《传感器与检测技术》课程标准
日期:2020-07-07 00:00:00  发布人:ts-jdjs  浏览量:86


课程代码

B04004

课程类型

  专业基础课

适用阶段

高职阶段

适用专业

机电一体化技术

理实一体化学时

48

教学对象

机电一体化技术专业大二下学期学生

制订日期

2020.04

制订人

王勤

审核人

左宇昊

1.前言

1.1课程性质

在高职机电一体化技术专业课程体系中,《传感器及检测技术》课程是一门理实结合紧密的专业必修课,课程任务是使学生掌握不同类型的传感器应用实例、测量原理、测量电路,具备自动检测技术方面的基本知识和基本技能,能解决生产中传感器的选型、安装、调试、排除故障等方面的问题,初步形成解决生产实际问题的能力,同时深化学生团队协作能力、沟通交流能力、组织协调能力,提高学生的专业素养,并为后续课程深入学习和应用打好基础。

本课程主要培养学生以下几个方面的基础职业技能和能力:

1)知道控制系统中各种传感器的特点和应用;

2)能读懂传感器相关电路原理图;

3)能读懂控制系统各种传感器的说明书;

4)会使用常用电工工具和检测仪器仪表安装、调试常见传感器;

5)会诊断和处理常见传感器故障;

6)会应用常用传感器设计控制系统;

7)会分析解决问题,具有团队协作、组织协调的社会能力。

学生在学习此课程之前,已完成了前置课程《电工电子技术》的学习,获得了电路分析理论知识的储备,具备了初步的专业实践能力,为本课程的学习奠定了一定的专业职业能力基础。同时,本课程作为重要的专业课,为后续专业课程《可编程控制器技术》、《单片机原理及应用》、《机器人与柔性制造系统》、《机电设备安装与调试》、《机电设备故障诊断与维护》及《现代设备管理》等课程起到重要支撑作用。

1.2设计思路

课程标准以就业为导向,针对满足机电一体化技术专业毕业生的典型工作岗位(中级冶金机电设备点检员)的工作流程内容设计

课程设计运用了质量管理中产品设计的方法步骤DMADV)基于以顾客为中心,充分满足顾客需求的设计原则, 对照《高等职业学校机电一体化技术专业教学标准》、《湖北省职业院校机电一体化技术(机电技术应用)专业中高职衔接教学标准》、《高等职业学校机电一体化专业仪器设备装备规范》、《中华人民共和国职业分类大典》、《1+X冶金机电设备点检职业技能等级标准》中的课程相关教学标准和专业核心岗位的要求,导出教学目标

2.课程目标

通过本课程的学习,学生应具备以下素养、知识、技能和能力:

2.1素质目标

序号

高职素质目标

衔接关系

1

培养学生安全第一的意识,安全是生产的前提,没有安全就无法生产的观念;

范围加宽

横向扩展

2

培养学生理解适应岗位现场管理方法制度的能力

范围加宽

横向扩展

3

培养学生精益求精劳动光荣的工匠精神

范围加宽

横向扩展

4

培养学生分析和解决问题的能力

范围加宽

横向扩展

5

培养学生交流沟通和表达能力

范围加宽

横向扩展

6

培养学生良好的团队组织能力、协作能力

纵向加深

7

培养学生认真负责处事原则,理论联系实际、实事求是、严谨的科学态度,树立良好职业道德修养。

职业素养

提升

2.2知识目标

序号

高职知识目标

衔接关系

1

掌握传感器的分类、组成及特性等相关概念。

 

2

掌握光电效应的三种类型,光电类开关原理,光敏电阻、光敏二极管、三极管的原理及特点;掌握光电传感器、光电开关、光纤传感器、电涡流、超声波、视觉传感器的工作原理。

 

3

掌握光电编码器、光栅尺的原理;了解磁栅的原理及应用;掌握霍尔效应,了解霍尔集成电路的特性、霍尔电流表原理。

 

