開封大學(xué)機電一體化技術(shù)專業(yè)《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》課程標準2022年12月28日【總學(xué)時】60【總學(xué)分】4【開設(shè)學(xué)期及周學(xué)時分配】第3學(xué)期，每周4學(xué)時【適用專業(yè)】機電一體化技術(shù)一、課程定位《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》是機電一體化技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。為學(xué)生進—步學(xué)習、研究和處理機械工程技術(shù)問題、掌握或設(shè)計機械工程中的自動化監(jiān)測、監(jiān)控及自動控制打下基礎(chǔ)。學(xué)生通過本課程的學(xué)習，獲得傳感器與檢測技術(shù)所必要的基本理論、基本知識、基本技能，為從事工程技術(shù)工作和科學(xué)研究工作奠定基礎(chǔ)。本課程以介紹傳感器原理為基礎(chǔ)，側(cè)重于應(yīng)用，理論與實際相結(jié)合，注意應(yīng)用技術(shù)的介紹，力圖讓學(xué)生在傳感器應(yīng)用方面有所啟發(fā)。因此，應(yīng)注意教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性，重視基本概念、基本理論和基本技能的培養(yǎng)，加強理論聯(lián)系實際，強調(diào)具體問題具體分析，提高綜合分析與評價各種主要問題的素質(zhì)和能力，尤其是創(chuàng)新能力。二、工作任務(wù)和課程目標(一)工作任務(wù)及職業(yè)能力課程的主要任務(wù)是：要求學(xué)生在修讀本課程后掌握各類傳感器的基本理論，掌握各種傳感器的工作原理、主要性能及其特點；使學(xué)生能合理地選擇和使用傳感器，力圖在傳感器應(yīng)用方面有所啟發(fā)；使學(xué)生掌握常用傳感器的工程設(shè)計方法和實驗研究方法；了解傳感器的發(fā)展動向以及獲取信息的新方法。學(xué)習科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習能力，養(yǎng)成良好的思維習慣和職業(yè)規(guī)范，能運用相關(guān)的專業(yè)知識、專業(yè)方法和專業(yè)技能解決工程中的實際問題。發(fā)展好奇心與求知欲，發(fā)展科學(xué)探索興趣，培養(yǎng)堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，有振興中華，將科學(xué)服務(wù)于人類的社會責任感。理解科學(xué)技術(shù)與社會的相互作用，形成科學(xué)的價值觀；培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，提高學(xué)生的實踐能力。工作任務(wù)與職業(yè)能力分析表工作領(lǐng)域工作任務(wù)職業(yè)能力學(xué)習項目傳感器基礎(chǔ)知識（1）掌握傳感器的基本概念、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成。（2）理解傳感器的分類方法和要求。（3）了解測試技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展。（1）對傳感器有初步的思維概念，以及對傳感器所實現(xiàn)的功能在現(xiàn)實應(yīng)用中有一定的直觀認識。（2）對傳感器的發(fā)展方向有一定的理解、分析能力。項目一傳感器技術(shù)基礎(chǔ)典型傳感器的應(yīng)用各種典型傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)組成及應(yīng)用（1）對各種典型傳感器的工作原理有一定的理性認識。（2）對現(xiàn)在實用的各類典型傳感器有一定的識別以及對其結(jié)構(gòu)組成有一定的分析能力。（3）有一定的實際操作能力。項目二常用傳感器常用工程量的測量溫度與壓力的測量、位移與速度測量、物位測量（1）對各種物理量的測量所使用傳感器類型的選用能力。（2）對于各種情況下的傳感器的調(diào)整，以及維護能力。項目三常用工程量的測量(二)課程目標根據(jù)課程面對的工作任務(wù)和職業(yè)能力要求，本課程的教學(xué)目標為：1.知識目標學(xué)生在修讀本課程后掌握各類傳感器的基本理論，掌握各種傳感器的工作原理、主要性能及其特點；使學(xué)生能合理地選擇和使用傳感器，力圖在傳感器應(yīng)用方面有所啟發(fā)；使學(xué)生掌握常用傳感器的工程設(shè)計方法和實驗研究方法；了解傳感器的發(fā)展動向以及獲取信息的新方法。2.技能目標通過學(xué)習本課程，應(yīng)掌握動態(tài)測試系統(tǒng)的基本原理、信號分析處理的基本知識，初步具備獨立進行科學(xué)實驗的能力。即根據(jù)所研究對象，進行實驗方案設(shè)計，合理選用傳感器、測試儀器及裝置；掌握信號的采集、傳輸、變換及實驗數(shù)據(jù)處理，誤差分析方法，特征參數(shù)的提取等。3.