智能小车在传感器理实一体化教学中的应用

王雨峰

摘 要：传感器课是航空电子专业的一门重要课程。本文探讨如何将智能小车作为实训任务应用于传感器理实一体化教学，改革传统教学方式，以培养应用型技能人才。

关键词：智能小车 传感器 实训教学

一、教学内容改革

笔者学院采用《传感器与检测技术（第2版）》（工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目）作为教材，配合THQC-2型传感器系统综合实验仪作为传感器理实一体化教学内容。 传统教学中，教师遵循教材内容和实验设计，从传感器基础知识、工作原理到实验验证，耗费大量课时，学生疲于应对不同类型的传感器，没有真正理解什么是传感器、如何选择和使用不同类型的传感器；教学过程不够直观生动，实验设计缺乏吸引力，难以调动学生学习的热情，导致教学效果不理想，并影响到后续课程的学习。

智能小车是现代工业技术的新发展，为实现显示时间、速度，具备自动寻迹、寻光、避障功能，变速行驶、准确定位停车、声控和远程传输图像等功能，运用到光电传感器、避障传感器、光线传感器、红外检测传感器、加速度和陀螺仪传感器、热电偶传感器、超声波测距传感器、视觉传感器、数字温度传感器和火焰传感器等类型的传感器。把智能小车设计成任务模块，贯穿整个传感器实训教学，可以有效地激发学生的学习兴趣，培养学生独立分析问题、解决问题能力、自学能力和实践动手能力。

二、教学过程改革

传感器理实一体化教学采用任务驱动法，把智能小车作为实训内容，根据课时数合理设计递进的任务模块（见表1），以学生为中心，通过小组相互协作，主动探索解决问题，获得成就感，激发学生的求知欲，形成良性循环。

表1 基于智能小车的传感器任务模块设计

序号 任务模块 对应课程内容

1 智能小车演示 基础知识

2 温度传感器模块 电阻式传感器

3 接近开关模块 电容式传感器

4 避障传感器模块 光电式传感器

5 测速传感器模块 霍尔传感器

6 声控传感器模块 压电式传感器

7 测距传感器模块 超声波传感器

8 智能小车技能竞赛 成果展示

现以智能小车的避障传感器模块为例，介绍任务驱动对教学过程的改革。

1.布置任务

智能小车在前进过程中如何实现自动避让障碍物？要求学习光电式传感器内容，实现智能小车在距离障碍物20cm时刹车减速的功能。任务明确，激发学生的求知欲，有目标地进行学习。

2.确定设计方案

学习光电式传感器的知识，认识能够把光通量转换为电量的光电管、光敏电阻等光电元件。分小组结合已学知识，设计避障方案，经过集体讨论和教师引导，选用红外避障传感器模块，电路设计如图1所示。

图1 避障传感器模块电路图

图2 避障传感器组装的实物图

3.模块组装和调试

学校统一采购教学用的智能小车和传感器模块，学生根据确定的设计方案，通过小组协作，正确识别元器件，分析电路图，完成模块的组装焊接（见图2）。在教师的指导下，配合智能小车进行模块功能的调试，实现任务要求。

4.考核和总结

教师根据各组设计的方案、组装调试和最终成品，进行综合评分。组织小组讨论，归纳过程中的困难与问题，总结解决的方案，吸取教训，分享成果。

5.智能小车技能竞赛

学生通过传感器理实一体化的实践训练，努力攻克一个又一个任务模块，掌握智能小车的控制系统，获得成就感，提高自信心。学生积极参加学院每年科技节的智能小车技能竞赛，在比赛中灵活运用所学知识，勇于挑战自我，完成更高难度的智能小车，努力获得优秀成果。

三、小结

通过智能小车在传感器理实一体化教学中的应用，转变传统教学理念，改进教学内容和过程，对部分知识做出取舍，递增任务难度，强化实践运用能力，调动全体学生的积极性，让学生在“学中做、做中学”，提升学生的技能水平，培养更符合企业需求的高技能型人才。

（作者单位：江苏省交通技师学院）