4

了解压电效应的概念、种类和应用;掌握压电传感器的工作原理;掌握电阻应变式传感器的分类、特性;了解热电阻的分类、特点及接线方法;了解磁感式和气体传感器的原理。

 

5

掌握扩散硅压力传感器的应用实例;了解磁翻板液位传感器、电磁式流量传感器的原理及应用;掌握热电偶的工作原理、变换电路和应用。

 

6

了解条形码传感器和无线射频技术的原理及应用;了解激光传感器,机器人领域传感器的原理及应用。

 

7

了解信噪比的概念,常见干扰的种类及防护。

 

2.3能力目标

序号

高职能力目标

衔接关系

1

能完成传感器仪表误差与精度的计算,及传感器的选择。

 

2

掌握光电传感器、电涡流、超声波、视觉传感器在自动生产线上的应用。

 

3

掌握光电编码器、光栅尺、磁栅、霍尔传感器在自动化生产线上的应用。

 

4

掌握压电传感器、电阻应变式传感器、热电阻、磁感式和气体传感器在汽车上的应用。

 

5

掌握硅压力传感器、磁翻板液位传感器、电磁式流量传感器、热电偶在生产过程自动化上的应用。

 

6

了解条形码传感器、无线射频技术、激光传感器、机器人领域传感器在其他工业领域上的应用。

 

7

能应用抗干扰技术解决生产中的实际问题。

 

3.课程内容与要求

3.1教学内容选取依据

课程组教师依据专业典型工作任务和企业调研时了解到的工作岗位需要,选择传感器的种类,确定各类传感器需要掌握的内容,并设置情境学习模式,将所需学习的传感器设置到汽车和自动化生产线中。结合《电子设备装接工国家职业标准》、《电子仪器仪表装配工国家职业标准》、《维修电工国家职业标准》,提取和提炼本课程重要知识点和技能点,遵循学生的知识技能成长规律,进行教学内容的选取、整合、序化。


3.2教学内容组织与安排

采取项目式教学,考核评价要点:1.工作原理;2.转换与检测电路;3.电路原理;4.传感器类型的选择;5.操作安全。

项目

知识目标

能力目标

训练条件要求

成绩权重

学时

项目一:传感器应用基础

1.掌握传感器的分类、组成及特性等相关概念;

2.掌握传感器的误差、精度等相关概念。

1.能完成传感器仪表误差与精度的计算;

2.能根据误差要求合理选择传感器的精度。

 

1

2

项目:传感器在汽车上的应用

1.了解压电效应的概念、种类和应用;

2.掌握压电传感器的工作原理

3.掌握电阻应变式传感器的分类、特性;

4.了解热电阻的分类、特点及接线方法;

5.了解磁感式和气体传感器的原理。

1.掌握压电传感器、电阻应变式传感器、热电阻、磁感式和气体传感器在汽车上的应用;2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:压电传感器、电阻应变式传感器、热电阻、磁感式和气体传感器实验模块

2

12

项目三:传感器在自动化生产线上的应用

1.了解光电效应的三种类型,掌握光电类开关光敏电阻、光敏二极管、三极管的工作原理及特点,掌握光电传感器、光电开关的工作原理

1.掌握光电传感器在自动生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:光电传感器、电涡流、超声波、视觉传感器实验模块

4

4

2.掌握电涡流传感器的工作原理

1.掌握电涡流传感器在自动生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:电涡流传感器实验模块

4

4

3.掌握光纤传感器的工作原理

1.掌握光纤传感器在自动生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:光纤传感器实验模块

2

2

4.掌握视觉传感器的工作原理。

1.掌握视觉传感器在自动生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:视觉传感器实验模块

2

2

5.掌握霍尔效应,了解霍尔集成电路的特性、霍尔电流表原理。

1.掌握霍尔传感器在自动化生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:霍尔传感器实验模块

2

2

6.掌握光电编码器的原理

1.掌握光电编码器在自动化生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:光电编码器实验模块

2

2

7.掌握光栅尺的原理;