態(tài)度目標①能領(lǐng)略本領(lǐng)域科技發(fā)展的過程，激發(fā)對科學(xué)技術(shù)探究的好奇心與求知欲，能體驗技術(shù)改革的艱辛與喜悅。②有參與科技實踐活動的熱情，有將科學(xué)知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐的意識，勇于探究各種工程問題。③具有敢于堅持真理、勇于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，形成吃苦耐勞的品質(zhì)和遵守職業(yè)規(guī)范的習慣④有主動與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤，具有團隊精神。⑤養(yǎng)成認真細致、實事求是、積極探索的科學(xué)態(tài)度和工作作風，形成理論聯(lián)系實際、自主學(xué)習和探索創(chuàng)新的良好習慣。⑥關(guān)心國內(nèi)、外科技發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，有振興中華的使命感與責任感，有將科學(xué)技術(shù)服務(wù)于人類的意識。三、教學(xué)組織教學(xué)班是主要的組織，班級授課制是目前教學(xué)的主要組織形式。有條件的話，也可以采用分組教學(xué)，或多種方式靈活組合，盡量減輕學(xué)生的生理和心理疲勞。本課程的實踐性較強，與生產(chǎn)實際聯(lián)系密切，教學(xué)過程中要注意實踐知識的學(xué)習和積累。此外，對課程內(nèi)容的掌握，需要實訓(xùn)、實驗及課后練習等多種教學(xué)環(huán)節(jié)配合。教學(xué)中要特別注意現(xiàn)代化教學(xué)手段的運用，如多媒體課件、聲像呈示等，以保證在學(xué)時有限的情況下，完成內(nèi)容非富的教學(xué)任務(wù)。教學(xué)方法必須靈活，要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，與學(xué)生建立起平等、民主和對話的師生關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力和探究意識，使學(xué)生會學(xué)。評價教學(xué)方法要以實現(xiàn)課程標準規(guī)定的教學(xué)目標為依據(jù)，好的教學(xué)方法應(yīng)有助于學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情，樹立工程意識，達到優(yōu)化學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)，特別是設(shè)計思想、設(shè)計方法與創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的目的。鼓勵有所創(chuàng)新并取得實效的教學(xué)方法。教學(xué)組織表學(xué)習項目編號學(xué)習項目名稱學(xué)習型工作任務(wù)學(xué)時第一次課2項目一傳感器技術(shù)基礎(chǔ)傳感器基礎(chǔ)知識6項目二常用傳感器電參量式傳感器16發(fā)電式傳感器8半導(dǎo)體式傳感器4新型傳感器6項目三常用工程量的測量溫度與壓力測量系統(tǒng)6位移與速度測量系統(tǒng)6物位與流量測量系統(tǒng)6總計60四、教學(xué)內(nèi)容與能力要求（一）項目一傳感器技術(shù)基礎(chǔ)1．項目概述：該項目主要介紹傳感器的基本概念、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成、傳感器的分類方法和要求、測試技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展，完成該項目需要4個學(xué)時，包含1個學(xué)習型工作任務(wù)。2．項目的任務(wù)：通過本章的學(xué)習使同學(xué)掌握傳感器的基本結(jié)構(gòu)、分類及基本特性，初步了解傳感器的基本參數(shù)，對傳感器的發(fā)展動向簡單了解。3．教學(xué)目標：知識目標：（1）傳感器的定義、組成和分類。（2）傳感器的結(jié)構(gòu)原理。（3）傳感器的一般特性。技能目標：通過對傳感器的定義、組成和分類作概要性的介紹，從傳感器的輸出-輸入關(guān)系討論傳感器的基本特性，學(xué)會分析傳感器的標定方法。要求從信號響應(yīng)的角度出發(fā)，了解傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性并掌握它們的表述方法。態(tài)度目標：（1）具有敢于堅持真理、勇于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，形成吃苦耐勞的品質(zhì)和遵守職業(yè)規(guī)范的習慣。（2）有主動與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤，具有團隊精神。（3）養(yǎng)成認真細致、實事求是、積極探索的科學(xué)態(tài)度和工作作風，形成理論聯(lián)系實際、自主學(xué)習和探索創(chuàng)新的良好習慣。4．項目的教學(xué)實施：體現(xiàn)按獲取信息、計劃、實施、評價等工作過程分解為若干學(xué)習型的工作任務(wù)。