軸/石英晶片的的獲得三、其他壓電材料的介紹四、壓電元件的串、并聯五、壓電傳感器的等效電路—電荷源和電壓源六、壓電傳感器測量線路的作用七、電壓放大器線路分析八、電荷放大器的線路分析九、壓電傳感器為什么不能檢測靜態(tài)力本單元采用現場一體化教學，運用任務教學法，明確工作任務的目的，以任務完成結果提高學生學習興趣。在教學過程中以行動為導向，立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學生在操作過程中，學會壓電傳感器的工作原理，掌握所涉及到電子元件的結構．組成．性能和作用。一．采用的教學法：任務教學法二．工作步驟1．教師提出工作任務：選擇恰當的壓電傳感器，在實驗室設計測量電路進行制作2．教師講授：1）壓電效應的定義；壓電元件的串、并聯；壓電傳感器測量線路的作用；電壓放大器線路分析；壓電傳感器為什么不能檢測靜態(tài)力2）壓電傳感器的選用方法3）電路連接的注意事項三．制定工作計劃：學生明確任務后，根據具體情況和老師的講解，收集信息．查找資料（教材），制定工作計劃。小組討論，工作過程中所涉及到各個電氣元件的特點和作用，由學生制定任務的工作計劃。四．確定工作任務的實施方案：教師根據學生制定任務的工作計劃來確定出具體的工作步驟和程序。五．任務的實施：教師根據確定的工作任務實施方案進行示范，然后學生根據教師示范和確定的工作任務實施方案進行具體任務工作。此時，老師作為觀察者．咨詢者的身份出現，工作過程中老師經常獲得具體的反饋信息，組織教師與學生和各小組之間要進行交流。六．任務的檢查：教師對學生的整個工作過程進行監(jiān)視和檢查。七．項目的評價在整個教學過程中，教師和部分學生注意觀察每個學生的工作過程，及時聽取學生的反饋信息。并對學生工作情況進行總體評價。先由學生自己進行自我評價，在有其他學生進行評價，之后再由教師對任務的工作完成情況進行評價。師生共同討論．評判在任務的工作過程中出現的問題，并指出不對的地方和糾正的方法。當然在評價同時也關注學生的學習行為．學習習慣．學習態(tài)度．動手能力及參與度等等，并對其進行綜合評價。建立學習記錄卡，由小組和老師分別評價，各占分權的40%和60%，每一次評價匯總在一起，就是該生的實訓成績。項目五光電器件的選用知識目標：1．光電效應及光電傳感器工作原理，常用光電器件的測量電路技能目標：1.能夠識別各種光電傳感器的型號，會根據需要正確選用光電傳感器的規(guī)格2.教師提出檢測要求，學生根據要求選擇合理的光電器件在實驗臺上進行操作，獲得測量數據學習內容教學方法建議一、光電效應與光電元件：a）外光電效應：光電管、光電倍增管；b）內光電效應：光敏電阻、光敏晶體管；c）光生伏特效應：光電池二、光電元件的特性：光譜特性；光電特性；溫度特性等。三、光電傳感器—模擬式與數字式四、光導纖維傳感器的工作原理及其應用五、激光的本質、性質及其特點引入激光傳感器的工作原理及其應用六、電荷耦合器件傳感器的工作原理及其ccd圖像傳感器的應用本單元采用現場一體化教學，運用任務教學法，明確工作任務的目的，以任務完成結果提高學生學習興趣。在教學過程中以行動為導向，立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學生在操作過程中，學會光電傳感器的工作原理，掌握所涉及到電子元件的結構．組成．性能和作用。一．采用的教學法：任務教學法二．工作步驟1．教師提出工作任務：選擇合理的光電器件在實驗臺上進行操作，獲得測量數據2．教師講授：1）光電效應與光電元件；光電元件的特性；激光傳感器的工作原理及其應用2）光電器件的選用3）電路連接的注意事項三．