《传感器与检测技术》课程改革设计方案

第第#页共32页超声波传感器的特性分析掌握超声波传感器的性能特点及其应用场合，了解这些传感器的类型与维护常识超声波传感器的结构原理、型号构成与适用场合老师讲解为主，学生网上查找相关资料，完成超声波传感器的应用情况调查作业超声波传感器应用的调查报告2综合设计训练项目简易电子秤系统的设计能够利用实验室的设备自己组装一台简易的电子秤系统，通过调试能测出砝码、手机等物品的质量。电阻应变片的原理及粘贴技术，全桥电路的分析计算。布置该设计的各项要求，上网查找所需技术资料，本组学生分工合作完成系统的设计完成系统的理论设计，会对系统进行参数调试，正确设定系统的参数4、教学方法4.1采用任务驱动法根据传感器与检测技术实训内容要求，把教学内容分成若干个具体任务，根据每个工作任务实施教学。从培养学生的工程思维方法出发，培养学生在设计和实践中发现问题、应用所学知识解决实际问题的能力，真正提高学生的动手实践能力。采用动画演示法采用flash动画演示，可以把传感器在现场中的应用具体化，帮助学生理解，并能提高学生的积极性，引导学生积极思考；比如在讲到压电传感器测量动态力时，可以模拟机床震动的测量；电涡流传感器探测金属时，模拟安检门的检测过程采用案例分析法传感器在日常生活中无处不在，在讲到相关传感器时引入这些应用可以增强学生业余探索研究的积极性，并能激发创造的灵感比如：在讲到涡流传感器的原理涡流效应时可以引入电磁炉的怎样加热，探雷器怎样扫雷的案例三、课程单元设计绪论知识目标：1．掌握传感器在电子产品中的应用情况。2．传感器分类及型号表达方法，测量误差类型及处理。能力目标：能够用传感器知识正确识别常用传感器的类型学习内容教学方法建议一．本课程的学习目的及其在所学专业中的地位，使同学们了解学习本课程的重要意义。二．本课程对职业技能培养的作用与地位三．要求1．学生要理论结合实际去学2．培养学生分析问题．解决问题和处理问题的综合能力一．采用的教学法：讨论教学法二．教学步骤1．教师围绕教学内容提出问题：为什么电饭煲饭烧好后可以自动切断电源？可以通过给出实物图片、电路等帮助学生思考。如有人能讲清楚，可让学生来讲解，再组织讨论，最后点明传感器在自动控制中的重要作用，引出本课程的学习目的及其在所学专业中的地位，使同学们了解学习本课程的重要意义。2．教师讲解问题引导学生参与讨论并让学生举一反三可先向学生提问，如何测量电路中某点的电位、电流等基本电路参数，让学生考虑几分钟，再由学生解答，老师对解答情况进行分析讲解，引出测量误差、传感、检测技术、测量电路等概念。让学生用万用表、电桥等仪器来测量相应参数，结合仪器实物讲解其使用方法和注意事项，培养学生们的操作技能。在测量过程中讲解传感器在测量中的作用及其定义，传感器的类型和形式表示。在得到测量数据后，分别讲解测量误差的定义、类型及其在测量中的重要作用，测量误差的处理方法。提问学生检测系统应该由哪几部分组成，根据回答情况结合所用仪表讲解检测系统的组成及检测技术的概念。3．小结：第一次课主要让学生对本课程有一大致了解，激发他们的学习兴趣，布置一些课后学习要求，要求学生到有关传感器、自动检测专业网站或专门论坛，查找一下电动自行车是如何调速的，并找一下看，有哪些测量速度的传感器，各有何不同？并形成书面作业。以培养同学们的自学能力，养成良好的自学习惯。教后感：主要记录结果的评价。教案用纸项目一电阻应变片的选型与电子称的系统分析知识目标：1．测量误差理论、电阻式传感器的工作原理，应变片的型号组成、粘贴工艺技术；2．电阻应变电桥、运算放大模块、液晶显示电压表及烙铁、钳子、起子等工具和标准砝码的正确使用。能力目标：能够根据检测要求选择合理的电阻应变片型号，进行性能测试，并组成相应的测量电路对标准量进行检测。学习内容教学方法建议一、电阻应变效应和电阻应变式传感器的类型及特点。二、电阻应变片及检测线路—桥路。三、检测线路的零点补偿和温度补偿。四。、电阻应变式传感器的应用。本单元在传感器实验实训室采用现场一体化教学，运用提问和案例教学法，明确学习的目的，在教学过程中以行动为导向，培养学生观察和想象思维，提高学生学习兴趣。一．