传感器技术及应用

教案课程名称传感器技术及应用授课教师张明德授课班级电子151开课单位信息工程系开课学期2016-2017第二学期总课时48（32/16）齐齐哈尔工程学院1第1次课教学整体设计课题传感器的基础知识（一）授课时间第周星期（月日）第节课时2h授课类型理论课(√)实验课()实训课()习题课()讨论课()现场教学()其它：教学资源样图(√)模型()实物(√)多媒体()音像()报纸()其它：教学方法讲授法(√)讨论法()启发式(√)案例教学法(√)现场教学法()角色扮演法()项目教学法()情境教学法()其它：教学目标（包括职业素质、能力、知识目标）通过对传感器知识的学习，使学生掌握传感器的组成及分类，了解传感器及检测技术的作用及广泛的应用。通过对传感器的发展历史的简要介绍，使学生认识到科技的日新月异，使学生懂得要脚踏实地，再攀高峰，并培养学生学习兴趣与乐趣的同时，培养其严谨的学习态度。重点：1.掌握传感器技术的发展与基本结构；2.掌握传感器与检测系统的组成与特点。难点：1.掌握传感器与检测系统的组成。教学设计：●授课思路简述：（围绕所选用教学方法分条编写授课步骤，要涵盖课前准备、课程导入、师生活动安排、任务训练、实践教学环节安排、教学效果检测等主要环节。）（1）课前准备因为这是新学期的第一节课所以主要的准备都是由教师完成的。首先教师要在班主任以及本专业其他授课教师的帮助下，对所要授课班级学生的学习基础、学风等必要事物有所了解；在开课之前通读教材，了解本门课的主要内容，制定相配套的教学方案，并且要大量的阅读查阅相关的课题资料，使教授的每一节课的内容都很丰富以做到讲解生动到位；精心准备第一节课绪论，主要包括教师的自我介绍、课程介绍、考核方法、纪律要求以及本节课知识内容，争取通过这节课让学生明确自己的学习任务、有一个端正的学习态度，喜欢上老师，喜欢上这门课程。（2）课程导入通过一个电子行业实例将话题转到本节课的重点内容，同时演示第三学期项目作业——欢迎光临玩偶，相比较之下引出电子行业中应用最为广泛的技术——传感器技术。本课程是应用电子技术专业选修课，通过学习使学生了解掌握温度传感器、力敏传感器、电磁传感器、气敏、湿敏传感器等内容，具有运用电子专业的基础课程电路分析及基本测量数据的2处理相关知识，为今后工作中的实际应用打下坚实的基础。（3）师生活动安排在授课过程中设置了一处提问性的互动，“生活中我们接触过的传感器技术有哪些？”，“这些传感器是检测哪些物理量的?”，主要目的是通过这个问题引导学生积极思考，引出本节课的重点内容。也激发学生们的求学欲望和学习兴趣。（4）课堂练习针对本节课的重点内容设置两个小题，作为课堂思考练习。（5）课堂总结总结本节课的主要内容，交代学习的重点、难点。●课堂训练内容安排：在本节课结束前利用一定的时间进行口述式的随堂提问：（1）我们接触过的传感器技术有哪些？（2）传感器的主要特点及内容鼓励学生积极回答问题，检查学生对新内容接受情况，根据实际情况分别对学生的答案进行更正和补充。●课后作业与思考题：（根据课程内容适当设计巩固性作业、项目式作业、预习性作业、推荐参考书及网站）（1）每两人一组收集一个传感器应用实例。（2）说明其原理应用说明及特点，以报告形式上交。教学后记：3教学过程（教学设计实施步骤及时间分配）步骤1：师生问好、教师自我介绍（5分钟）步骤2：课程介绍、推荐参考书（10分钟）我们所用的推荐教材是高等教育出版俞云强主编的《传感器与检测技术》，本教材主要介绍传感器的应用原理及多种传感器，其目的是使学生具备从事相关专业所必需的传感器的基本知识和基本应用技能。这门课是以我们前面学习的模拟电子、数字电子为基础。同时要阅读查阅相关的书籍或者网站上的相关资料，始终保持与时俱进，不断拓展自己专业相关知识。这门课是专业选修课、考查课，期末是以笔试的形式进行考核。成绩组成主要分为三大部分：平时成绩100分（50％），笔试成绩100分（50％）；其中平时成绩中包含五个考核项目：出勤15分；作业15分；测验（抽考）40分；笔记15分；项目作业15分。