
1、课程目标
(1)课程地位与作用
1)课程地位:“自动检测技术及应用”课程在机电一体化专业、应用电子技术专业中是作为培养学生实践动手能力的主干课程之一。是和岗位对接的课程,其教学内容来自于岗位实践,作为核心技术课程,学生将会获得自动检测技术综合应用能力,现场排除故障能力和工程应用能力。
2)课程标准:通过基于工作过程的精品课程建设思路,结合“理论与实践一体化”,形成就九个大项目,42个任务,实行“项目引导-任务驱动”教学模式,以工作情境为支撑,以工作结构为框架,融“教、学、做”为一体,适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新材料、新设备、新标准。熟练选择、应用、维护、安装、调试各类传感器。实现专业教学与学生就业岗位实现最大限度的对接。学生学习该课程时,必须在学完电工基础、数字电子技术、模拟电子技术、单片机原理、可编程控制技术等课程后,才能更好地掌握自动检测技术及应用课程由检测技术的基本知识,传感器的基本原理和应用方法等知识和技能。学生必须学好自动检测技术及应用课程,才能学好自动控制系统、机器人技术等专业课程。
3)课程作用:本课程在应用电子技术专业、机电一体化专业已开设多年。它不仅为学生毕业后的工作提供充分的理论准备,也为今后解决工程实际问题和参加科学研究打下坚实的基础。但由于专业方向不同,在教学内容侧重点上有所区别。课程建设一直在进行,并初见成效。教学大纲根据教学计划进行了几次调整;选用了几个不同版本的高职高专规划教材;与工厂企业合作由他们提供检测设备、派出专家来学院合作办班,如:学院与远大公司合作开设的 “远大达新班”。出版了校本教材、实训指导书;把自动检测实训室建成了标准化实训室,实训设备除满足电类专业的各项教学以外,还为学生提供自主设计实训、创新和开发性的实训服务。
(2)课程目标与专业培养目标
1)“自动检测技术及应用”课程在专业培养目标中的定位与课程目标
“自动检测技术及应用”课程的授课对象为即将成为机械及电气设备等行业生产第一线的技术人员的3年制学生,讲授各种工业中常用的传感器技术、测量技术、数据处理、综合应用技术等内容。它将给予高职高专学生岗位所需要的“实务”能力,包括必须的理论知识、数据处理能力、读图能力、按图纸装配大型设备并调试其中的传感器的能力、综合在校期间所学课程知识,并配合工程师共同完成系统设计的能力,完成综合性的毕业设计的能力等。该课程较注重实作和技能的培养,也注意学生的思考能力和创造力的培养。
2)构建“校企合作、工学结合”的建设模式
以岗位作业流程为导向,加强职业能力和综合素质的培养,学生为中心,项目驱动,构建“校企合作、工学结合”的建设模式。以专业带头人为龙头的专业建设和课程建设团队,进行岗位分析和现场项目分析,优化人才培养方案。以专业名师、专业骨干教师、现场专家为核心的一流“双师”专业团队,分解岗位作业流程,引入现场项目形成课程内容和教学方法。
3)本课程的专业培养目标
本课程面向机电设备与自动线生产第一线,培养德、智、体全面发展的高素质技能型专门人才。以岗位技能为主线开展技能培养的课程设计理念;建立以实践为主,实践带动理论、实践贯彻整个教学过程的教学原则,树立理论教学为实践教学服务的理念,注重学生职业能力的培养,将职业岗位应具备的知识目标、技能目标和情感目标,定位于教学各环节中,强调知识的理解和应用,启迪学生的思维,培养学生分析和解决问题的能力,重视机电行业国际化条件下市场变化、新产品、新技术、新设施设备的重要作用。熟练选择、应用、维护、安装、调试各类传感器。
2、课程内容与结构