采用的教学法：提问和案例教学法，任务驱动法二．具体实施方案：1．教师提出问题1）超市电子称、汽车衡如何称重？让学生去想象，然后老师引导学生思考；2）什么是电阻应变效应？3）怎样将电阻的变化转为电压信号？2．教师讲解案例1）电子称的组成及如何设计一个简单的电子称；2）汽车衡的组成及与电子称的区别；3．教师出具电子称电路系统图并引导学生识图。4．提出任务让学生用电阻应变电桥、运算放大模块、液晶显示电压表及烙铁、钳子、起子等工具和标准砝码设计一个简单的电子称。三．效果的检查：1．学生谈学习后收获；2．学生发表自己的看法；3．教师提问学生。4．教师答疑。四．教师总结1．内容总结；2．存在问题；3．注意事项；五．效果评价1．学生自我总结．评价；2．学生集体总结．评价；3．教师结合学生的学习行为．学习习惯．学习态度．动手能力、参与度和结果等等，并对其进行综合评价。项目二电感式传感器的分析知识目标：1．电感式接近开关的结构原理、类型及型号组成、应用场合技能目标：1.能够根据控制要求选用合理的电感式接近开关，并组成符合控制要求的控制电路2.能够用电感式接近开关组成工作台控制电路，会正确应用电感式接近开关，能够正确用电感式传感器进行控制或测量学习内容教学方法建议一、电感传感器的工作原理二、变间隙式自感传感器的原理及灵敏度的分析三、差动式变间隙自感传感器的优点四、螺杆式自感传感器的工作原理五、检测线路-变压器式电桥以及相敏检波电路六、差动变压器的工作原理及零点残余电压的产生和解决方法七、涡流传感器的工作原理八、电涡流传感器的应用-位移及其金属表面温度的测量本单元采用现场一体化教学，运用任务教学法，明确工作任务的目的，以任务完成结果提高学生学习兴趣。在教学过程中以行动为导向，立足于加强学生实际操作能力的培养，让学生在操作过程中，学会电感式接近开关的控制原理，掌握所涉及到电子元件的结构．组成．性能和作用。一．采用的教学法：任务教学法二．工作步骤1．教师提出工作任务：用电感式接近开关组成工作台控制电路2．教师讲授：1）电感传感器的工作原理；检测线路-变压器式电桥以及相敏检波电路；差动变压器的工作原理及零点残余电压的产生和解决方法2）运算放大器的选用3）电路焊接的注意事项三．制定工作计划：学生明确任务后，根据具体情况和老师的讲解，收集信息．查找资料（教材），制定工作计划。小组讨论，工作过程中所涉及到各个电气元件的特点和作用，由学生制定任务的工作计划。四．确定工作任务的实施方案：教师根据学生制定任务的工作计划来确定出具体的工作步骤和程序。五．任务的实施：教师根据确定的工作任务实施方案进行示范，然后学生根据教师示范和确定的工作任务实施方案进行具体任务工作。此时，老师作为观察者．咨询者的身份出现，工作过程中老师经常获得具体的反馈信息，组织教师与学生和各小组之间要进行交流。六．任务的检查：教师对学生的整个工作过程进行监视和检查。七．项目的评价在整个教学过程中，教师和部分学生注意观察每个学生的工作过程，及时听取学生的反馈信息。并对学生工作情况进行总体评价。先由学生自己进行自我评价，在有其他学生进行评价，之后再由教师对任务的工作完成情况进行评价。师生共同讨论．评判在任务的工作过程中出现的问题，并指出不对的地方和纠正的方法。当然在评价同时也关注学生的学习行为．学习习惯．学习态度．动手能力及参与度等等，并对其进行综合评价。建立学习记录卡，由小组和老师分别评价，各占分权的40%和60%，每一次评价汇总在一起，就是该生的实训成绩。项目三电容式传感器的选型及电容式接近开关的分析知识目标：1．物位测量原理、物位传感器的类型、电容式物位传感器的型号2．差动电容传感器的结构原理，型号表示方法及其适用场合技能目标：1．能够正确选用差动电容传感器组成测量电路2．在教师指导下用电容传感器设计制作物位测量电路，进行位移的测定学习内容教学方法建议一、电容式传感器的工作原理二、电容式传感器的三种形式及灵敏度分析三、差动式电容传感器的灵敏度的分析四、运算放大器式测量电路及特点五、电容式传感器的应用—位移、压力传感器的特点及应用本单元采用现场一体化教学，运用任务教学法，明确工作任务的目的，以任务完成结果提高学生学习兴趣。