要实现教学大纲的要求, 必须培养学生学习的兴趣和提高分析问题、解决问题能力。传统教学中以老师为主的照本宣科易造成学生的依赖心理, 缺乏学习的主动性和积极性。因此, 我在《电气测量》非电量的测量教学中针对学生的实际情况, 整合教学内容, 贴近生活实际, 力避深奥的理论, 让学生多想、多看、多做, 培养学生的兴趣和提高分析问题、解决问题的能力, 激发学生学习的主动性和积极性, 掌握传感器知识和应用能力。在教学中, 我采用以下教学方法。
教师要善于巧妙地把教学内容转换为潜在意义的实际问题情境, 注意到所学知识与实际问题间的内在联系, 让学生在身临其境中发现问题, 从而产生探求知识的兴趣和主动参与的激情, 培养学生的学习能力。
在一些特殊的场合如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等都要用到传感器。“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和器官一样, 源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息, 成为人们认识自然、改造自然的有利工具。它广泛应用于工业、农业、国防和科研等领域。通过了解传感器的发展趋势, 让学生坚定探究学习的对象。
我在上课前, 例举了“养猪不用人工”和“自动增氧养螃蟹”来激发学生的兴趣。同学们一听精神倍增, 注意力都集中起来了。这是如何实现的呢?原来猪耳朵上有一小牌, 作为猪的身份证, 用光电传感器进行读取;自动增氧靠的是池塘里的气敏传感器来检测氧气的浓度, 揭开传感器神秘的面纱。通过这样创设情境, 使学生产生探求知识的兴趣和主动参与的激情, 明确要学习的对象, 由“要我学”转变为“我要学”。
什么是传感器?它是如何工作的?传感器就是能将被测的非电量如压力、温度、湿度、流量、转速、烟雾、光、声等转换成与其有一定关系的电信号的器件或装置, 就可以方便地进行测量、传输、处理和控制。笔者在教学中以“自动化无饲养员生猪养殖场”举例说明。生猪并没有专职饲养员一一投喂, 而是由一名操作工开动装置, 饲料就从猪舍外的饲料塔中通过管道传送到猪舍内, 而且每头猪吃的饲料量均实现精确平均控制。这里用到的传感器是光电传感器。猪圈上装有智能识读器。它们能采集“耳标”上记录的各项指标数据并回传到监控室, 进行实时处理, 通过电脑或手机短信远程控制, 自动开启物和人时时相连的网络。
要求学生结合不同传感器的实际应用区别它们的特点。如同一测量对象可以采用不同的传感器, 同一传感器可应用于不同的测量对象中。从而能对传感器的实际应用及选择有明确的意识。例如测量转速可以采用涡流式传感器、霍尔式传感器或磁阻式传感器;电容器可以变化的量很多, 故电容式传感器可以测量角度、压力、位移等非电学量。这就要鼓励学生在以下两个方面下功夫。
在老师的指导下, 学生带着问题阅读课本中的内容, 例如涡流式传感器、霍尔式传感器、磁阻式传感器分别如何测转速?并对所探究的问题进行整理归纳, 认识传感器是把什么样的非电量转化为什么样的电量。除了教材以外, 还可以让学生在图书馆或书店阅读报刊杂志如《电子报》、《电子世界》等来补充学习, 进一步巩固传感器的实际应用及选择。
传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。通过让学生与生活实际的观察, 来体验传感器的应用。例如日常生活中具有触摸屏功能的产品如手机、电脑显示屏等, 用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图标或文字就能实现对主机操作, 从而使人机交互更为直截了当。再如, 电视机的遥控器是如何进行遥控的?自动洗衣机如何自动洗衣服的?电饭煲中控制加热和保温如何实现的?自动干手机、自动洗手机、宾馆等公众场合使用的烟雾报警器, 自动门、路灯会随着黄昏光线的减弱而亮起来、楼道的照明、收费站的电子秤、防盗门、自动抽油烟机、话筒等等, 都是把非电量转换为电量进行测量。通过多看来主动探究知识, 真正领会知识与规律的内涵, 使知识体系往纵深发展, 这样才能让学生做到知其然, 还要知其所以然, 激发学生学习的兴趣和提高分析问题、解决问题的能力。
增加实践课程的课时数, 让学生自己动手做实验, 实际上也包含了思维与探究的过程。实验内容的结构采取“认知型”实验与“探索型”实验、演示实验与学生分组实验或师生协作实验的有机结合。例如光敏传感器的实验, 安排了两个步骤。
第一步“认知”:认识制作光敏传感器的元器件光敏电阻。
学生两人一组, 用万用表的欧姆挡分别在暗环境和强光照射下测量光敏电阻的阻值。测量结果:光敏电阻在暗环境下电阻值很大, 强光照射下电阻值很小。结论:光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为不同电阻值这个电学量。
第二步“探索”:光敏电阻在路灯自动控制中的应用。按图1能够对元器件做正确选择、正确安装, 改变光线强弱, 观察现象, 并加以分析原理。
原理如下:V1为触发二极管, 触发电压为约为30V左右。在白天, 光敏电阻的阻值低, 其分压低于30V (A点) , 触发二极管截止, 双向晶闸管V2无触发电流, 呈断开状态。晚上天黑, 光敏电阻阻值增加, A点电压大于30V, 触发二极管导通, 使双向晶闸管呈导通状态, 电灯亮。R1、C1组成RC吸收电路, 防止电源的瞬间过压损坏双向晶闸管。
学生通过实验提高了学习的积极性和主动性, 培养了学习的兴趣和提高了分析问题、解决问题的能力。循序渐进地学习, 较好地掌握了传感器的内容, 从而提高了教学效果。我多年的教学中转变教育观念, 给学生留下时间、空间和机会, 放手让学生大胆地去想、去看、去做, 师生互动交流, 活学活用, 发挥学生的主体地位, 在感知体验和解决实际问题中学习, 扎实有效地培养学生的学习兴趣和提高分析问题、解决问题的能力。部分学生毕业后在冷冻厂从事有关传感器应用的工作, 有的学生在管理小区监控系统, 都能胜任工作, 做到独挡一面。
摘要：本文总结了传感器的教学过程中采用让学生多想、多看、多做, 来培养学生学习的兴趣和提高分析问题、解决问题的能力。
关键词：教学,多想,多看,多做
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