5．項目教學(xué)內(nèi)容（1）傳感器的定義和組成了解傳感器的基本概念、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成。（2）傳感器的分類按大門類：物理型、化學(xué)型、生物型，常用物理傳感器有兩種分類方式。（3）傳感器的一般特性傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。（4）傳感器的標定傳感器靜態(tài)標定和動態(tài)標定的基本方法。（5）傳感器的發(fā)展動向傳感器的發(fā)展動向“三新四化”。6．工作方法指導(dǎo)教師講授，學(xué)生分組自學(xué)，面授輔導(dǎo)、個別指導(dǎo)相結(jié)合的辦法進行任務(wù)實施，對完成過程及成果進行評價、考核。7．工作成果：項目總結(jié)報告8．考核評價根據(jù)學(xué)生提交作業(yè)、平時表現(xiàn)、實際操作三結(jié)合。（二）項目二常用傳感器1．項目概述：該項目主要介紹電參量式傳感器、發(fā)電式傳感器、新型傳感器、半導(dǎo)體式傳感器結(jié)構(gòu)，工作原理，特性，應(yīng)用，完成該項目需要34個學(xué)時，包含4個學(xué)習型工作任務(wù)。2．項目的任務(wù)：熟悉常用的各種傳感器的簡單結(jié)構(gòu)，工作原理，特性，應(yīng)用，及使用中的主要問題。3．教學(xué)目標：知識目標：（1）電參量式傳感器。（2）發(fā)電式傳感器。（3）半導(dǎo)體式傳感器。（4）新型傳感器。技能目標：熟悉電參量式傳感器、發(fā)電式傳感器、新型傳感器、半導(dǎo)體式傳感器結(jié)構(gòu)，工作原理，特性，應(yīng)用。態(tài)度目標：（1）具有敢于堅持真理、勇于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，形成吃苦耐勞的品質(zhì)和遵守職業(yè)規(guī)范的習慣。（2）有主動與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤，具有團隊精神。（3）養(yǎng)成認真細致、實事求是、積極探索的科學(xué)態(tài)度和工作作風，形成理論聯(lián)系實際、自主學(xué)習和探索創(chuàng)新的良好習慣。4．項目的教學(xué)實施：體現(xiàn)按獲取信息、計劃、實施、評價等工作過程分解為若干學(xué)習型的工作任務(wù)。5．項目教學(xué)內(nèi)容（1）電參量式傳感器電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器結(jié)構(gòu)，工作原理，特性，應(yīng)用。（2）發(fā)電式傳感器壓電式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、霍爾式傳感器結(jié)構(gòu)，工作原理，特性，應(yīng)用。（3）半導(dǎo)體式傳感器濕敏電阻、氣敏電阻、熱敏電阻傳感器結(jié)構(gòu)，工作原理，特性，應(yīng)用。（4）新型傳感器光纖傳感器、

光柵傳感器、生物傳感器、

超聲波傳感器、電荷耦合器件結(jié)構(gòu)，工作原理，特性，應(yīng)用。6．工作方法指導(dǎo)教師講授，學(xué)生分組自學(xué)，面授輔導(dǎo)、個別指導(dǎo)相結(jié)合的辦法進行任務(wù)實施，對完成過程及成果進行評價、考核。7．工作成果：實驗報告、實訓(xùn)報告8．考核評價根據(jù)學(xué)生提交作業(yè)、平時表現(xiàn)、實際操作三結(jié)合。（三）項目三常用工程量的測量1．項目概述：該項目主要介紹常見的工程量溫度、壓力、位移、速度、物位、流量的的檢測方法以及測量時所使用的傳感器的選用、調(diào)整、維護，完成該項目需要12個學(xué)時，包含3個學(xué)習型工作任務(wù)。2．項目的任務(wù)：熟悉常用的工程量的檢測方法。3．教學(xué)目標：掌握溫度、壓力、位移、速度、物位、流量等常見物理量的檢測方法和常用傳感器。知識目標：（1）溫度與壓力測量系統(tǒng)。（2）位移與速度測量系統(tǒng)。（3）物位與流量測量系統(tǒng)。技能目標：具有對各種物理量的測量所使用傳感器類型的選用能力以及對于各種情況下的傳感器的調(diào)整，以及維護能力。態(tài)度目標：（1）具有敢于堅持真理、勇于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，形成吃苦耐勞的品質(zhì)和遵守職業(yè)規(guī)范的習慣。（2）有主動與他人合作的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅持正確觀點，勇于修正錯誤，具有團隊精神。（3）養(yǎng)成認真細致、實事求是、積極探索的科學(xué)態(tài)度和工作作風，形成理論聯(lián)系實際、自主學(xué)習和探索創(chuàng)新的良好習慣。4．項目的教學(xué)實施：體現(xiàn)按獲取信息、計劃、實施、評價等工作過程分解為若干學(xué)習型的工作任務(wù)。5．項目教學(xué)內(nèi)容（1）溫度與壓力測量系統(tǒng)溫度概念、測量方法、溫標；各種溫度傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用。