在教学过程中以行动为导向，立足于加强学生实际操作能力的培养，让学生在操作过程中，学会电容式接近开关的原理，掌握所涉及到电子元件的结构．组成．性能和作用。一．采用的教学法：任务教学法二．工作步骤1．教师提出工作任务：用电容传感器设计制作物位测量电路，进行位移的测定2．教师讲授：1）电容式传感器的工作原理；差动式电容传感器的灵敏度的分析；运算放大器式测量电路及特点2）运算放大器的选用3）电路焊接的注意事项三．制定工作计划：学生明确任务后，根据具体情况和老师的讲解，收集信息．查找资料（教材），制定工作计划。小组讨论，工作过程中所涉及到各个电气元件的特点和作用，由学生制定任务的工作计划。四．确定工作任务的实施方案：教师根据学生制定任务的工作计划来确定出具体的工作步骤和程序。五．任务的实施：教师根据确定的工作任务实施方案进行示范，然后学生根据教师示范和确定的工作任务实施方案进行具体任务工作。此时，老师作为观察者．咨询者的身份出现，工作过程中老师经常获得具体的反馈信息，组织教师与学生和各小组之间要进行交流。六．任务的检查：教师对学生的整个工作过程进行监视和检查。七．项目的评价在整个教学过程中，教师和部分学生注意观察每个学生的工作过程，及时听取学生的反馈信息。并对学生工作情况进行总体评价。先由学生自己进行自我评价，在有其他学生进行评价，之后再由教师对任务的工作完成情况进行评价。师生共同讨论．评判在任务的工作过程中出现的问题，并指出不对的地方和纠正的方法。当然在评价同时也关注学生的学习行为．学习习惯．学习态度．动手能力及参与度等等，并对其进行综合评价。项目四压电传感器的分析知识目标：1．压电传感器的结构原理和性能特点及适用场合2.压力测量在工业测量中的应用情况技能目标：1.能够根据压电传感器的特点和测量要求，选择合适和恰当的测量方法实现测量目的，达到测量要求2.老师明确测量要求，学生选择恰当的压电传感器，在实验室设计测量电路进行制作学习内容教学方法建议一、压电效应的定义二、石英晶体的压电效应分析--石英晶体的三轴/石英晶片的的获得三、其他压电材料的介绍四、压电元件的串、并联五、压电传感器的等效电路—电荷源和电压源六、压电传感器测量线路的作用七、电压放大器线路分析八、电荷放大器的线路分析九、压电传感器为什么不能检测静态力本单元采用现场一体化教学，运用任务教学法，明确工作任务的目的，以任务完成结果提高学生学习兴趣。在教学过程中以行动为导向，立足于加强学生实际操作能力的培养，让学生在操作过程中，学会压电传感器的工作原理，掌握所涉及到电子元件的结构．组成．性能和作用。一．采用的教学法：任务教学法二．工作步骤1．教师提出工作任务：选择恰当的压电传感器，在实验室设计测量电路进行制作2．教师讲授：1）压电效应的定义；压电元件的串、并联；压电传感器测量线路的作用；电压放大器线路分析；压电传感器为什么不能检测静态力2）压电传感器的选用方法3）电路连接的注意事项三．制定工作计划：学生明确任务后，根据具体情况和老师的讲解，收集信息．查找资料（教材），制定工作计划。小组讨论，工作过程中所涉及到各个电气元件的特点和作用，由学生制定任务的工作计划。四．确定工作任务的实施方案：教师根据学生制定任务的工作计划来确定出具体的工作步骤和程序。五．任务的实施：教师根据确定的工作任务实施方案进行示范，然后学生根据教师示范和确定的工作任务实施方案进行具体任务工作。此时，老师作为观察者．咨询者的身份出现，工作过程中老师经常获得具体的反馈信息，组织教师与学生和各小组之间要进行交流。六．任务的检查：教师对学生的整个工作过程进行监视和检查。七．项目的评价在整个教学过程中，教师和部分学生注意观察每个学生的工作过程，及时听取学生的反馈信息。并对学生工作情况进行总体评价。先由学生自己进行自我评价，在有其他学生进行评价，之后再由教师对任务的工作完成情况进行评价。师生共同讨论．评判在任务的工作过程中出现的问题，并指出不对的地方和纠正的方法。当然在评价同时也关注学生的学习行为．学习习惯．学习态度．动手能力及参与度等等，并对其进行综合评价。建立学习记录卡，由小组和老师分别评价，各占分权的40%和60%，每一次评价汇总在一起，就是该生的实训成绩。