制定工作計劃：學生明確任務后，根據具體情況和老師的講解，收集信息．查找資料（教材），制定工作計劃。小組討論，工作過程中所涉及到各個電氣元件的特點和作用，由學生制定任務的工作計劃。四．確定工作任務的實施方案：教師根據學生制定任務的工作計劃來確定出具體的工作步驟和程序。五．任務的實施：教師根據確定的工作任務實施方案進行示范，然后學生根據教師示范和確定的工作任務實施方案進行具體任務工作。此時，老師作為觀察者．咨詢者的身份出現，工作過程中老師經常獲得具體的反饋信息，組織教師與學生和各小組之間要進行交流。六．任務的檢查：教師對學生的整個工作過程進行監(jiān)視和檢查。七．項目的評價在整個教學過程中，教師和部分學生注意觀察每個學生的工作過程，及時聽取學生的反饋信息。并對學生工作情況進行總體評價。先由學生自己進行自我評價，在有其他學生進行評價，之后再由教師對任務的工作完成情況進行評價。師生共同討論．評判在任務的工作過程中出現的問題，并指出不對的地方和糾正的方法。當然在評價同時也關注學生的學習行為．學習習慣．學習態(tài)度．動手能力及參與度等等，并對其進行綜合評價。建立學習記錄卡，由小組和老師分別評價，各占分權的40%和60%，每一次評價匯總在一起，就是該生的實訓成績。項目六霍爾元件的正確選擇知識目標：1．霍爾元件的結構原理、類型及其典型應用技能目標：能夠根據測量要求，結合霍爾元件特點，選擇合適的型號，并能夠熟悉多種應用方法明確測量要求后由學生選擇合適的型號，在傳感器實驗臺上構建測量電路，測量轉速、頻率等學習內容教學方法建議一、霍爾效應二、為什么導體和絕緣體不適合制作霍爾元件三、霍爾元件的溫度特性及其補償方法四、零位特性及補償五、霍爾傳感器的應用本單元采用現場一體化教學，運用任務教學法，明確工作任務的目的，以任務完成結果提高學生學習興趣。在教學過程中以行動為導向，立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學生在操作過程中，學會霍爾傳感器測速的工作原理，掌握所涉及到電子元件的結構．組成．性能和作用。一．采用的教學法：任務教學法二．工作步驟1．教師提出工作任務：選擇合適型號的霍爾傳感器，在傳感器實驗臺上構建測量電路，測量轉速、頻率等2．教師講授：1）霍爾效應；霍爾元件的溫度特性及其補償方法；零位特性及補償；霍爾傳感器的應用2）霍爾傳感器的選用方法3）電路連接的注意事項三．制定工作計劃：學生明確任務后，根據具體情況和老師的講解，收集信息．查找資料（教材），制定工作計劃。小組討論，工作過程中所涉及到各個電氣元件的特點和作用，由學生制定任務的工作計劃。四．確定工作任務的實施方案：教師根據學生制定任務的工作計劃來確定出具體的工作步驟和程序。五．任務的實施：教師根據確定的工作任務實施方案進行示范，然后學生根據教師示范和確定的工作任務實施方案進行具體任務工作。此時，老師作為觀察者．咨詢者的身份出現，工作過程中老師經常獲得具體的反饋信息，組織教師與學生和各小組之間要進行交流。六．任務的檢查：教師對學生的整個工作過程進行監(jiān)視和檢查。七．項目的評價在整個教學過程中，教師和部分學生注意觀察每個學生的工作過程，及時聽取學生的反饋信息。并對學生工作情況進行總體評價。先由學生自己進行自我評價，在有其他學生進行評價，之后再由教師對任務的工作完成情況進行評價。師生共同討論．評判在任務的工作過程中出現的問題，并指出不對的地方和糾正的方法。當然在評價同時也關注學生的學習行為．學習習慣．學習態(tài)度．動手能力及參與度等等，并對其進行綜合評價。建立學習記錄卡，由小組和老師分別評價，各占分權的40%和60%，每一次評價匯總在一起，就是該生的實訓成績。