導(dǎo)語(yǔ)：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下傳感與檢測(cè)課程研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1.課程內(nèi)容整合在課程內(nèi)容中，傳感器課程選擇比較片面，較少考慮課程之間的自然銜接和相互配合，而檢測(cè)技術(shù)課程的眾多知識(shí)點(diǎn)與其他課程有復(fù)雜的聯(lián)系。教師在課程講授中，難免會(huì)出現(xiàn)有些內(nèi)容重復(fù)講授，而有些內(nèi)容在各門課程中都沒有深入闡述的情況，因此，將傳感器技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)兩門課程的主要內(nèi)容有機(jī)地整合為一門課程，整合后的課程從系統(tǒng)角度出發(fā)，以具體的檢測(cè)實(shí)例入手提出檢測(cè)問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并使學(xué)生認(rèn)識(shí)到傳感器的重要性及意義所在。[3]針對(duì)學(xué)校的石化特點(diǎn)，筆者首選化工檢測(cè)問題，其次是生產(chǎn)、生活問題，全面介紹傳感器、檢測(cè)技術(shù)，并將更多的學(xué)時(shí)用于介紹現(xiàn)代檢測(cè)方法和以化工為背景的系統(tǒng)實(shí)例，更貼近于工程實(shí)際。[4]虛擬儀器[5]是一種計(jì)算機(jī)技術(shù)介入儀器領(lǐng)域所形成的富有生命力的儀器，將之應(yīng)用于檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)、在線、靈活、方便的檢測(cè)，節(jié)省用戶的開發(fā)時(shí)間，提高測(cè)量的精度。同時(shí)通過對(duì)不同傳感器信號(hào)的采集，A/D轉(zhuǎn)換，分析并采用虛擬儀器使檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)便實(shí)用，人機(jī)界面采用LabVIEW的編程語(yǔ)言讓學(xué)生容易掌握且富有個(gè)性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中充分體驗(yàn)到了檢測(cè)和過程控制的樂趣，是對(duì)傳感與檢測(cè)課程知識(shí)的擴(kuò)展與延伸，虛擬儀器使學(xué)生更深入地了解課程的理論及應(yīng)用，同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)虛擬儀器和實(shí)現(xiàn)虛擬儀器測(cè)量功能的基本原理有更深入的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)采用由CSY2000系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、數(shù)據(jù)采集模塊與LabVIEW開發(fā)軟件及PC機(jī)構(gòu)成一個(gè)完整的虛擬儀器系統(tǒng)。CSY系列實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是用于提供各種傳感器、信號(hào)激勵(lì)源、處理電路；數(shù)據(jù)采集卡采集各類電量信號(hào)并傳輸給PC機(jī)，通過開發(fā)軟件編程組成各類不同的檢測(cè)系統(tǒng)如圖1所示。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生依據(jù)被控對(duì)象自行選擇傳感器，對(duì)所有來(lái)自傳感器檢測(cè)到的或者直接由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的各種信號(hào)，經(jīng)過預(yù)處理，由數(shù)據(jù)采集卡輸入通道完成數(shù)據(jù)采集，采用LabVIEW進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)、顯示等功能，這個(gè)過程讓學(xué)生完整地體會(huì)到過程檢測(cè)基本原理和方法。[6]使學(xué)生從信號(hào)的發(fā)生、采集、處理、顯示中得到訓(xùn)練，真正使學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力、設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力等綜合能力得到強(qiáng)化和提高。2.教學(xué)具體實(shí)施由于傳感器與檢測(cè)課程都是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此在教學(xué)上教師以工程實(shí)踐中最通用的測(cè)量案例和課堂實(shí)驗(yàn)為主線，采用項(xiàng)目教學(xué)，將教學(xué)目標(biāo)濃縮在項(xiàng)目中，以實(shí)際工程項(xiàng)目為對(duì)象，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分解，讓學(xué)生圍繞項(xiàng)目各個(gè)方面進(jìn)行討論。學(xué)生在討論過程中發(fā)現(xiàn)問題，分析問題最后解決問題，這樣完成了項(xiàng)目也就實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。