项目五光电器件的选用知识目标：1．光电效应及光电传感器工作原理，常用光电器件的测量电路技能目标：1.能够识别各种光电传感器的型号，会根据需要正确选用光电传感器的规格2.教师提出检测要求，学生根据要求选择合理的光电器件在实验台上进行操作，获得测量数据学习内容教学方法建议一、光电效应与光电元件：a）外光电效应：光电管、光电倍增管；b）内光电效应：光敏电阻、光敏晶体管；c）光生伏特效应：光电池二、光电元件的特性：光谱特性；光电特性；温度特性等。三、光电传感器—模拟式与数字式四、光导纤维传感器的工作原理及其应用五、激光的本质、性质及其特点引入激光传感器的工作原理及其应用六、电荷耦合器件传感器的工作原理及其ccd图像传感器的应用本单元采用现场一体化教学，运用任务教学法，明确工作任务的目的，以任务完成结果提高学生学习兴趣。在教学过程中以行动为导向，立足于加强学生实际操作能力的培养，让学生在操作过程中，学会光电传感器的工作原理，掌握所涉及到电子元件的结构．组成．性能和作用。一．采用的教学法：任务教学法二．工作步骤1．教师提出工作任务：选择合理的光电器件在实验台上进行操作，获得测量数据2．教师讲授：1）光电效应与光电元件；光电元件的特性；激光传感器的工作原理及其应用2）光电器件的选用3）电路连接的注意事项三．制定工作计划：学生明确任务后，根据具体情况和老师的讲解，收集信息．查找资料（教材），制定工作计划。小组讨论，工作过程中所涉及到各个电气元件的特点和作用，由学生制定任务的工作计划。四．确定工作任务的实施方案：教师根据学生制定任务的工作计划来确定出具体的工作步骤和程序。五．任务的实施：教师根据确定的工作任务实施方案进行示范，然后学生根据教师示范和确定的工作任务实施方案进行具体任务工作。此时，老师作为观察者．咨询者的身份出现，工作过程中老师经常获得具体的反馈信息，组织教师与学生和各小组之间要进行交流。六．任务的检查：教师对学生的整个工作过程进行监视和检查。七．项目的评价在整个教学过程中，教师和部分学生注意观察每个学生的工作过程，及时听取学生的反馈信息。并对学生工作情况进行总体评价。先由学生自己进行自我评价，在有其他学生进行评价，之后再由教师对任务的工作完成情况进行评价。师生共同讨论．评判在任务的工作过程中出现的问题，并指出不对的地方和纠正的方法。当然在评价同时也关注学生的学习行为．学习习惯．学习态度．动手能力及参与度等等，并对其进行综合评价。建立学习记录卡，由小组和老师分别评价，各占分权的40%和60%，每一次评价汇总在一起，就是该生的实训成绩。项目六霍尔元件的正确选择知识目标：1．霍尔元件的结构原理、类型及其典型应用技能目标：能够根据测量要求，结合霍尔元件特点，选择合适的型号，并能够熟悉多种应用方法明确测量要求后由学生选择合适的型号，在传感器实验台上构建测量电路，测量转速、频率等学习内容教学方法建议一、霍尔效应二、为什么导体和绝缘体不适合制作霍尔元件三、霍尔元件的温度特性及其补偿方法四、零位特性及补偿五、霍尔传感器的应用本单元采用现场一体化教学，运用任务教学法，明确工作任务的目的，以任务完成结果提高学生学习兴趣。在教学过程中以行动为导向，立足于加强学生实际操作能力的培养，让学生在操作过程中，学会霍尔传感器测速的工作原理，掌握所涉及到电子元件的结构．组成．性能和作用。一．采用的教学法：任务教学法二．工作步骤1．教师提出工作任务：选择合适型号的霍尔传感器，在传感器实验台上构建测量电路，测量转速、频率等2．教师讲授：1）霍尔效应；霍尔元件的温度特性及其补偿方法；零位特性及补偿；霍尔传感器的应用2）霍尔传感器的选用方法3）电路连接的注意事项三．制定工作计划：学生明确任务后，根据具体情况和老师的讲解，收集信息．查找资料（教材），制定工作计划。小组讨论，工作过程中所涉及到各个电气元件的特点和作用，由学生制定任务的工作计划。四．确定工作任务的实施方案：教师根据学生制定任务的工作计划来确定出具体的工作步骤和程序。五．任务的实施：教师根据确定的工作任务实施方案进行示范，然后学生根据教师示范和确定的工作任务实施方案进行具体任务工作。此时，老师作为观察者．