(1)课程内容
经过几年的专业建设,学院提出面向未来人才市场需求,以服务为宗旨,以就业为导向,走工学结合、校企合作的新的办学模式。每个专业都要明确专业的若干个核心技术和英语、计算机工具能力培养目标。学生在学完电工基础、模电、数电等课程作为核心技术课程,通过学院“相互平行,融合交叉”的理论与实践教学体系以及“教、学、做一体化” “工学结合为模式,工作过程为基础,形成就九个大项目,42个任务,实行“项目引导+任务驱动”教学模式,学生将会获得自动检测技术综合应用能力,现场排除故障能力和工程应用能力。课程内容开发流程如图1。每届学生400人左右。课程内容见表1。
图1 课程开发流程
表1 课程内容
| 模块序号 | 项目名称 | 任务序号 | 任务名称 | 课时安排 | |
| 理论 | 实训 | ||||
| 模块一 | 非电量检测与传感器技术基础 | 任务一 | 概述—了解课程内容 | 2 | |
| 任务二 | 掌握检测技术的误差 | ||||
| 任务三 | 了解传感器的定义、组成、分类 | 2 | |||
| 任务四 | 掌握传感器基本特性 | ||||
| 模块二 | 掌握传感器 信号处理技术 | 任务一 | 分析电桥与电桥电源 | 2 | 2 |
| 任务二 | 分析传感器信号放大电路 | 2 | |||
| 任务三 | 分析信号滤波电路 | 2 | |||
| 任务四 | 分析信号转换电路 | ||||
模块三 | 温度传感器 | 任务一 | 掌握温度测量基本知识 | 2 | 2 |
| 任务二 | 掌握热电偶传感器(重点)的原理、结构、应用 | ||||
| 任务三 | 掌握热电阻传感器的原理、结构、应用 | 2 | 2 | ||
| 任务四 | 掌握热敏电阻的原理、结构、应用 | ||||
| 任务五 | 掌握温度传感器的原理、结构、应用 | ||||
模块四 | 压力传感器 | 任务一 | 认识力学传感器中的弹性元件 | 2 | 2 |
| 任务二 | 掌握电阻应变式传感器的原理、结构、应用 | 2 | |||
| 任务三 | 掌握压阻式传感器的原理、结构、应用 | 2 | |||
| 任务四 | 掌握压电式传感器的原理、结构、应用 | 2 | |||
| 任务五 | 掌握电感式传感器的原理、结构、应用 | 2 | |||
| 任务六 | 掌握电涡流传感器的原理、结构、应用 | 2 | 2 | ||
| 任务七 | 掌握电容式传感器的原理、结构、应用 | ||||
模块五 | 磁敏传感器及应用 | 任务一 | 掌握霍尔元件结构 | 2 | 2 |
| 任务二 | 掌握霍尔元件的特性参数 | ||||
| 任务三 | 掌握霍尔集成电路的原理 | ||||
| 任务四 | 掌握霍尔传感器的应用 | ||||
模块六 | 光电、光纤传感器 | 任务一 | 掌握光电传感器及应用 | 2 | 2 |
| 任务二 | 掌握光导纤维传感器的原理、结构、应用 | ||||
模块七 | 数字式 传感器及应用 | 任务一 | 掌握光电编码器的原理、结构、应用 | 2 | 2 |
| 任务二 | 掌握光栅式传感器的原理、结构、应用 | ||||
| 任务三 | 掌握 磁栅传感器的原理、结构、应用 | ||||
| 任务四 | 掌握 感应同步器的原理、结构、应用 | ||||
模块八 | 其他新型 传感器 | 任务一 | 掌握湿敏传感器的原理、结构、应用 | 2 | 2 |
| 任务二 | 掌握气敏传感器的原理、结构、应用 | ||||
| 任务三 | 掌握超声波传感器的原理、结构、应用 | ||||
