《傳感器技術(shù)應(yīng)用》課程標準

《傳感器技術(shù)應(yīng)用》課程標準課程代碼[540265] 課程類別[專業(yè)核心課]學分[ 3.0] 學時[48]開課部門[信息工程系]適用專業(yè)[物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)]制定人[XXX]制定日期[202X年6月]審核人[XXX] 審核日期[202X年6月]一、課程性質(zhì)與任務(wù)本課程是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)必修的專業(yè)核心課程，是依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標和相關(guān)職業(yè)崗位（群）的能力要求而設(shè)置的，對本專業(yè)所面向的物聯(lián)網(wǎng)軟件工程師崗位所需要的知識、技能和素質(zhì)目標的達成起支撐作用。在課程設(shè)置上，前導課程有《傳感網(wǎng)基礎(chǔ)應(yīng)用開發(fā)》。本課程任務(wù)是使學生掌握各類傳感器的機理、結(jié)構(gòu)、測量電路和應(yīng)用方法，使學生建立完整的傳感技術(shù)的整體概念，培養(yǎng)學生組建非電測量和控制系統(tǒng)的實際能力?，F(xiàn)代化生產(chǎn)過程自動化程度越高，對傳感器的依賴性越大，傳感檢測技術(shù)在工科學生人才培養(yǎng)中的地位和作用也就越重要。二、課程目標（一）總體目標通過本課程的學習,一方面使學生掌握過程控制的分析方法，生產(chǎn)過程的控制方法及各種自動化儀表的選用和使用，為今后從事的實際工作打下必要的基礎(chǔ)。同時結(jié)合本課程的特點，安排了多個項目，項目內(nèi)容以本課程為核心，《傳感網(wǎng)基礎(chǔ)應(yīng)用開發(fā)》的項目應(yīng)用，完成方案設(shè)計、設(shè)備選型、原理圖與工藝流程圖的設(shè)計、開發(fā)與調(diào)試、設(shè)計說明書編寫與整理等，培養(yǎng)學生科學的思維方法、嚴謹細致的工作態(tài)度、產(chǎn)品的質(zhì)量意識、成本意識、技術(shù)創(chuàng)新意識、新技術(shù)的應(yīng)用能力以及分析與解決實際問題的能力，以適應(yīng)職業(yè)與技術(shù)發(fā)展的新形勢。使學生掌握成為高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才必須具備的過程控制基本概念、基本理論、基本技能，掌握常見過程控制系統(tǒng)方案組成、工作原理、工程應(yīng)用等應(yīng)用知識和工程能力。1.知識目標了解傳感器的分類與特性（靜態(tài)特性、動態(tài)特性與技術(shù)指標）；掌握常用傳感器工作原理、使用方法及應(yīng)用環(huán)境；理解溫度、壓力、液位、流量檢測系統(tǒng)等典型傳感器系統(tǒng)的工作原理和流程。2.技能目標能根據(jù)傳感器的靜態(tài)與動態(tài)性能和系統(tǒng)實際需求，熟練地選取適當?shù)某Ｓ脗鞲衅黝愋?型號，能讀懂或設(shè)計基本的傳感器系統(tǒng)電路圖，會設(shè)計基本的傳感器應(yīng)用系統(tǒng)，并調(diào)試成功。3.素質(zhì)目標通過各模塊開發(fā)過程，培養(yǎng)學生吃苦耐勞、細致認真、一絲不茍的工作作風；通過分組協(xié)作，培養(yǎng)學生團隊合作和與人交流、溝通的能力；通過項目實施中的作品展示，培養(yǎng)學生表達和展示自我的能力與意識；通過互相評分，培養(yǎng)學生欣賞別人的品質(zhì)；通過實驗室實施5S管理理念，從而培養(yǎng)學生形成規(guī)范的代碼編寫習慣、養(yǎng)成良好的職業(yè)行為習慣。三、課程設(shè)計（一）課程設(shè)計思路本課程是依據(jù)對相關(guān)行業(yè)企業(yè)的調(diào)研、參照物聯(lián)網(wǎng)職業(yè)技能鑒定規(guī)范、計算機等級考試標準、兼顧企業(yè)崗位就業(yè)群需要；并通過解析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)工程師崗位（群）的典型工作任務(wù)獲得。針對高職學生的認知特點，與行業(yè)企業(yè)專家合作進行課程項目設(shè)計與開發(fā)，形成從簡單到復雜的系統(tǒng)化教學項目，突出學生的教學主體作用，重視職業(yè)能力的培養(yǎng)，充分體現(xiàn)課程教學的職業(yè)性、實踐性和開放性，為學生編程能力的提高打下堅實的基礎(chǔ)。該課程打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科課程模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨ぷ鬟^程為線索組織課程內(nèi)容，并讓學生在完成具體項目的過程中學會完成相應(yīng)工作任務(wù)，并構(gòu)建相關(guān)理論知識，發(fā)展職業(yè)能力。課程內(nèi)容突出對學生職業(yè)能力的訓練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務(wù)完成的需要來進行，同時又充分考慮了高等職業(yè)教育對理論知識學習的需要，并融合了相關(guān)行業(yè)標準和職業(yè)資格證書對知識、技能和態(tài)度的要求。項目設(shè)計以學生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)為線索來進行。