咨询者的身份出现，工作过程中老师经常获得具体的反馈信息，组织教师与学生和各小组之间要进行交流。六．任务的检查：教师对学生的整个工作过程进行监视和检查。七．项目的评价在整个教学过程中，教师和部分学生注意观察每个学生的工作过程，及时听取学生的反馈信息。并对学生工作情况进行总体评价。先由学生自己进行自我评价，在有其他学生进行评价，之后再由教师对任务的工作完成情况进行评价。师生共同讨论．评判在任务的工作过程中出现的问题，并指出不对的地方和纠正的方法。当然在评价同时也关注学生的学习行为．学习习惯．学习态度．动手能力及参与度等等，并对其进行综合评价。建立学习记录卡，由小组和老师分别评价，各占分权的40%和60%，每一次评价汇总在一起，就是该生的实训成绩。项目七温度传感器的分析知识目标：1．温度电阻的性能特点，型号组成，温度控制的工业应用情况2．掌握温度电阻的原理和温度信号调理电路的类型结合温度控制和测量讲解其在生产过程中的重要作用，介绍目前常用的产品技能目标：能根据温度控制要求选择合理的温度传感器，设计出温度控制电路，并进行实物制作学习内容教学方法建议一、热电偶的工作原理：介绍热电效应（接触电势、温差电势）二、热电偶的四定律及其实用价值三、热电偶的材料、结构及分度表四、热电偶的测温线路五、热电偶为什么要进行冷端补偿及补偿方法本单元采用现场一体化教学，运用任务教学法，明确工作任务的目的，以任务完成结果提高学生学习兴趣。在教学过程中以行动为导向，立足于加强学生实际操作能力的培养，让学生在操作过程中，学会热电偶测温的原理，掌握所涉及到电子元件的结构．组成．性能和作用。一．采用的教学法：任务教学法二．工作步骤1．教师提出工作任务：设计一个用热电偶测量温度源的温度计2．教师讲授：1）热电偶的工作原理；热电偶的材料、结构及分度表；热电偶冷端补偿方法2）运算放大器的选用3）电路焊接的注意事项三．制定工作计划：学生明确任务后，根据具体情况和老师的讲解，收集信息．查找资料（教材），制定工作计划。小组讨论，工作过程中所涉及到各个电气元件的特点和作用，由学生制定任务的工作计划。四．确定工作任务的实施方案：教师根据学生制定任务的工作计划来确定出具体的工作步骤和程序。五．任务的实施：教师根据确定的工作任务实施方案进行示范，然后学生根据教师示范和确定的工作任务实施方案进行具体任务工作。此时，老师作为观察者．咨询者的身份出现，工作过程中老师经常获得具体的反馈信息，组织教师与学生和各小组之间要进行交流。六．任务的检查：教师对学生的整个工作过程进行监视和检查。七．项目的评价在整个教学过程中，教师和部分学生注意观察每个学生的工作过程，及时听取学生的反馈信息。并对学生工作情况进行总体评价。先由学生自己进行自我评价，在有其他学生进行评价，之后再由教师对任务的工作完成情况进行评价。师生共同讨论．评判在任务的工作过程中出现的问题，并指出不对的地方和纠正的方法。当然在评价同时也关注学生的学习行为．学习习惯．学习态度．动手能力及参与度等等，并对其进行综合评价。建立学习记录卡，由小组和老师分别评价，各占分权的40%和60%，每一次评价汇总在一起，就是该生的实训成绩。项目八超声波传感器的特性分析知识目标：1．红外线、激光及超声波传感器的结构原理、型号构成与适用场合技能目标：1.掌握超声波传感器的性能特点及其应用场合，了解这些传感器的类型与维护常识2.学生网上查找相关资料，完成有关超声波传感器的应用情况调查作业学习内容教学方法建议一、超声波的特点、超声波的发生、超声波的传播特性二、超声波的接受－超声波传感器的工作原理三、超声波传感器在自动检测中的应用本单元采用现场一体化教学，运用任务教学法，明确工作任务的目的，以任务完成结果提高学生学习兴趣。在教学过程中以行动为导向，立足于加强学生实际操作能力的培养，让学生在操作过程中，学会超声波传感器的工作原理，掌握所涉及到电子元件的结构．组成．性能和作用。一．采用的教学法：任务教学法二．工作步骤1．教师提出工作任务：超声波报警器的设计制作2．教师讲授：1）超声波的特点、超声波的发生、超声波的传播特性；超声波的接受－超声波传感器的工作原理2）超声波传感器的选用方法3）电路连接的注意事项三．制定工作计