項(xiàng)目教學(xué)導(dǎo)向由五個(gè)基本步驟構(gòu)成。（1）項(xiàng)目描述。項(xiàng)目要有明確的目標(biāo)，才能讓學(xué)生切身感受到學(xué)以致用的快樂，因此學(xué)生首先了解生產(chǎn)實(shí)際是項(xiàng)目教學(xué)的第一步，進(jìn)而才能得到實(shí)用的適合的項(xiàng)目主題，如在化工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要檢測(cè)和控制反應(yīng)釜中液體的溫度，使之能夠穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，才能得出可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)或是合格產(chǎn)品。同樣壓力監(jiān)控應(yīng)用也非常廣泛，如鍋爐蒸汽與水的壓力監(jiān)控，煉油廠減壓蒸餾的真空壓力監(jiān)測(cè)等等，而隨著工業(yè)水平的不斷提高和國(guó)家對(duì)環(huán)保的日益重視，對(duì)有毒、有害氣體的監(jiān)測(cè)也成為需要。根據(jù)這些工程應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的文獻(xiàn)檢索能力。通過生產(chǎn)調(diào)研、文獻(xiàn)檢索來(lái)撰寫調(diào)研報(bào)告，確定設(shè)計(jì)任務(wù)及思路，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生撰寫科技論文的能力。本項(xiàng)目以反應(yīng)釜中液體的溫度檢測(cè)為項(xiàng)目背景，說(shuō)明整個(gè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)在課程中的具體實(shí)施。（2）項(xiàng)目要求。根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)設(shè)定項(xiàng)目要求。在“反應(yīng)釜液體溫度檢測(cè)”這一項(xiàng)目中要求學(xué)生了解溫度測(cè)量的原理，掌握熱電偶、熱電阻和熱敏電阻的原理、種類、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，重點(diǎn)掌握熱電偶的基本定理、基本類型、溫度補(bǔ)償方法及使用熱電偶測(cè)溫的方法，掌握熱電阻內(nèi)部引線方式及其適用場(chǎng)合，熱敏電阻的電阻-溫度特性，并會(huì)使用分度表，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，并能根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)，以組或個(gè)人為單位，讓其在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目任務(wù)。（3）項(xiàng)目分析及設(shè)計(jì)。項(xiàng)目任務(wù)確定后，教師不急于講解，先讓學(xué)生分析討論，提出其中隱含的知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生在教師的引導(dǎo)啟發(fā)下理解掌握新知識(shí)，并運(yùn)用其解決相關(guān)項(xiàng)目問題。在檢測(cè)反應(yīng)釜中液體溫度這一項(xiàng)目中，溫度傳感器的選擇是一大重點(diǎn)。因?yàn)樵谑?、化工、冶金等領(lǐng)域，有相當(dāng)多的重要工藝是在高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕環(huán)境中實(shí)施的，因此對(duì)于傳感器的選擇，同樣也必須具有耐高溫、高壓及抗腐蝕的特點(diǎn)。這些都需要學(xué)生分析了解。其次，還需要讓學(xué)生解決以下問題：1）根據(jù)信號(hào)給傳感器選用調(diào)理電路；2）根據(jù)傳感器設(shè)計(jì)運(yùn)放、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換及選用專用芯片設(shè)計(jì)檢測(cè)電路；3）設(shè)計(jì)單片機(jī)與溫度傳感器接口電路并完成相應(yīng)軟件設(shè)計(jì)等。整個(gè)設(shè)計(jì)過程讓學(xué)生掌握檢測(cè)系統(tǒng)各部分的功能及其特性。項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成試驗(yàn)調(diào)試。采用模塊化結(jié)構(gòu)的CSY-2000實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用傳感器和相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K開展實(shí)驗(yàn)。再引入虛擬儀器開發(fā)軟件LabVIEW，完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、查詢程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)虛擬儀器開發(fā)。（4）項(xiàng)目完成。整個(gè)項(xiàng)目[7]框架為：被測(cè)信號(hào)→傳感器→信號(hào)處理板→數(shù)據(jù)采集卡PC/LabVIEW。在分析完每一步驟后，每組學(xué)生各自通過不同設(shè)計(jì)完成項(xiàng)目。