檢測原理與技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒治?/h1>

時間：2022-11-30 09:04:26

導(dǎo)語：檢測原理與技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒治鲆晃膩碓从诰W(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。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思想

中國礦業(yè)大學(xué)的檢測原理與技術(shù)課程在教學(xué)過程中主要涉及電阻應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、熱電式、光電式以及磁電式傳感器。為了增強(qiáng)學(xué)生對該課程中所學(xué)傳感器的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識的能力，設(shè)計(jì)一些相關(guān)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在完成理論知識和一些基本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展工程問題為導(dǎo)向的創(chuàng)新性應(yīng)用課題研究，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的目的。

2創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

為了能夠按時按量地完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生親自動手應(yīng)用所學(xué)傳感器設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)用電路的預(yù)期目標(biāo)，開展了創(chuàng)新設(shè)計(jì)型課題研究。

2.1基本技能訓(xùn)練

本文提出的創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)貫穿整個檢測原理與技術(shù)的課程學(xué)習(xí)。在課程開始就給學(xué)生進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)的布置及設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo)?？紤]到大部分學(xué)生并未接觸或參與過實(shí)際工程項(xiàng)目，因此課程前期老師作為引導(dǎo)的主體，需要傳授相關(guān)設(shè)計(jì)方法及實(shí)驗(yàn)基本技能，以提升學(xué)生基本的科研素質(zhì)。

2.1.1文獻(xiàn)調(diào)研

為學(xué)生講授文獻(xiàn)檢索和資料查詢的方法，指導(dǎo)學(xué)生熟練使用學(xué)校購買的各類科技文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫。之后，配合理論教學(xué)進(jìn)度，要求學(xué)生圍繞傳感器的工程應(yīng)用開展文獻(xiàn)檢索與閱讀，并撰寫文獻(xiàn)閱讀報(bào)告。此過程讓學(xué)生對傳感器的實(shí)際應(yīng)用有初步了解，并在文獻(xiàn)閱讀的過程中對要設(shè)計(jì)的課題有初步的調(diào)研和思考。

2.1.2軟件操作技能

主要涉及一些電路設(shè)計(jì)和仿真軟件的使用，如Protel、Multisim以及Proteus軟件。根據(jù)學(xué)校制定的本科培養(yǎng)方案，前兩種軟件在先修課程中已經(jīng)為大多數(shù)同學(xué)所掌握，這為創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展提供了很大的便利。Proteus軟件是相對比較好入門的一款電子電路仿真設(shè)計(jì)軟件，可以通過1～2次課的時間為同學(xué)做介紹，課后讓同學(xué)們利用個人電腦或?qū)W院機(jī)房熟練掌握。

2.2實(shí)驗(yàn)選題

創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁_(dá)到預(yù)期目標(biāo)，選題質(zhì)量至關(guān)重要。設(shè)計(jì)題目既要很好的應(yīng)用所學(xué)的傳感器知識，并對相關(guān)傳感器的測量電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，又不能難度太大而影響學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣。實(shí)驗(yàn)選題一般在主要傳感器的原理介紹完之后進(jìn)行。選題方法沒有嚴(yán)格要求，題目可以來源于老師提供的設(shè)計(jì)題庫，也可以是學(xué)生在文獻(xiàn)閱讀過程中感興趣的題目，或者也可以針對日常生活中需要解決的問題而提出的應(yīng)用傳感器的設(shè)計(jì)方案等，所應(yīng)用的傳感器也不僅限于課上所學(xué)傳感器，鼓勵學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力。本文根據(jù)所學(xué)傳感器知識明確了設(shè)計(jì)的基本要求，并提供了一些供學(xué)生選擇的設(shè)計(jì)題目。設(shè)計(jì)題目主要基于傳感器的測量電路，并結(jié)合學(xué)生所學(xué)的單片機(jī)知識，而且很多實(shí)驗(yàn)可以在相應(yīng)的仿真軟件進(jìn)行仿真和驗(yàn)證，我們鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生做出實(shí)物，以鍛煉他們的動手能力。本文確定的上述設(shè)計(jì)題目，大多涉及應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行智能控制，這不僅能夠讓學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，在完成傳感器創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)計(jì)的同時，能熟練地應(yīng)用單片機(jī)。在此過程中，學(xué)生對單片機(jī)原理及應(yīng)用也有進(jìn)一步的理解和認(rèn)識，還為以后學(xué)生參加機(jī)器人大賽及電子設(shè)計(jì)大賽等打下基礎(chǔ)。

