前言：教育教学质量是学校生存发展的生命线。近年来，学校围绕应用型人才培养目标定位，不断深化教育教学改革，人才培养质量得到了大幅提高。随着教研教改工作的深入推进，广大一线教师中涌现出一批敢于探索、勇于创新的改革者，他们结合自身教学实践，从教法、学法等方面进行了大胆尝试，取得的先进教改经验在促进教师教学能力提升、提高人才培养质量等方面发挥了重要作用。

为总结我校教师的成功教学经验，充分发挥优秀教学案例的引领示范作用，促进教师之间相互学习与提高，更好地推动课程教学改革，优化课堂教学效果，提高教育教学质量，学校在全校范围内组织开展了优秀教学案例评选活动。案例评选活动得到了广大教师的热情支持和积极参与，尤其是近年来获得各级教学成果奖、主持省市级及校级重点教改项目的教师对已有成果进行了精心总结并踊跃申报，二级院系对本单位申报案例进行初步审核后，择优推荐至学校，学校组织专家评审，评选结果经公示无异议，最终评选出优秀教学案例51篇。

为进一步促进教师之间的学习和交流，教务处组编了这套《郑州科技学院优秀教学案例集》，入选的优秀教学案例均来自教师真实的教学实践，是广大教师多年来扎根教学一线、辛勤工作的结晶，其中反映的教学过程和活动事件符合学校教学改革精神，符合应用型人才培养的特点，符合学生认知规律，案例展现的现代教育教学新理念、新模式、新方法、新策略以及现代教育技术的应用对教师实施教学具有正确的导向性，值得每位教师借鉴学习。

“他山之石，可以攻玉”，希望广大教师积极学习借鉴优秀教学案例，汲取先进的教育理念和教学方法，主动进行教学反思，不断提升业务水平。各部门要进一步做好优秀教学案例的学习推广工作，引导广大教师深入开展教学研究，充分发挥优秀教学案例的示范作用。俗话说“教无定法”，每位教师都应当继续加强教学研究，积极探索实现高效课堂的新方法、新途径，不断总结教学经验，探索教学改革，为提高自身教育教学能力、提高学校教学质量作出新的贡献。

基于热敏电阻传感器的教学案例设计

机械工程学院 杨瑞

鉴于《传感器与检测技术》课程教学的概念化、理论化和知识与实际应用的脱离，本文将典型教学案例（研究热敏电阻阻值随温度变化特性）融入传感器及相关课程的教学中，采用学生提出问题并且自己解决的方式，完成了本次实践教学，培养了学生的自主学习能力，实现了实际-理论-实践的教学模式。

一、引言

《传感器与检测技术》是一门理论与实践结合、应用型和工程性很强的课程，传统的授课方式主要是教师讲授各章节传感器的工作原理、基本结构和测量电路，学生以听课为主，没有参与课堂的教学，缺乏主动学习的动力和兴趣。本文通过课堂教学方法改革激发学生的学习兴趣，提高课堂的活跃程度，让学生学会自主学习，学会合作与分享，锻炼了学生解决实际问题的能力。

二、教学内容设计

以热敏电阻传感器的阻值随温度变化特性的教学为例。

1.研究方案

本次教学任务大约需要6个课时来完成，具体安排：（2课时）完成查阅资料，认识传感器的种类和功能；（2课时）提出要研究的实验并做好理论基础和实验器材的准备；（2课时）操作实验和处理实验数据并寻找规律，对实验进行评估

2.实施研究

2.1研究对象：传感器

现在生产生活离不开传感器，传感器是什么？其工作原理是什么？有哪些种类？如何识别和使用简单的传感器？能否利用传感器进行实验研究？这些问题由学生主动提出。

查阅资料，认识传感器的种类、功能及其应用，学生可以上网查找，搜集图书馆资料，查找相关文献

由于传感器的种类繁多，不同种类的传感器主要部件不同，所采用的原理也各不相同，为此将学生分组，分别查阅资料，了解各种传感器的工作原理及其应用，完成成一个研究报告，2学时完成。