| 任务四 | 掌握热释电红外传感器的原理、结构、应用 | ||||
| 任务五 | 掌握色敏传感器的原理、结构、应用 | ||||
| 模块九 | 检测技术 的案例分析 | 任务一 | 分析检测技术在控制系统中的综合应用举例 | 2 | 2 |
| 任务二 | 带计算机的检测系统简介 | ||||
| 任务三 | 带计算机的检测技术应用实例分析 | ||||
| 任务四 | 了解传感器在现代汽车中的应用 | ||||
| 任务五 | 了解传感器在机器人中的应用 | ||||
| 任务六 | 掌握传感器在智能楼宇中的应用 | ||||
| 任务七 | 掌握电梯的运行管理 | ||||
1)内容模块顺序及课时分配
通过基于工作过程的精品课程建设思路,结合“理论与实践一体化”,形成就九个大项目,42个任务。内容模块顺序及课时分配见表1-2。
2)课程结构的特色
①课程建设充分体现工学结合的建设方式
为了更好地适应现代工业的发展和对高等工程技术应用性人才的需要,锻炼学生的工程实践能力,与校外企业建立了相对稳定的产学结合实习基地,推动教育改革的深入,培养优秀的工程技术人才。请现场专家担任本课程的指导老师。
在机电行业中聘请专家建立课程建设指导委员会,参与课程建设研讨、教材编写、实训设备制造等。
②课程结构符合高职高专专业教育特点
理论教学应体现以具备传感检测技术应用能力为目的,以知识的“必需、够用”为度,实践教学中内容与理论教学相配套,形成既符合教育教学普遍规律又兼顾生产实训较完整体系,体现高职高专教育特色。
③课程的重点、难点及解决办法解决办法:
A、采用一体化教学模式,加强实践教学,让学生多看,多做,重点多重复
B、加强老师们的业务学习,多到生产企业中锻炼,积累丰富的生产经验
C、加强产学研工结合,吸纳学生参与教师科研课题研究,拓展学生视野,为学生提供更多参与校内外实训基地日常管理和项目施工的机会,加强知识能力的实际运用和在真实生产情境和氛围下职业素质和职业能力的培养。
(3)课程实践教学
1)实践教学的设计思想与效果
实施“五化”设计思想。
课程项目化:进行项目化教学设计,按职业功能划分项目,通过目标、每个项目相对,作为一个完整的教学项目,便于教学,便于学生学习,便于操作考核。
教学一体化:理论和实践教学一体化、教学课堂和工作场所一体化、“教、学、做”一体化。(现场教室配多媒体)
内容任务化:每个项目下安排具体的工作任务,使课程内容具体化、显性化,以完成工作任务作为学习结果。
考试全程化:考试实行全程式考核。把期末集中一次考核决定学生成绩改为分次考核,每个项目结束时进行一次考核,不仅考核学生的理论知识和操作能力,也考核学生的操作过程,学生实践操作的过程也是考核的过程,改变一次考试定终身带来的问题。
实践职业化:把职业资格证书纳入教学计划的中,要求学生取得国家职业资格证书,用企业对员工的要求来要求学生,使学生在校期间能真正体验到职业情境,充分体现职业教育的要求与特色。
效果:
①经职业考核,国家中级“电工” 职业资通过率达98%,高级“电工”职业资通过率达90%。
②在毕业顶岗实习中就业率达90%。
③使学生通过本课程的学习,掌握常用传感器的基本原理、应用基础,熟练选择、应用、维护、安装、调试各类传感器。
通过这种现场教学,理论与实践相结合、讲与练相结合、不同实训场所相结合、行为引导教学法与项目教学、小组工作法相结合的教学方式,学生能够非常牢固的掌握专业技术与技能,自动检测技术已经成为我院机电类专业学生的“品牌”技术。