項目七溫度傳感器的分析知識目標：1．溫度電阻的性能特點，型號組成，溫度控制的工業(yè)應用情況2．掌握溫度電阻的原理和溫度信號調理電路的類型結合溫度控制和測量講解其在生產過程中的重要作用，介紹目前常用的產品技能目標：能根據溫度控制要求選擇合理的溫度傳感器，設計出溫度控制電路，并進行實物制作學習內容教學方法建議一、熱電偶的工作原理：介紹熱電效應（接觸電勢、溫差電勢）二、熱電偶的四定律及其實用價值三、熱電偶的材料、結構及分度表四、熱電偶的測溫線路五、熱電偶為什么要進行冷端補償及補償方法本單元采用現場一體化教學，運用任務教學法，明確工作任務的目的，以任務完成結果提高學生學習興趣。在教學過程中以行動為導向，立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學生在操作過程中，學會熱電偶測溫的原理，掌握所涉及到電子元件的結構．組成．性能和作用。一．采用的教學法：任務教學法二．工作步驟1．教師提出工作任務：設計一個用熱電偶測量溫度源的溫度計2．教師講授：1）熱電偶的工作原理；熱電偶的材料、結構及分度表；熱電偶冷端補償方法2）運算放大器的選用3）電路焊接的注意事項三．制定工作計劃：學生明確任務后，根據具體情況和老師的講解，收集信息．查找資料（教材），制定工作計劃。小組討論，工作過程中所涉及到各個電氣元件的特點和作用，由學生制定任務的工作計劃。四．確定工作任務的實施方案：教師根據學生制定任務的工作計劃來確定出具體的工作步驟和程序。五．任務的實施：教師根據確定的工作任務實施方案進行示范，然后學生根據教師示范和確定的工作任務實施方案進行具體任務工作。此時，老師作為觀察者．咨詢者的身份出現，工作過程中老師經常獲得具體的反饋信息，組織教師與學生和各小組之間要進行交流。六．任務的檢查：教師對學生的整個工作過程進行監(jiān)視和檢查。七．項目的評價在整個教學過程中，教師和部分學生注意觀察每個學生的工作過程，及時聽取學生的反饋信息。并對學生工作情況進行總體評價。先由學生自己進行自我評價，在有其他學生進行評價，之后再由教師對任務的工作完成情況進行評價。師生共同討論．評判在任務的工作過程中出現的問題，并指出不對的地方和糾正的方法。當然在評價同時也關注學生的學習行為．學習習慣．學習態(tài)度．動手能力及參與度等等，并對其進行綜合評價。建立學習記錄卡，由小組和老師分別評價，各占分權的40%和60%，每一次評價匯總在一起，就是該生的實訓成績。項目八超聲波傳感器的特性分析知識目標：1．紅外線、激光及超聲波傳感器的結構原理、型號構成與適用場合技能目標：1.掌握超聲波傳感器的性能特點及其應用場合，了解這些傳感器的類型與維護常識2.學生網上查找相關資料，完成有關超聲波傳感器的應用情況調查作業(yè)學習內容教學方法建議一、超聲波的特點、超聲波的發(fā)生、超聲波的傳播特性二、超聲波的接受－超聲波傳感器的工作原理三、超聲波傳感器在自動檢測中的應用本單元采用現場一體化教學，運用任務教學法，明確工作任務的目的，以任務完成結果提高學生學習興趣。在教學過程中以行動為導向，立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學生在操作過程中，學會超聲波傳感器的工作原理，掌握所涉及到電子元件的結構．組成．性能和作用。一．采用的教學法：任務教學法二．工作步驟1．教師提出工作任務：超聲波報警器的設計制作2．教師講授：1）超聲波的特點、超聲波的發(fā)生、超聲波的傳播特性；超聲波的接受－超聲波傳感器的工作原理2）超聲波傳感器的選用方法3）電路連接的注意事項三．制定工作計