推荐的参考书：《传感器及使用检测技术》.西安电子科技大学出版社.《传感器原理及工程应用》.西安电子科技大学出版社.这节课我们就先来学习传感器绪论的内容。步骤3：本节课学习任务、引导教学（5分钟）引导性问题1：什么是检测技术？检测技术：对生产过程和运动对象实施定性检查和定量测量的技术。引导性问题2：什么是传感器?传感器：一种以一定的精确度和被测量转换为另一种与之有确定对应关系的并且便于测量的量的装置。两者的关系：检测技术的组成包括：被测对象、传感器、测量电路、电源、输出单元。可见，传感器是检测技术的一个组成部分。步骤4：讲授传感器的基础知识（35分钟）一、什么是传感器？传感器是一种以一定的精确度把被测量作为另一种与之有确定关系的并且便于测量的量的装置。四层含义：（一）测量装置：完成信息的获取任务。（二）输入量：某一被测量。（物理量、化学量、生物量）（三）输出量：某种便于传输、转换、处理和显示的物理量。（主要是电量）二、传感器的发展4美国列出的国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有6项传感器信息处理技术直接相关。日本江传感器技术列为国家重点发展的6大核心技术之一，并声称“支配了传感器技术能够支配新时代”。我国在“九五”、“十五”国家重点科技攻关项目中将传感器技术研究立项，力争在制造工艺、新产品开发等工程方面缩短与世界水平的差距。发展方向：集成化、微型化、智能化与网络化、信息融合技术、纳米技术、仿生传感器。步骤5：提出思考问题，师生互动（25分钟）问题的提出：我们接触过的传感器技术有哪些？教师根据基本物理量和学生回答情况总结传感器分类表格。（一）传感器分类表感官类物理量传感器应用原理视觉光光电传感器光敏听觉声波超声波传感器发射电路/接收电路触觉力力敏传感器电阻应变式/压阻式味觉气体、液体浓度气敏/湿敏传感器气敏电路/湿敏元件冷热温度温度传感器热电偶/热电阻/热敏/红外/集成电路步骤９：课堂小结（5分钟）一、传感器的概念、发展与组成；二、传感器的分类；三、传感器与检测技术的发展方向。步骤10：布置作业（5分钟）（1）每两人一组收集一个传感器应用实例。（2）说明其原理应用说明及特点，以报告形式上交。步骤11：板书设计绪论传感器的基本知识一、传感器的概念：四个含义：（一）测量装置（二）输入量5（三）输出量：二、发展与组成三、传感器的分类四、传感器与检测技术的未来发展被测量（非电量）敏感元件转换元件转换电路输出量（电量）6第2次课教学整体设计课题传感器的基础知识（二）授课时间第周星期（月日）第节课时2h授课类型理论课(√)实验课()实训课()习题课()讨论课()现场教学()其它：教学资源样图(√)模型()实物(√)多媒体()音像()报纸()其它：教学方法讲授法(√)讨论法()启发式(√)案例教学法(√)现场教学法()角色扮演法()项目教学法()情境教学法()其它：教学目标（包括职业素质、能力、知识目标）通过对传感器知识的学习，使学生掌握传感器的组成及分类，了解传感器及检测技术的作用及广泛的应用。通过对传感器的发展历史的简要介绍，使学生认识到科技的日新月异，使学生懂得要脚踏实地，再攀高峰，并培养学生学习兴趣与乐趣的同时，培养其严谨的学习态度。重点：1.掌握传感器技术的发展与基本结构；2.掌握传感器与检测系统的组成与特点。难点：1.掌握传感器与检测系统的组成。教学设计：●授课思路简述：（围绕所选用教学方法分条编写授课步骤，要涵盖课前准备、课程导入、师生活动安排、任务训练、实践教学环节安排、教学效果检测等主要环节。）（1）课前准备因为这是新学期的第一节课所以主要的准备都是由教师完成的。首先教师要在班主任以及本专业其他授课教师的帮助下，对所要授课班级学生的学习基础、学风等必要事物有所了解；在开课之前通读教材，了解本门课的主要内容，制定相配套的教学方案，并且要大量的阅读查阅相关的课题资料，使教授的每一节课的内容都很丰富以做到讲解生动到位；精心准备第一节课绪论，主要包括教师的自我介绍、课程介绍、考核方法、纪律要求以及本节课知识内容，争取通过这节课让学生明确自己的学习任务、有一个端正的学习态度，喜欢上老师，喜欢上这门课程。