《传感器技术应用》项目化的微课程开发

摘要：由于电子类专业在教学做的过程中，教师示范教学只能照顾到周围的部分同学，示范教学不能起到全面性的效果，然而教师示范引领是一个非常重要的环节。文中提出了《传感器技术应用》项目化的微课程开发方法，将项目中关键的知识点、技能点、重点、难点做成微视频的方式进行呈现，大大提升了该课程的教师示范教学效果。文中详细阐述了微课程项目化的内容设置、项目关键能力点的提炼方法、微视频制作内容的选取、设计和制作。

关键词：示范教学；传感器技术应用；项目化；微课程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0249-02

一、引言

现在的高校大学生中使用智能手机、移动数码产品的人越来越多，这在无形中改变着他们的阅读和学习方式，当然从中我们也可以很自然地联想，他们在课后利用这些电子设备浏览教学内容，那不是一件很好的与课堂教学对接的方式吗？几乎大部分的教师都有运用多媒体技术播放视频的教学经历，但大家都会发现，不管是利用精品课程视频也好，或者是其他类型的教学视频，除了上课教学以外，很少会有学生课后去浏览观看这些视频进行学习和课后复习，其利用率非常之低，原因主要是视频容量太大，教学视频大多数是几百兆，网上在线观看往往速度太慢；容量大也影响网速，断断续续，让人失去等待的信心；最后容量大则讲解的知识点过多，让学习者失去学习耐心。此外，现在高校都在实行项目化的教学做一体的课程开发，在教学做的过程中，特别是电子类相关专业，教师示范引领是一个重要的环节。然而从目前来看，教师示范因为视线、场地等原因，示范只能照顾到前面的少部分同学，如果把项目中关键的知识点、技能点、重点、难点做成微视频的形式，通过投影播放，可以让所有同学都能清晰地看到教师的示范内容。鉴于此，课题组成员结合应用电子技术专业，开发出的《传感器技术应用》微课程正好有效解决了这些问题，其微课程的特点有以下几方面：①目标明确、主题突出。②短小精悍、视频为主。③依托网络、使用方便。课程组共计完成《传感器技术应用》项目化的微课程视频12个。

二、《传感器技术应用》项目化内容设计

《传感器技术应用》项目化内容分成6个项目，具体项目及涉及的传感器如下：①饮水机温控指示电路，负温度系数热敏电阻；②霍尔传感器磁性产品计数器，霍尔传感器3144；③红外线防盗报警器，红外线发射二极管、光敏三极管；④声光控路灯，驻极体话筒、光敏电阻；⑤小型电动机转速测量器，带光电开关装置的电动机模块。⑥酒精浓度检测器，酒精传感器MQ-3。

三、项目微视频设计与制作

1.项目中关键应用能力提炼方法。①首先对项目中的传感器进行基本特性的测试：工作原理、输入输出特性、引脚判断等。②将项目分成若干个小的模块，模块划分的原则是在电路中可以自成一个部分。③按照信号的流程进行一步步的电路设计，对完成的每部分电路进行相应的测试，同时完成数据的记录，注意前面的模块测试完成后，才进行下个模块的设计及测试。④Keil uVision编程及调试。⑤Proteus电路进行设计及仿真。⑥电路制作及测试：完成整体电路设计、并对关键信号点按照要求进行相应的测试并记录数据。

2.每个项目的关键应用能力提炼。项目一：①负温度热敏电阻10KΩ的一致性和温度特性测试。②电阻到电压转换的测量电路设计及测试。③三极管驱动的继电器应用电路设计及测试。④三个LED（电源、加热、保温）指示电路设计。⑤Proteus电路设计及仿真。⑥电路制作及测试：分成加热过程、保温过程、再加热过程。

项目二：①霍尔效应的工作原理。②开关霍尔传感器3144芯片内部的工作原理。③3144的信号产生电路设计及磁铁接触及方向的测试。④单片机计数器的应用。⑤3位共阳极数码管显示电路设计。⑥Keil uVison的单片机计数器及数码管显示的程序设计。⑦Proteus电路设计及仿真。⑧电路制作及测试：信号产生、单片机复位、晶振电路、数码管显示等。

项目三：①红外线发射二极管正向导通压降测试及伏安特性测试。②可调红外线强度的发射器电路设计及测试。③光敏三极管光照特性测试及引脚判断。④光敏三极管光信号检测电路设计及测试。⑤4011二输入与非门的逻辑控制电路设计。⑥RC充放电电路设计及测试。⑦三极管驱动的蜂鸣器报警电路设计及测试。⑧Proteus电路设计及仿真。⑨电路制作及测试：分成有红外线和无红外线接收两种状态进行关键信号点测试、RC充放电过程的测试等。