2.2完成一个具体的传感器实验

2.2.1提出问题

生活中，我们常用到恒温箱，如图所示：是恒温箱的原理简图，箱内有三个定值电阻R1、R2、R3。Rt为热敏电阻，它的阻值随温度的变化而变化，由Rt阻值的变化可以引起a、b两端电压的变化。当a、b端的电压Uab<0时，传感器令开关K接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高;当电压Uab>0时，传感器令开关K断开，恒温箱内的电热丝停止加热，使箱内温度降低，这样恒温箱内的温度能控制在某个值。

学生通过了解恒温箱的工作原理后，提出研究课题—热敏电阻的阻值如何随温度的变化而变化？

热敏式电阻温度传感器，将温度这个热学量转换为电阻这个电学量，用电学方法进行测量和显示。热敏电阻由半导体材料制成，它的阻值随温度的改变而改变，现实生活中有着广泛的应用，如电饭煲、电热水器、电熨斗、饮水机、空调、电冰箱、温度报警器等等都应用了热敏电阻。热敏电阻与温度有怎样的定量关系呢？

2.2.2猜测与假设

各小组针对这个问题分别提出自己的猜测与假设：（1）R与T成反比？（2）R与T成正比？等等

2.2.3制定计划和完成实验准备

（1）组织部分学生查找有关热敏电阻的一些介绍资料，包括如何制造热敏电阻、热敏电阻的特性、热敏电阻的应用。（2）指导学生熟练使用计算机，会处理数据，比如图像拟合功能，以便学生快速找到数据的定量关系。（3）准备好实验要用的器材，包括传感器（温度传感器、电流/电压传感器），各种接口（如USB等）及其说明书，需要的软件提前装到电脑上。（4）此实验需要测两个物理量：热敏电阻的温度和该温度时的电阻。利用温度计测量热敏电阻的温度，为了改变热敏电阻的温度，可以多次向烧杯中倒入热水，以逐步改变热敏电阻的温度。如何测热敏电阻的阻值呢？可以采用电流表外接法测量热敏电阻的阻值。当然设计完实验方案后，还应对实验方案的合理性进行论证，如是否超过电流表的量程，实验操作过程是否合理，实验原理是否完善，如何改进等等。

2.2.4进行实验与收集数据

进行分组实验，取得实验数据，搜集资料。各组之间充分合作，互相帮助。取得可靠的数据和材料，是教学最终是否成功的关键，在这期间，教师做好指导工作，组装好实验仪器，采集的数据不少于5组。

对实验数据和搜集到的材料进行分析、判断，从而得出正确的结论。处理表中的数据，寻找热敏电阻的阻值与温度有什么样的定性关系，根据数据表，求出各温度下的电阻，寻找R-t间的关系，得到数据后，寻找其中的规律。在Excel中画R-t图线，对电阻-温度图线进行分析并点击“拟合”按钮，选择均方误差最小的，使图线最平滑

由画出的R-t图像，可以看出，热敏电阻的阻值随温度的升高而变小，实验数据分析后，通过寻找规律，来验证自己的假设是否正确。

三、建立以应用能力为核心的学习质量评价体系

该教学模式采用过程考核和综合考核相结合的方式，过程考核在实施教学任务过程中进行，每个任务完成过后学生自查、教师评价。课程结束后进行期末考核即综合考核，按平时的考勤、学习态度、实践能力、项目完成情况等评价，一改以往的“教师一次性”评价方式，让学生进行自我评价及互评，再结合老师评价，从而确定每个学生的最终评定成绩。

案例式学习过程考核分为：基础理论考核35%，分组讨论结果考核20%，操作参与度考核25%，总结终稿考核20%

四、总结

传感器不管是教还是学，一直都是难点，传感器知识本身难度大，而且应用时又往往涉及到多学科知识，所以教学时很难掌控，目前传感器主要以理论教学为主，学生掌握有难度，也很难与实际应用结合，且不符合专业教育对学生能力培养的要求，本文选取生活中非常熟悉的实例—恒温箱，以实训案例的方法融入到传感器课程的教学中。本次实践教学，让学生参与到课堂的教学中，互帮互助，独立完成，一改以往“教师讲，学生听”的模式，提高了学生的参与度和积极性，对学生的兴趣、知识、能力方面都有一定的提升。这种教学方式培养了学生自主学习的能力，改善了课堂教学效果。