1.掌握光栅尺在自动化生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:光栅尺实验模块

2

2

8.掌握磁栅的原理及应用

1.掌握磁栅在自动化生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:磁栅实验模块

2

2

9.掌握扩散硅压力传感器的应用实例;

1.掌握硅压力传感器在生产过程自动化上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:硅压力传感器实验模块

2

2

10.掌握热电偶的工作原理、变换电路和应用。

1.掌握热电偶在生产过程自动化上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:热电偶实验模块

2

2

11.了解磁翻板液位传感器

1.掌握磁翻板液位传感器在生产过程自动化上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:磁翻板液位传感器实验模块

1

1

12.电磁式流量传感器的原理及应用;

1.掌握电磁式流量传感器在生产过程自动化上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:电磁式流量传感器实验模块

1

1

13.了解激光传感器,

1.了解激光传感器在自动化生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:激光传感器实验模块

1

1

14.超声波

1.掌握超声波传感器在自动生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:超声波传感器实验模块

2

2

15.了解条形码传感器

1.了解条形码传感器在自动化生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:条形码传感器传感器实验模块

1

1

16.无线射频技术

1.了解无线射频技术在自动化生产线上的应用;

2.能根据工作任务合理选择传感器的类型。

场地:传感器实训室

主要器材:无线射频技术实验模块

1

1

项目四:传感器信号的处理

了解信噪比的概念,常见干扰的种类及防护。

能应用抗干扰技术解决生产中的实际问题。

 

 

2

复习答疑

1

总计

48


4.实施建议

4.1教学方法与手段

课程安排以传感器应用场景(汽车和自动化生产线)主线,以典型工作岗位工作流程贯穿学生研究项目过程,提升学生选择、安装、调试和维修传感器的技能,同时加深对传感器理论知识的理解。

利用学校现有传感器实训平台和元器件,机电一体化综合实训平台(生产线分站)和数字化柔性制造系统,建立课程理实一体化学习环境。教学活动主要在理实一体化实训室以实践型教学活动的形式开展。教学过程教师引导,学生自主学习的模式完成。将安全教育、定置化管理、5S、工作责任心、使命感等素质培养认为贯穿于教学过程各子项目中。

4.1.1教学模式

在实践型子项目的驱动下,经过P(策划)、D(实施)、C(检查)、A(处理)四阶段(戴明环),来学习相应的知识,培养基本能力和职业素养,熟悉质量管理经典模式。

为每种传感器的学习设计由浅至深符合企业工作能力培养顺序的四级任务:识别、安装、调试、维修,根据各类传感器需要掌握的内容程度确定在实施环节中需要掌握到任务

小组管理实训室的设备和设施,对学生进行点、巡检训练:

1)课前3分钟小组完成设备设施点检,班干部完成巡检,不定期进行小组互检

2)课5分钟,各小组完成5S,做好现场管理,使学生适应企业经营管理方法和制度,提升注重安全、精益求精、热爱劳动、团结协作、尊重职业的素养。

下面以子项目实施为例,说明该教学模式。


教学实施四阶段

教学项目:******传感器在自动化生产线中的应用

班前3分钟

点检与巡检

P

(策划)

接受任务

发放引导文和任务单,学生自主收集资料。

教师对必需的理论知识进行讲授。

制定方案

学生分组设计并讨论,教师指导,引导学生设想多种实现方案。每组讨论选定最佳方案,并拟定完成任务的计划与实施流程。

D

(实施)

认识

学生自主收集资料,学习光电传感器的结构、功能和技术指标。

学生从一堆各种型号规格的传感器中挑选出本子项目要用的传感器

安装

角色扮演:学生-产线操作员,教师-线长,学生自主安装传感器,教师指导。

调试

教师提示常见问题并示范测试方法,说明注意事项,学生自己动手进行传感器位置及灵敏度的调节,教师引导学生解决问题

维修

教师设置故障点,学生经过测试、分析、讨论找到故障点并处理故障。

C

(检查)