实训教学的改革思路是向小型多台、开放实训室的方向发展,并增加综合性、设计性实训项目,以培养学生的动手能力和创新思维,提高全面素质。现已开出8个开放实训项目,取得了提高学生学习兴趣和积极性的效果。
2)课程内容(详细列出实训或实践项目名称和学时)及选取依据
表2:实践项目名称和学时
| 序号 | 实 训 项 目 | 学时 | 实 训 内 容 |
| 1 | 移相器相敏检波器 | 2 | 掌握移相器、相敏检波器的工作原理和实际使用方法 |
| 2 | 热电式传感器(热电偶) | 2 | 观察了解热电偶的结构及其工作特性,学会查阅热电偶分度表 |
| 3 | 电炉温控系统实训 | 2 | 掌握电炉温控系统的实际应用方法 |
| 4 | 箔式应变片三种桥路性能比较 | 4 | 比较三种桥路的灵敏度,并做出定性的结论 |
| 5 | 差动变压器性能 | 2 | 了解差动变压器的基本结构及原理,并验证其基本特性 |
| 6 | 压电传感器的应用 | 2 | 了解压电传感器的结构及具体应用形式 |
| 7 | 霍尔式传感器的交流激励特性 | 2 | 了解霍尔传感器在交流信号激励下的特性. |
| 8 | 光电传感器的应用(光电转速测试) | 2 | 了解光电开关的原理与应用 |
| 9 | 电涡流传感器的应用 | 2 | 掌握电涡流传感器的应用的特点、方法 |
| 10 | 气敏、湿敏传感器 | 2 | 了解气敏、湿敏传感器的结构及应用 |
| 11 | 工业物流自动控制系统中传感器的应用 | 4 | 掌握工业物流自动控制系统中传感器的应用 |
| 12 | 电子秤的设计、制作 | 4 | 运用实训仪已有电路模块进行设计 |
① 设计实训训练
具体包括:根据给定设计要求,确定检测系统的初步方案、选择传感器、设计信号放大调理电路、设计与微机的接口电路。
②常规实训教学
实训教学的目的在于培养学生运用实训方法研究各种传感器原理及检测系统的能力。实训的内容根据教学的具体情况确定。
③ 综合性创新型实训(如设计、组装、调试电子秤,电炉温控系统等)
以项目任务为载体,实施课程理实一体化教学模式
依托我院省级机电一体化示范实训基地,以项目任务为载体,在仿真实训室或实训室实施理论实践一体化教学。每个教学单元(一个项目任务)的设计流程大致如图2。
3、教学方法与手段
(1)课程教学方法
1)现场教学
实训基地内都建设了现场教室(配有多媒体),在现场展示课堂内容,在课程老师和现场专家共同指导下,学生做到边学边做,边做边学,让学生增加感性认识,达到“百闻不如一见”的效果,增强对理论知识的理解。对于可操作的理论部分,使学生既获得直观切身感受,又有利于理解和记忆,教、学、做合一,手、口、脑并用,加强理论与实践的有效结合。这样既能提高学习的兴趣,明确学习目的,又能使学生认识到学以致用,扩大知识面。
2)教学理念变革
课程组成员结合课程特点和学院实训条件初步实现了理论教学形象化;技能教学行为化;实训内容项目化;实训设施仿真化;实训教材系列化;实训指导小组化。软件硬件结合,实训与工厂紧密衔接,实现工学结合的方法与手段。理论教学、实训、实习一体化;学一个项目就是掌握一种或多种综合技能;注重职业素质、学习能力和创新能力培养。积极探索适应“自动检测技术及应用”课程的“工学结合”的教学内容、教学方法和教学手段。课程建设时突出“以服务为宗旨,以就业为导向”的教学思想,从学科型体系向工作型体系转变,从学科知识逻辑到工作知识逻辑的转变,按照工作任务为中心、项目课程为主体的高职课程模式理念重构课程体系。
3)教学过程的质量保证体系