（2）课程导入通过一个电子行业实例将话题转到本节课的重点内容，同时演示第三学期项目作业——欢迎光临玩偶，相比较之下引出电子行业中应用最为广泛的技术——传感器技术。本课程是应用电子技术专业选修课，通过学习使学生了解掌握温度传感器、力敏传感器、电7磁传感器、气敏、湿敏传感器等内容，具有运用电子专业的基础课程电路分析及基本测量数据的处理相关知识，为今后工作中的实际应用打下坚实的基础。（3）师生活动安排在授课过程中设置了一处提问性的互动，“生活中我们接触过的传感器技术有哪些？”，“这些传感器是检测哪些物理量的?”，主要目的是通过这个问题引导学生积极思考，引出本节课的重点内容。也激发学生们的求学欲望和学习兴趣。（4）课堂练习针对本节课的重点内容设置两个小题，作为课堂思考练习。（5）课堂总结总结本节课的主要内容，交代学习的重点、难点。●课堂训练内容安排：在本节课结束前利用一定的时间进行口述式的随堂提问：（3）我们接触过的传感器技术有哪些？（4）传感器的主要特点及内容鼓励学生积极回答问题，检查学生对新内容接受情况，根据实际情况分别对学生的答案进行更正和补充。●课后作业与思考题：（根据课程内容适当设计巩固性作业、项目式作业、预习性作业、推荐参考书及网站）（1）每两人一组收集一个传感器应用实例。（2）说明其原理应用说明及特点，以报告形式上交。教学后记：8教学过程（教学设计实施步骤及时间分配）步骤1：师生问好、教师自我介绍（5分钟）步骤2：课程介绍、推荐参考书（10分钟）我们所用的推荐教材是高等教育出版俞云强主编的《传感器与检测技术》，本教材主要介绍传感器的应用原理及多种传感器，其目的是使学生具备从事相关专业所必需的传感器的基本知识和基本应用技能。这门课是以我们前面学习的模拟电子、数字电子为基础。同时要阅读查阅相关的书籍或者网站上的相关资料，始终保持与时俱进，不断拓展自己专业相关知识。这门课是专业选修课、考查课，期末是以笔试的形式进行考核。成绩组成主要分为三大部分：平时成绩100分（50％），笔试成绩100分（50％）；其中平时成绩中包含五个考核项目：出勤15分；作业15分；测验（抽考）40分；笔记15分；项目作业15分。推荐的参考书：《传感器及使用检测技术》.西安电子科技大学出版社.《传感器原理及工程应用》.西安电子科技大学出版社.这节课我们就先来学习传感器绪论的内容。步骤3：本节课学习任务、引导教学（5分钟）引导性问题1：什么是检测技术？检测技术：对生产过程和运动对象实施定性检查和定量测量的技术。引导性问题2：什么是传感器?传感器：一种以一定的精确度和被测量转换为另一种与之有确定对应关系的并且便于测量的量的装置。两者的关系：检测技术的组成包括：被测对象、传感器、测量电路、电源、输出单元。可见，传感器是检测技术的一个组成部分。步骤4：讲授传感器的基础知识（35分钟）三、传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。被测量（非电量）敏感元件转换元件转换电路输出量（电量）9（一）敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。（二）转换元件：将敏感元件的输出量转换成电路参数量的元件。（三）转换电路：电参量转换成可直接利用的电信号。步骤5：提出思考问题，师生互动（25分钟）问题的提出：我们接触过的传感器技术有哪些？教师根据基本物理量和学生回答情况总结传感器分类表格。（二）传感器与检测技术的发展方向1．不断提高传感器检测水平（1）发现新效应（2）开发新材料（3）采用新技术、新工艺（4）发展集成化、智能化、仿生传感器2．不断拓展测量范围，提高监测精度和可靠度3．推进新的检测方法，发展非接触法检测技术4．实现监测系统智能化步骤９：课堂小结（5分钟）一、传感器的概