过程评价

教师与学生共同检查传感器的工作情况。填写任务完成情况考核表。表内有实施4阶段的考评成绩。

随堂测试

学生做课堂练习,检查掌握情况,教师进行检查考评。

A

(处理)

巩固提升

课后学生根据过程评价和随堂测试情况查找资料学习、交流、讨论和分享,下次课教师进行补充讲解并引伸和拓展。

班后5分钟

小组清理整理本学习和操作区域

4.1.2教学方法

1)主要采用理实一体化教学、项目式教学,以案例为引领,理论知识与实操训练交叉进行。

2)将课前自学、课中导学、课后拓展融为一体,促进学生独立思考,自主学习培养学生终身学习的能力和素养。

3)教学过程中以学生为主、教师为辅,理论教学实行启发式、互动式等教学方法,鼓励学生独立思考,促进学生自主性学习、研究性学习的能力和素养

4)实行情境教学,采用“教、学、做合一”的教学模式,将现场教学、仿真实训教学、综合实践训练相结合,使学生实际操作水平得到进一步的提高。

5)采用分组任务分组讨论、角色扮演、互助合作的方式,提高小组整体规划、分工协作能力。

6)利用数据分析方法,准确把握学生学习的薄弱环节,及时进行查漏补缺。

4.1.3教学手段

1)理实一体化实训室:包含传感器实训平台和元器件,机电一体化综合实训平台(生产线分站),数字化柔性制造系统、汽车电子控制技术仿真系统;

2)现代化教学资源学习通平台课程题库、视频、微课、多媒体仿真软件等。

3)数据分析软件如jmp、Minitab等。

4.2课程考核与评价

采用过程评价与终结评价相结合的课程考核方式,评价标准如下:

考核类型

考核内容

比例

考核方式

个人成绩(40%

出勤

5%

平台签到

课前与课后作业完成情况

10%

平台记录+教师评定

教学活动参与度

10%

互评+教师评定

答辩考核

15%

教师评定

小组成绩(60%

设备点检

5%

互评+教师

5S与定置管理

5%

互评+教师评

各子项目完成情况综合

35%

按子项目完成时间由教师评定

综合操作考核

15%

教师评定

注:

1) 总分100分,85-100分优秀,70-84分良好,60-69分合格,59分及以下不合格。

2) 分合格附加条件:个人成绩不低于20分且小组成绩不低于30

4.3课程资源的开发与利用

1)可选用影响力广,教学使用效果佳,针对高职教学特点的已出版教材,后期可根据学院实际资源和设施,教师团队共同编写校本或出版工学结合一体化教材;

2)可制作电子教案、多媒体课件、课业文件并上传到网络,为学生及其他职业院校提供学习资料;

3)利用学校现有传感器实训平台和元器件,机电一体化综合实训平台(生产线分站)和数字化柔性制造系统补充完善所需元器件及设备,建设理实一体化实训室,方便实践型教学活动的开展

4)将理实一体化实训室设置为定置化管理实训室,训练学生5S素养;增强学生职业能力拓展的后劲,满足学生职业生涯发展的需要

5)设计汽车上使用传感器的仿真系统,方便学生较直观理解传感器的结构、作用和工作原理;

6)利用已经建成的网络资源,如学习通等,并进一步丰富试题库,方便考查教学效果,为做好过程监控及时改善提供支持

7)综合应用各种教学管理平台,形成多元化的网络资源库

8)联合企业现场专家,带领学生参观企业实际运行的自动化生产线


 

附件:传感器与检测技术实训室设备、设施点检表(样表)

 

正面:

传感器与检测技术实训室设备设施点检表

班级                                组员                            

项目

设备

工具

设施

责任人

1

2

3

4

1

2

3

1

2

3

检查标准

 

 

 

 

 

 

日期

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

反面:

异常情况与维修记录

日期

检查人

设备/工具/设施名称

异常情况描述

临时措施

处理方法

维修时间

维修人(签名)

好时间

修理效果

备注

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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