項(xiàng)目完成流程：首先繪制電路原理圖，并根據(jù)需要列出元件儀器設(shè)備清單。其次學(xué)生自行選擇元器件組建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)及調(diào)試，再通過采用LabVIEW完成虛擬儀器功能。項(xiàng)目中LabVIEW采用串口通信方式，在LabVIEW平臺(tái)下采用標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出應(yīng)用程序接口VISA處理串口，同時(shí)設(shè)計(jì)前面板，如圖2所示，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及顯示，執(zhí)行程序可在屏幕上看到當(dāng)前溫度的動(dòng)態(tài)采樣值和圖表顯示及最高溫度、最低溫度、平均溫度顯示。并可實(shí)現(xiàn)溫度上限報(bào)警功能同時(shí)還可將采樣數(shù)據(jù)保存到用戶指定文件中。整個(gè)項(xiàng)目使學(xué)生從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)、從局部到系統(tǒng)、從硬件連接到軟件設(shè)計(jì)得到多方面的訓(xùn)練，既拓寬了知識(shí)面又提高了綜合能力。教師分階段及時(shí)跟進(jìn)，促其達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。最后，完成項(xiàng)目報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)步驟等方面的總結(jié)性闡述；還應(yīng)有對(duì)原始數(shù)據(jù)的記錄、處理及分析。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程拓展了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，拓寬了知識(shí)面，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性。（5）項(xiàng)目評(píng)估及考核。項(xiàng)目完成后，教師首先要求學(xué)生結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)行自我評(píng)估，由每組學(xué)生分別介紹項(xiàng)目實(shí)施的具體任務(wù)、目標(biāo)、方法以及收獲和體會(huì)。教師的評(píng)估除了考核項(xiàng)目成果外，還要指出學(xué)生項(xiàng)目整個(gè)過程中存在的問題及解決的方法，重點(diǎn)分析項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)掌握情況，[8]并總結(jié)、比較各組的特點(diǎn)，重在考核學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性和主動(dòng)性，包括與人合作的能力等，引導(dǎo)學(xué)生積極參與項(xiàng)目學(xué)習(xí)，掌握好基本技能。在評(píng)定學(xué)生成績(jī)時(shí)注重鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思想，及時(shí)表?yè)P(yáng)新思想、新創(chuàng)意、新方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)最佳的統(tǒng)一。

在實(shí)際教學(xué)中，這種基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式下“傳感器技術(shù)”與“檢測(cè)技術(shù)”課程整合已經(jīng)在逐步應(yīng)用，借助虛擬儀器技術(shù)進(jìn)一步豐富了教學(xué)內(nèi)容，淡化了理論教學(xué)，強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)及應(yīng)用，這些改進(jìn)使學(xué)生更透徹地掌握了理論知識(shí)，極大地?cái)U(kuò)展了課程知識(shí)，開闊學(xué)生視野，同時(shí)增強(qiáng)他們的動(dòng)手、創(chuàng)新、交流和組織的能力，真正培養(yǎng)了技能，提高了綜合素質(zhì)和學(xué)生參加課外科技活動(dòng)的興趣和信心。測(cè)控2007級(jí)至2009級(jí)學(xué)生中超過30%的學(xué)生參加了課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，包括積極參加校級(jí)電子科技大賽、省級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽等等，例如結(jié)合當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等研究熱點(diǎn)完成環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居等等，并獲得很好的獎(jiǎng)項(xiàng)?？梢?，課程改革已取得了初步的成效，當(dāng)然，在實(shí)施過程中也遇到一些問題，例如設(shè)備資金不足、師資力量欠缺等等，還需不斷改進(jìn)、完善、實(shí)踐，進(jìn)一步全面提高學(xué)生的綜合能力。

本文作者：徐小玲劉美工作單位：廣東石油化工學(xué)院