教学行政管理实行学院-系部-教研室三级管理模式。课程建设受学院学术委员会和专业建设委员会两级指导,教学日志的严格管理可以充分反馈来自教师和学生的意见。教学听课制度可以动态地反映教学实施过程的各个方面。专业建设委员会通过聘请来自企业的专业技术人员来确保教学目标不脱离实际。不定期地举办专业讲座和学术论坛,以活跃和争鸣学术观点,从而体现民主办学的思想。不断引进的新理念、最新教学资料和信息,保证了教学质量的不断提升。这些机制的综合运用和协调统一使课程质量得以充分保障。
4)该课程中常用的两种教学法
在课程的实训教学中大量采用“行为引导教学法”和“项目教学法”。
①行为引导教学法
行为引导,是指以行为或工作任务为主导方向的职业教育教学改革策略。行为引导关注培养学生的关键能力、综合职业行为能力与全面素质,自20世纪80年代以来,逐渐成为职业教育教学论中的一种新思潮,日益被世界各国职业教育界和劳动界的专家所推崇。
②项目教学法
在该课程的实训单元教学中完全采用项目教学法。项目教学的指导思想是将一个相对的任务项目交予学生完成,从信息的收集、方案的设计与实施,到完成后的评价,都由学生具体负责;教师起到咨询、指导与解答疑难的作用;通过一个个项目的实地进行,使所有学生能够了解和把握完成项目的每一个环节的基本要求与整个过程的重点、难点。
(2) 现代教育技术应用
采用现代化教学手段,不但能减少学时,增大信息量,而且还能激发学生学习兴趣,大大提高教学效果。“自动检测技术及应用”课程组采用了如下的现代化教学手段:
1)网络资源建设
我院建立了校园网,开展了教学和行政的网络化管理,实现了办公自动化。目前,“自动检测技术及应用”课程建设资源已分部上网,这些资源包括:课程的教学文件(大纲、教学方案和教学计划);电子讲稿;教学方案;实践教学资料等等。
2)现代化教学手段应用情况
课程组教师认真研究教学内容和课程重点,针对理论教学和实践教学不同特点采用多种教学手段。制作了“自动检测技术及应用”多媒体CAI课件,用于教师课堂授课使用。为了方便学生学习,把多媒体教室和实训室融为一体,在教学过程中用边教、边学、边做相结合的方法。同时、给教师教学工作准备大量辅助教具,如:从企业引进大量的传感器产品。课程组教师具有较强的应用现代教学技术的能力,我们利用PowerPoint软件开发了“自动检测技术及应用”多媒体CAI课件,担任该课程主讲的教师都能够熟练利用多媒体课件进行教学,并依据教学需要能够对课件进行及时的更新和增补。除在《自动检测技术及应用》课程中应用多媒体课件进行教学外,课程组教师还能够自主开发其他课程多媒体课件,并在教学中使用,课程组教师通过开发多媒体CAI课件,掌握了多媒体课件开发的方法和手段。
3)采用CAD制图
掌握CAD进行控制系统图的绘制,是专业人员的基本功,从我系CAD机房建立以后,机电一体化专业各届毕业生的毕业设计都要求采用CAD绘制图纸。
5、课程考核
(1) 考核标准与内容
《自动检测技术及应用》是机电类专业的专业主干课程,课程组建立了试题库、确定了考试方法、认真评定考试成绩。以体现职业能力为核心的课程考核标准;按课程模块考核,内容包括学生的知识、技能与态度等作为考核标准与内容。见附件“自动检测技术及应用”考核标准。
(2)考核体系的结构
图3 考核体系的结构
(3)考核方式与考试内容的改革主要进行如下探索:考核方式采取了平时与终考相结合、理论与实训相结合、技能与态度相结合、开卷与闭卷相结合、笔试与操作相结合、课内与课外相结合、教师与考证相结合、自评与互评相结合,实践考试中采用过程考核、工艺考核和功能考核相结合,并根据过程考核的思路在实训中采用实训档案考核法,考核内容注重知识的理解和应用,以提高技术应用能力和创新意识。
