一、实践教学的设计思想
《传感器技术》课程是实践性很强的一门课,学生必需通过实验、课程设计等实践环节的训练才能进一步掌握所学内容。本课程实践教学的设计思想是:以理论教学为基础,以提高工程应用能力为目标,构建一个由基础型、综合型、设计型等不同层次实践内容构成的课程实践教学体系。 基于这一思想,《传感器技术》课程实验分为基础性实验和设计性实验两类,其中基础性实验部分按照各种传感器的原理分为几组,在同一类实验中学生可以选择自己感兴趣的实验内容,而设计性实验则为提高性内容,要求学生综合利用所学知识进行实验设计和制作。充分利用“浙江省实验教学示范中心——计量测试中心”的资源精心选择实验项目,开发和研制辅助教学课件,主要在以下几方面做了改革和尝试:
- 对传感器一般特性的验证实验予以保留,将与大学物理中相重复的原理性实验删除,让学生通过实验掌握新的知识,提高实验兴趣。
- 在实验中进行测量的基本训练,对实验结果要用最新的测量结果评定方法进行误差分析和不确定度评定,确保学生在计量测试技术方面得到充分的训练。
- 开放实验室,改革实验教学方法,尝试由学生自己提出实验项目,在教师指导下利用实验室的器材自行设计并完成实验,以此培养学生独立思考和创新意识,提高学生的动手能力。
- 安排3周的两个课程设计,包括光电仪器设计和智能仪器设计,使学生掌握初步的仪器设计本领。在课程设计中尤其强调了传感器在仪器中的关键作用。
- 通过举办学科竞赛、开展课外科技活动,提高了学生的学习兴趣、创新意识和动手能力,取得了明显的效果。
二、实践教学的效果
由于采取了上述设计思想,并在实践中贯彻执行,实验教学质量不断提高,取得了显著的效果,学生的动手能力和创新能力都获得了提高。
- 近年来学校投资实验室建设经费310万元,更新了传感器实验设备,增加了实验台套数,实验教学环境得到了显著改善。目前,传感器综合实验室可以开设40多个实验项目,学生实验时一人一组,独立操作,保证了教学质量。
- 现代传感器实验室和其他专业实验室可以安排综合性和设计性实验,通过设计性和创新性实验项目,激发了学生的学习兴趣,提高了学生的科学素养,增强了学生的创新意识和创新能力。
- 通过开放实验室,学生可以根据不同的实验项目,预约实验时间进入实验室进行实验,这样既可以保证完成基本的教学任务,又可以发挥学生的主观能动性,改变了以往学生为完成任务而进入实验室的被动局面,取得了很好的效果。
- 近年来,课程组承担了多项省级和学校的教学研究与教学改革项目,2002年分别获得浙江省高等教育教学成果一等奖和二等奖,2004年获得浙江省高等教育教学成果二等奖。2006年,传感器实验室所属的——计量测试中心被评为浙江省实验教学示范中心,并通过专家组验收。
- 学生经过系统培训后,一些学有余力的学生在老师的指导下,利用传感器实验室的设备,进行课外科技实践活动,取得了一系列的创新成果和国家级的学生奖励。例如,2003年,课程组负责人指导的我校计量技术工程学院张文卓等同学的课外科技作品“新型智能灌溉系统中植物叶片水分信息精密诊断传感器”荣获第八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖(附件21);课程负责人指导04级测控专业本科生朱义梅等5人承担浙江省“新苗人才计划”课题1项(浙江省“新苗人才计划”是与国家创新计划相对应的省级创新计划);参与申报“基于植物器官微尺寸变化检测的智能节水灌溉系统(ZL 03150690.9)”等国家发明专利多项。
实验教学部分(10学时)
1、基础性实验
实验一 金属箔式应变片-----——单臂电桥性能实验(1学时)
实验二 金属箔式应变片-----——半桥性能实验(1学时)
实验三 金属箔式应变片-----——全桥性能实验(1学时)
实验四 金属箔式应变片-----——单臂、半桥、全桥电桥性能比较(1学时)
实验五 差动变压器的性能实验(1学时)
实验六 差动变压器零点残余电压补偿实验(1学时)
实验七 差动变压器的应用――振动测量实验(1学时)
实验八 霍尔传感器振动测量实验(1学时)
实验九 电涡流传感器的位移特性实验(1学时)
实验十 电容式传感器的位移特性实验(1学时)
实验十一 直流激励时霍尔传感器位移特性实验(1学时)
实验十二 交流激励时霍尔传感器位移特性实验(1学时)
实验十三 霍尔传感器测速实验(1学时)
实验十四 磁电式传感器的测速实验(1学时)
实验十五 光电转速传感器的转速测量实验(1学时)
注:实验一~三任选1个,四必做,五~六任选1个,七~八任选1个,九~十二任选1个,十三~十五任选1个,共计6学时。
2、综合、设计性实验
实验十六 光纤式传感器及其应用(2学时)
实验十七 集成温度传感器特性测试及应用(2学时)
实验十八 电子罗盘的设计及实现(2学时)
实验十九 电子秤的设计及实现(2学时)
注:实验十六~十七任选1个,实验十八~十九任选1个,共计4学时。