教學過程中，采取工學結(jié)合、課程設(shè)計等形式，充分開發(fā)學習資源，給學生提供豐富的實踐機會。教學效果評價采取過程性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合，理論與實踐相結(jié)合，理論考試重點考核與實踐能力緊密相關(guān)的知識，重點評價學生的職業(yè)能力。（二）課程內(nèi)容與教學要求1.課時分配表模塊名稱序號任務(wù)內(nèi)容學時分配備注模塊一初識傳感器1初識傳感器4模塊二溫度的檢測2電阻溫度傳感器83熱電偶溫度傳感器44集成溫度傳感器4模塊三力的檢測5電阻應(yīng)變式力傳感器46壓電式力傳感器87電感式力傳感器4模塊四物位與運動學量的檢測8電容式物位傳感器49霍爾傳感器410超聲波傳感器4總學時482.任務(wù)設(shè)計項目（或模塊）初識傳感器任務(wù)1初識傳感器學時理論實踐一體化4學習目標了解傳感器的概念、常見實現(xiàn)原理、分類及應(yīng)用；掌握傳感器的特性與指標；掌握傳感器選型的基本原則；能夠根據(jù)系統(tǒng)功能需求，分析選用的傳感器種類和類型。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1234567傳感器的作用傳感器的應(yīng)用傳感器的基本概念傳感器的分類傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢傳感器的特性與性能指標（難點）傳感器的選型（重點）向?qū)W生宣講嫦娥5號上面使用的各種傳感器，熏陶學生的愛國敬業(yè)精神講授法、演示法項目（或模塊）溫度的檢測任務(wù)2電阻溫度傳感器學時理論實踐一體化8學習目標掌握金屬熱電阻/熱敏電阻的測溫原理；了解熱電阻/熱敏電阻的結(jié)構(gòu)與分類；了解熱電阻/熱敏電阻傳感器的性能特點及典型應(yīng)用；掌握熱電阻傳感器檢測電路的設(shè)計方法及其各自特點。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1234567溫度與溫標熱電阻傳感器的結(jié)構(gòu)、分類熱電阻傳感器的性能特點（重點）熱電阻傳感器的典型應(yīng)用熱電阻傳感器的選用原則熱敏電阻傳感器的測溫原理熱敏電阻的分類與特性（重點）向?qū)W生宣講我國溫度傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法項目（或模塊）溫度的檢測任務(wù)3熱電偶溫度傳感器學時理論實踐一體化4學習目標掌握熱電偶的測溫原理和基本定律；了解熱電偶的結(jié)構(gòu)；了解熱電偶的常用溫度補償方法；了解熱電偶溫度傳感器的典型應(yīng)用。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注12345熱電偶的測溫原理熱電偶的基本定律（難點）熱電偶的結(jié)構(gòu)分類熱電偶的冷端溫度補償（重點）熱電偶的選取與校驗向?qū)W生宣講我國溫度傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法項目（或模塊）溫度的檢測任務(wù)4集成溫度傳感器學時理論實踐一體化8學習目標了解常見集成溫度傳感器；掌握DS18B20的特點、結(jié)構(gòu)、測溫原理；了解集成溫度傳感器的典型應(yīng)用。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1234集成溫度傳感器的種類典型集成溫度傳感器DS18B20的特點DS18B20的測溫原理DS18B20的典型電路向?qū)W生宣講我國溫度傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法項目（或模塊）力的檢測任務(wù)5電阻應(yīng)變式力傳感器學時理論實踐一體化4學習目標了解電阻應(yīng)變式傳感器的基本結(jié)構(gòu)；掌握電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理及測量電路；了解電阻應(yīng)變片式傳感器的溫度誤差及其補償。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注12345電阻應(yīng)變式傳感器的敏感元件：電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)電阻應(yīng)變片的工作原理：應(yīng)變效應(yīng)（重點、難點）測量電路的實現(xiàn)：電橋、振蕩器、放大器、相敏檢波器等電阻應(yīng)變片式傳感器的溫度誤差及常用補償方法電阻應(yīng)變片式傳感器的典型應(yīng)用向?qū)W生宣講我國力學傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法項目（或模塊）力的檢測任務(wù)6壓電式力傳感器學時理論實踐一體化4學習目標了解壓電效應(yīng)原理及常見具有壓電效應(yīng)的材料；理解壓電式傳感器的工作原理；能夠設(shè)計壓電式式傳感器的測量電路；了解壓電式傳感器的典型應(yīng)用。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1234壓電效應(yīng)常用壓電效應(yīng)材料：石英晶體、壓電陶瓷壓電式傳感器的原理壓電式傳感器的測量電路（重點）壓電式傳感器的典型應(yīng)用向?qū)W生宣講我國力學傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法項目（或模塊）力的檢測任務(wù)7電感式力傳感器學時理論實踐一體化8學習目標理解電磁感應(yīng)原理和電感式壓力傳感器的工作原理；了解自感式壓力傳感器的特性；了解差動變壓器式傳感器的特性；了解電感式傳感器的典型應(yīng)用。