2.3實(shí)驗(yàn)進(jìn)程管理

根據(jù)檢測原理與技術(shù)的教學(xué)大綱安排，學(xué)生須在確定選題后的兩周內(nèi)完成相應(yīng)設(shè)計(jì)并提交設(shè)計(jì)成果。考慮到很多學(xué)生是第一次參與這樣的實(shí)際電路的設(shè)計(jì)，因此采取2～3人為一組的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣可以縮短設(shè)計(jì)的時間。組隊(duì)時采取自由組合方式，組內(nèi)成員必須分工明確，每一部分都必須有相應(yīng)的設(shè)計(jì)進(jìn)度報(bào)告、文獻(xiàn)閱讀報(bào)告、硬件電路設(shè)計(jì)原理圖、軟件設(shè)計(jì)流程圖及程序、電路調(diào)試及最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。每一階段在最后的成績中都有對應(yīng)的分?jǐn)?shù)。在學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)的四周內(nèi)，增加答疑次數(shù)，同時還通過網(wǎng)絡(luò)答疑的形式隨時對同學(xué)們設(shè)計(jì)過程中遇到的問題進(jìn)行引導(dǎo)和解答，為學(xué)生設(shè)計(jì)任務(wù)的完成提供支持。

2.4考核方式

本文提出引入創(chuàng)新性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并在這個過程中讓學(xué)生很好地理解和掌握所學(xué)的知識，能做到學(xué)以致用。本文在強(qiáng)調(diào)最終結(jié)果的同時，更注重學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的整個過程。在最終考核時，本文要求每一組學(xué)生就自己的課題設(shè)計(jì)過程中的硬件方案選擇、軟件程序設(shè)計(jì)思想和最終的調(diào)試過程等進(jìn)行答辯，包括設(shè)計(jì)過程中遇到的一些問題以及解決這些問題的方法等。答辯時組內(nèi)成員均參加答辯，各人就自己負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行講解。根據(jù)學(xué)生答辯過程的情況和他們最終取得的結(jié)果確定最終成績。整個設(shè)計(jì)過程不僅考查了學(xué)生對于課程所學(xué)習(xí)知識的掌握，同時還給學(xué)生提供了一個展示自己的工作平臺，以答辯的形式對自己所做工作進(jìn)行介紹。在多年的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)目前的大學(xué)生在這一方面非常缺乏鍛煉，而這一能力的訓(xùn)練對于學(xué)生以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)以及最終走向工作崗位均具有非常重要的意義。

2.5教學(xué)分析

大學(xué)教育的目的在于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識并運(yùn)用知識的能力，通過鍛煉學(xué)生的自我學(xué)習(xí)，運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。本文提出將創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)引入檢測原理與技術(shù)課程中的目的正是在于此?，F(xiàn)在就本課程創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過程中反映出來的問題進(jìn)行分析。在本課程中開設(shè)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)很受學(xué)生歡迎，工作熱情非常高，但是限于課程時間的限制，很多學(xué)生無法完成所設(shè)計(jì)電路的實(shí)物。在后續(xù)過程中為相關(guān)的學(xué)生提供各種條件，支持學(xué)生去完成相關(guān)的設(shè)計(jì)，很多學(xué)生基于本門課程的設(shè)計(jì)題目申請中國礦業(yè)大學(xué)創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，其中不乏一些成功案。例如“基于渦流傳感器的礦用振動篩缺陷檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“基于紅外傳感器的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)”“基于電容式傳感器的糧倉濕度檢測系統(tǒng)”“汽車輪胎胎壓監(jiān)測系統(tǒng)”以及“智能循跡小車設(shè)計(jì)”等一系列的項(xiàng)目已經(jīng)獲得中國礦業(yè)大學(xué)、江蘇省乃至國家級的創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的支持。設(shè)計(jì)過程中積累的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)在學(xué)生的后續(xù)深造或工作過程中都產(chǎn)生了非常積極的影響。

3結(jié)束語

本文提出將創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)引入檢測原理與技術(shù)課程教學(xué)中，分別從教學(xué)指導(dǎo)思想、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。此類創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的引入能讓學(xué)生很好地將所學(xué)理論知識與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。同時，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是以小組的形式開展實(shí)施，這要求學(xué)生之間的密切配合和溝通，這對于培養(yǎng)和提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識有很大的作用。

作者:曹丙花 童敏明 董海波 唐守鋒 單位:中國礦業(yè)大學(xué)