项目四：①红外光电开关的工作原理及引脚判断。②红外光电开关的电机测速模块工作原理、电路及引脚判断。③电机测速模块传感器输出信号测试。④CD4013 D触发器的工作原理。⑤D触发器的信号整形电路设计及测试。⑥单片机计数器的应用。⑦3位共阳极数码管显示电路设计。⑧Keil uVison的单片机计时、计数、转速计算、数码管显示的程序设计。⑨Proteus电路设计及仿真。⑩电路制作及测试：信号产生、信号整形、单片机复位、晶振电路、数码管显示等。

项目五：①驻极体话筒的工作原理：驻极体、电容、场效应管和阻抗变换。②驻极体话筒的声音信号检测电路设计及测试：分成有声音和无声音两种状态进行分别测试。③驻极体话筒输出信号电容耦合、三极管信号放大电路设计及测试。④光敏电阻光照特性测试。⑤4011二输入与非门的逻辑控制电路设计：声音和光敏信号。⑥RC充放电电路设计及测试。⑦PCR606可控硅控制电路设计及测试。⑧220V市电的半波整流、降压、电容滤波输出直流10V。⑨PCR606驱动控制、桥式整流和灯泡的连接电路。⑩Proteus电路设计及仿真。{11}电路制作及测试：光敏电阻模拟成白天和黑夜两种状态分别进行有声音和无声音的关键信号点的测试、RC充放电过程的测试等。

项目六：①酒精传感器MQ-3的6个引脚判断。

②MQ-3酒精浓度特性测试：分成电热丝加热与不加热进行测试并进行对比。③比较器的应用。④LM3914芯片内部的工作原理：电压跟随器、10级比较器和电压基准源、LED亮度调节等。⑤Proteus电路设计及仿真。⑥电路制作及测试：调节电位器使LED1亮，测试酒精浓度变化时，比较器输入5脚电压的变化，同时观察LED亮灯数目的变化。

3.项目微视频的内容选取、设计与制作。项目微视频的内容选取要是教学中重点、难点和关键点，易于通过可视化的方式呈现、自成一个相对完整的整体、内容的时间控制在5～15分钟、选取一个合适的名字等。通过前面的项目关键能力的提炼，我们从中选择了12个知识点进行微视频的制作，内容如下：①负温度系数热敏电阻一致性及温度特性的测试。②饮水机温控指示电路关键信号点的工作过程测试。③霍尔传感器3144工作原理分析及开关特性测试。④磁性产品计数器的Keil编程设计及调试。⑤红外线防盗报警器关键信号点的测试。⑥驻极体话筒的工作原理及信号输出测试。⑦声光控路灯关键信号点的测试。⑧酒精传感器MQ-3引脚判断和基本特性测试。⑨LM3914芯片内部的工作原理分析。⑩电机测试模块的引脚判断及输出信号测试。{11}小型电动机转速测量器的Keil编程设计及调试。项目微视频的设计与制作首先需要准备相应设备和材料，主要有如下：①知识点相关：电子元件、仪器和设备（万用表、数字稳压电源、数字示波器）、线路板、实训指导教程、PPT、动画、黑板（电子白板）等。②电路仿真和编程相关：电脑、Proteus电路仿真软件和Keil uVision编程软件。③微视频拍摄相关：摄像机、计算机录屏软件CamtasiaStudio、麦克风等。将上述的12个知识点进行分类，大致可以分成三类，以及需要的相关微课制作工具。第一类：讲解、操作及测试类，采用摄像机拍摄。第二类：工作原理分析类，采用计算机录屏软件和麦克风。第三类：Keil编程设计及调试类，采用计算机录屏软件和麦克风。对制作微视频的知识点需要进行详细的微课程脚本设计，形成一个较为详细的讲解、操作、分析的过程文件，最后对视频进行后期处理，如剪辑、合成、字幕添加等。

四、结论

《传感器技术应用》项目化微课程的开发，完成了6个传感器项目的设计及12个微视频的设计和制作。为该课程的项目化教学做提供了一个很好的示范教学素材，同时学生也可以通过微视频资料进行相应的学习或复习，通过利用微课教学和传统教学的所教班级对比，利用微课程的班级教学效率和效果明显有所提高。通过对《传感器技术应用》课程的项目化开发和微视频设计与制作，该课程的主讲教师多次在学生“学评教”中，被评为学生满意教师。

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