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注1234電感式壓力傳感器的工作原理自感式壓力傳感器差動變壓器式傳感器電感式壓力傳感器的典型應(yīng)用向?qū)W生宣講我國力學傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法項目（或模塊）物位與運動學量的檢測任務(wù)8電容式物位傳感器學時理論實踐一體化4學習目標掌握電容式傳感器的實現(xiàn)原理；了解電容式傳感器靈敏元件實現(xiàn)的方式；了解電容式傳感器的特點及典型應(yīng)用；掌握電容式傳感器檢測電路的設(shè)計方法。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注123456影響電容器電容量的因素（檢測原理）（重點）電容式傳感器的靈敏度及非線性特征電容式傳感器的等效電路電容式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路電容式傳感器的特點電容式傳感器的典型應(yīng)用向?qū)W生宣講我國物位傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法項目（或模塊）物位與運動學量的檢測任務(wù)9霍爾傳感器學時理論實踐一體化4學習目標理解霍爾效應(yīng)；了解常見的霍爾元件；掌握開關(guān)型和線性型霍爾傳感器的實現(xiàn)原理和基本特征；了解霍爾傳傳感器的典型應(yīng)用。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注123456霍爾效應(yīng)霍爾元件及其特點開關(guān)型霍爾傳感器的原理和應(yīng)用線性型霍爾傳感器的原理和應(yīng)用霍爾電流傳感器的原理和應(yīng)用霍爾傳感器的典型應(yīng)用向?qū)W生宣講我國霍爾傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法項目（或模塊）物位與運動學量的檢測任務(wù)12超聲波傳感器學時理論實踐一體化4學習目標了解超聲波的基本知識，掌握超聲波類傳感器的實現(xiàn)原理和基本特征；掌握超聲波測距傳感器的原理；掌握超聲波流量傳感器的原理；了解超聲波類傳感器的典型應(yīng)用。課程德育目標：培養(yǎng)學生愛國精神，養(yǎng)成嚴謹、認真的作風與學風教學內(nèi)容選擇與安排序號授課內(nèi)容思政元素與融入點授課形式與教學方法備注123456超聲波的特點超聲波傳感器常用外形和結(jié)構(gòu)超聲波傳感器的特性超聲波流量傳感器的測量原理：傳輸時間差法、傳輸頻率差法超聲波流量計的組成與分類典型應(yīng)用案例實驗：51單片機與超聲波測距傳感器的綜合應(yīng)用向?qū)W生宣講我國超聲波傳感器發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學生求學創(chuàng)新的學風講授法、演示法四、課程實施（一）教學方法建議根據(jù)本課程的教學目標要求和課程特點以及有關(guān)學情，選擇適合于本課程的最優(yōu)化教學法。綜合考慮教學效果和教學可操作性等因素，本課程選用任務(wù)教學法。任務(wù)教學法：從學生的基本心理需求出發(fā)，認為學習是滿足個體內(nèi)部需要的過程，在教學目標上注重突出教學的情意功能，追求學生在認知、情感和技能目標上的均衡達成。（二）師資條件要求任職教師對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)相關(guān)專業(yè)及所教授專業(yè)知識有一定的了解，具備計算機程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計及移動開發(fā)知識。在授課過程中重點培養(yǎng)學生認真的學習、獨立解決問題、團隊意識、交流和溝通的職業(yè)能力。（三）教學條件基本要求根據(jù)本課程特點建議理實一體化教學。這就對專業(yè)實訓室有更高要求：配置服務(wù)器：用來存放教師提供的素材以及所有學生上機完成作業(yè)。配置教師機：供教師示范操作使用。必須實現(xiàn)全部計算機聯(lián)網(wǎng)并安裝多媒體教學廣播軟件和JDK軟件，教師可將示范的實例通過播軟件顯示在學生機的屏幕上。必須提供學生自由上機時間，軟件開發(fā)需要大量課余時間進行練習。根據(jù)學生人數(shù)較多的實際情況，目前班級總?cè)藬?shù)一般在50人左右，可以根據(jù)學生的層次將學生分成多個組，每組5-8人，并配備一名學習較積極的學生作為組長，協(xié)助教師對學習進度較慢的學生進行重點指導。（四）教學資源基本要求1.教材的選用與編寫：《傳感器應(yīng)用技術(shù)》，梁長垠主編，高等教育出版社，2018年3月第1版。2.網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)：學堂在線、中國大學MOOC網(wǎng)；3.信息化教學資源建設(shè)：課程相關(guān)PPT及典型項目實例源代碼。4.其它教學資源的開發(fā)與利用：如教學文件和資料、案例、試題庫、實訓指導書、學習參考書、專業(yè)期刊等。五、教學評價、考核要求本課程涉獵范圍廣泛、理論性較強，需要有高中階段堅實的物理學、化學基礎(chǔ)。鑒于平時學習過程和科學經(jīng)驗的重要性，考核主要參考平時課堂表現(xiàn)