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课程发展
教学内容
教学条件
教学方法与教学手段
教学效果
 
课程在本专业中的地位

    西南石油大学是以石油天然气及其配套学科为优势和特色、以工为主的工程技术大学,随着科学技术的发展,现代石油天然气工业是知识、设备、技术密集型行业,石油天然气的勘探、开发、储运和加工处理过程的自动化程度越来越高,对传感器与传感器技术的依赖性越来越大,传感器技术在工科学生人才培养中的地位和作用也越来越重要。根据专业培养目标和技术要求,《传感器原理与设计/应用》是测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及其自动化、机电一体化等专业(年招生超过400人)的一门重要的专业技术基础课程和其它工程技术专业的选修课程;传感器技术还是油气储运工程、化学工程与工艺、燃气输配工程等专业仪表与自动化课程的重要内容。《传感器原理与应用》课程对培养学生自动检测、自动控制及生产过程自动化设计具有相当重要的作用。由于传感器技术涉及数学、物理、工程材料与工程力学、电子技术等多学科知识,因此,它在相关专业的人才培养、课程建设和教学改革中具有相当重要的基础作用。
    本课程的任务是使学生掌握:传感器的基本概念及其基本特性(静态、动态特性);传感器的标定和校准方法;各类传感器(电阻应变式、电感式、电容式、压电式、磁电式、热电式、光电式、数字式、磁敏、光纤、气敏、湿敏传感器等)的转换原理、组成结构、特性分析、设计方法、信号调理技术及其在日常生活和现代生产过程中的典型应用;了解新型传感器与传感器技术的发展趋势;加强实践环节训练;建立完整、系统的传感器与传感器技术的整体概念,培养学生设计开发工程参数自动检测与自动控制系统的实际能力和创新意识。

教学过程组织实施方法:

    教学中,对不同专业、不同学时的传感器技术课程教学,集体讨论教学内容和教学重点,确保基本知识、基本技能的掌握,并结合专业和工程实际学以致用。教学过程中,尽可能地在课堂讲授传感器知识时,向学生演示相关的传感器实物,并辅以传感器动画演示,首先增加学生的感性认识,激发学习的学习热情;加强传感器技术课程与其它课程的联系,如物理学、工程力学、模拟与数字电子技术、计算机数据采集与接口技术等,增强自动检测与自动控制系统的设计与应用能力;课程实验实行开放式实验,增强学生独立操作的实际动手能力;由于传感器的种类繁多,增加传感器演示实验内容,以开拓学生的视野;加强传感器技术课程教学的课后延伸,如课外科技活动、开放实验,生产实习、大学生电子设计制作竞赛、毕业设计等,结合日常生活和生产过程中的实际情况,选用适当的传感器,设计制作自动检测与自动控制的实用小系统。

1.理论教学,50学时

    (1)传感器的基本概念及其基本特性,【4学时】;
    (2)各类传感器的转换原理、组成结构、基本特性分析、设计方法、信号调理技术及其在日常生活和现代生产过程中的典型应用,44学时:
      · 电阻应变式传感器【4学时】
      · 电感式传感器【6学时】
      · 电容式传感器【4学时】
      · 压电式传感器【4学时】
      · 磁电式传感器【2学时】
      · 热电式传感器【4学时】
      · 光电式传感器【6学时】
      · 磁敏传感器【4学时】
      · 数字式传感器【6学时】
      · 气体传感器【2学时】
      · 湿度传感器【2学时】
    (3)传感器的标定和校准方法,【2学时】
    (4)新型传感器技术,(选学,【4学时】)

2.实验教学,14学时

课程的重点:

    传感器转换原理、基本特性分析和标定、信号调理技术、典型工程应用;

难点:

    传感器特性定量分析、信号调理技术和设计方法。
    教学过程中尽可能增加课堂演示实验内容,增强学生对传感器转换原理和特性的理解;改革教学方法和教学手段,采用传统的理论推导板书与CAI教学相结合的方法,提高授课质量和增大课程信息量;制作网络课件,加强课程学习延伸;增大学生习题量,制作传感器课程解题指导,加强课后辅导,加深课程内容的理解;开放实验室,加强课程实验,巩固和拓展课堂教学内容;优选传感器设计制作项目,广泛开展课外科技创新活动,提高学生的学习兴趣。

    传感器原理与应用课程是一门与工程技术结合紧密、实践性很强的专业技术课程,实践教学环节相当重要。传感器技术实验涉及主要传感器的信号检出、信号调理、数据采集和显示技术,实现非电量的电测。实验项目涉及主要传感器内容,要求学生通过实验掌握各类传感器的转换原理、技术特性及其结构;掌握传感器信号调理及传感器信号的计算机数据采集与接口技术。最终实现生产过程参数的自动检测,为后续课程“过程控制与仪表”、“计算机控制技术”、“仪表自动化”等奠定基础。

实践环节教学设计:

    课程实验(以验证性实验为主)+课外科技活动(开放实验室、开放性实验项目和电子设计制作竞赛等,以设计性实验为主)+专业技术实习(以综合性实验为主)+毕业设计(利用传感器设计、制作自动检测与自动控制小系统)。

实践环节教学成果:

    通过多种环节增强学生的实际动手能力和创新意识的培养,近年来收到较好的效果。获大学生电子设计竞赛国家二等奖3队,省一等奖13队;大学生智能汽车竞赛国家二等奖7队;大学生教育/服务机器人竞赛国家二等奖3队、三等奖1队。