壓力概念、測量方法；各種壓力傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用。（2）位移與速度測量系統(tǒng)位移測量方法；各種位移傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用。速度測量方法；各種速度傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用。（3）物位與流量測量系統(tǒng)物位測量方法；各種物位傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用。流量的概念、流量測量方法；各種流量傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用。6．工作方法指導(dǎo)教師講授，學(xué)生分組自學(xué)，面授輔導(dǎo)、個別指導(dǎo)相結(jié)合的辦法進行任務(wù)實施，對完成過程及成果進行評價、考核。7．工作成果：實驗報告、實訓(xùn)報告8．考核評價根據(jù)學(xué)生提交作業(yè)、平時表現(xiàn)、實際操作三結(jié)合。五、教學(xué)方法與手段學(xué)習項目名稱學(xué)習型工作任務(wù)教學(xué)方法與手段項目一傳感器技術(shù)基礎(chǔ)傳感器基礎(chǔ)知識以課堂講授為主，必要時輔以幻燈教學(xué)。開展電子教案的研制，嘗試使用多媒體教學(xué)系統(tǒng)。項目二常用傳感器電參量式傳感器分析電參量式傳感器的特點、結(jié)構(gòu)，以課堂講授為主，必要時輔以幻燈教學(xué)。開展電子教案的研制，嘗試使用多媒體教學(xué)系統(tǒng)。發(fā)電式傳感器通過理論講授、現(xiàn)場教學(xué)熟悉發(fā)電式傳感器結(jié)構(gòu)，發(fā)電式傳感器選用方法及應(yīng)用。半導(dǎo)體式傳感器結(jié)合多媒體圖例，介紹半導(dǎo)體式傳感器分類，講具體裝置時要與各種分類相聯(lián)系。要把半導(dǎo)體式傳感器應(yīng)用利用課件講清楚。新型傳感器借助圖片和實驗室教學(xué)儀器講解，了解新型傳感器特點、作用。項目三常用工程量的測量溫度與壓力測量系統(tǒng)講授時要注意讓學(xué)生樹立起系統(tǒng)的整體概念，強調(diào)傳感器與計算機在工業(yè)測控系統(tǒng)中所處的地位以及二者之間的聯(lián)系，鼓勵學(xué)生掌握好計算機知識，提高應(yīng)用能力。位移與速度測量系統(tǒng)適當安排自學(xué)內(nèi)容，并通過提問或測驗考查自學(xué)效果，提高學(xué)生自學(xué)能力。在講授過程中，為提高學(xué)生專業(yè)英語水平和查閱文獻的能力，專門設(shè)計一次能力訓(xùn)練，讓學(xué)生每人翻譯一篇有關(guān)本課程的英文文獻。物位與流量測量系統(tǒng)采用“知識能力雙重收益式”教學(xué)法，講解知識做到易于理解、系統(tǒng)性強、注意理論與實踐相結(jié)合，多學(xué)科知識融匯貫通；為提高學(xué)生能力，設(shè)計多種能力訓(xùn)練，在教學(xué)中采用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習的主動性、創(chuàng)造性，使多種能力得到培養(yǎng)，同時使課堂氣氛活躍生動。六、考核與評價本課程由項目考核與操作技能考核兩部分評定課程總成績。課程依據(jù)三個學(xué)習項目設(shè)置的知識要求、技能要求及態(tài)度要求制定項目考核評價標準。注重知識與技能的掌握，考察學(xué)生綜合分析問題的能力，根據(jù)學(xué)生項目完成情況評定項目成績，權(quán)重累加得到三個項目的綜合成績。操作技能考核是課程實驗、實訓(xùn)項目考核，最終項目成績與理論考核成績按照8：2得到課程總體成績。課程考核與評價應(yīng)從兩個方面進行考核，匯總得出課程整體成績。課程整體成績表考核類型成績權(quán)重課程整體成績課程考核1000.8100操作技能考核1000.2(一)課程考核本部分內(nèi)容用目標評價、過程評價相結(jié)合的方法，評價的手段包括閉卷（或開卷）考核、網(wǎng)絡(luò)資源查詢后的實踐報告等。其中基本知識的測試成績占30%、學(xué)習過程檔案資料（作業(yè)、課堂筆記、課堂表現(xiàn)記錄）占30%、實踐報告占40%。課程考核成績表項目名稱成績權(quán)重項目成績項目成績權(quán)重課程考核成績傳感器技術(shù)基礎(chǔ)知識1000.31000.25100技能1000.4態(tài)度1000.3常用傳感器知識1000.31000.50技能1000.4態(tài)度1000.3常用工程量的測量知識1000.31000.25技能1000.4態(tài)度1000.3（二）職業(yè)技能認證本課程不是國家職業(yè)資格證書對應(yīng)的課程。七、說明與建議本課程的設(shè)計突破了學(xué)科體系模式，打破了原來各學(xué)科體系的框架，以機床數(shù)控技術(shù)載體，將相關(guān)的機械技術(shù)、電氣技術(shù)和編程操作技術(shù)合理整合。本課程的“項