張永華，張 健，朗權明，沈 昕

(華東師范大學 信息科學技術學院，上海200241)

“電子電路與傳感器實驗”是我院為微電子學及相關專業(yè)本科生所開設的一門重要的必修實驗課，是一門工程應用性非常強的課程。本課程是學生在學完“模擬電子線路”和“傳感器原理”理論課程，并完成“模擬電子線路實驗”課的基礎上所修讀的一門實踐課。

1 課程設置的由來

“電子電路與傳感器實驗”是我院微電子專業(yè)在2013年新開設的實驗課。此前我院曾為微電子、電信和通信等專業(yè)的本科生開設了“電子電路綜合設計實驗”課，總計54 學時。該課程主要是與“模擬電子線路”理論課相配套，在學生完成“模擬電子線路實驗”課學習之后對學生實踐和創(chuàng)新能力的再提升訓練。

隨著當今社會信息技術的突飛猛進，以傳感器應用為基礎的智能系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在國防、自動化生產(chǎn)以及人們?nèi)粘Ｉ钪械钠占皯?，當今信息社會中的傳感器技術十分重要。為此，我院三個相關專業(yè)在設置“傳感器原理與技術”選修課的基礎上，率先從2011 級本科生開始，將“傳感器原理與技術”提升為專業(yè)核心必修課程，并決定配套開設相關的實驗課。

為了不增加學生負擔并且又能及時更新學生的技能訓練，我們決定將“電子電路綜合設計實驗”課程內(nèi)容進行革新改造，融入傳感器實驗內(nèi)容，形成一門新的實驗課，即“電子電路與傳感器實驗”課。

2 課程的設計與實踐

我們原來設置的“電子電路綜合設計實驗”課程內(nèi)容，包括以數(shù)字式萬用表和晶體管超外差式收音機為對象的電路板安裝與調(diào)試、參數(shù)測量能力的訓練和實用電子電路的設計與制作兩大部分。加上后來“邏輯電路實驗”課延伸出的數(shù)字電路板的焊接訓練環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在，我們將原來“電子電路綜合設計實驗”課的第一個部分刪除，取而代之的是傳感器的基礎實驗內(nèi)容;而將電子電路的設計與制作部分，更新為強調(diào)以傳感器元件應用為核心的電路綜合設計部分。從而形成新設置的“電子電路與傳感器實驗”課，總的課時數(shù)不變，仍為54 個學時。

考慮到傳感器種類較多，一般的傳感器實驗教學儀器平臺可做四十余個實驗［2，3］，在有限的實驗課時內(nèi)不可能一一涉及到。我們將基礎實驗部分內(nèi)容規(guī)劃為有選擇地驗證幾種傳感器的原理特性，即將實驗內(nèi)容進行綜合處理，設置為金屬箔式應變片、差動變壓器、光纖傳感器等六個專題驗證性實驗。

為了配合傳感器的理論教學，該部分教學工作在學生第四學期修讀的傳感器理論課開課半學期后開始實施。學生按照我們自編的實驗講義進行驗證性實驗，測量各種傳感器的特性，了解傳感器的工作原理，在學習傳感器理論知識的基礎上實現(xiàn)對傳感器的感性認識。在對實驗結果數(shù)據(jù)的處理要求上，有別于模擬電子線路實驗的在毫米方格紙和半對數(shù)表上做圖的方式，要求學生學習利用Origin 軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析，從而掌握一種數(shù)據(jù)分析和繪圖工具。該部分與傳感器理論教學同步結束，以便實現(xiàn)對理論教學的輔助與提高。

傳感器應用電路綜合設計部分安排在第五學期的前大半個學期，要求學生在學習掌握Multisim 和Protel 設計軟件的基礎上，以傳感器元件的使用為核心，設計制作一款實用的電子作品。該環(huán)節(jié)要求學生掌握傳感器實用電路的設計制作全過程，包括電路圖的設計、電路板制作、元器件的選擇與采購、電路板的焊接、電路的調(diào)試與測試、電路故障的排除以及實驗報告的撰寫。該環(huán)節(jié)的工作主要在焊接實驗室內(nèi)完成，實驗室提供銅模板、腐蝕設備、焊接設備和測試儀器;還有一些通用性較強的基本電子元器件如電阻、電容以及發(fā)光二極管、運放等供學生選用。而傳感器元件則由學生根據(jù)自己的選題需要自行選擇與采購。鼓勵學生自己選題。同時，我們推薦了四個選題:①可燃氣體傳感器;②溫度傳感器;③紅外熱釋電傳感器;④電容傳聲器的應用電路。

從已經(jīng)實施的一輪教學實踐看，學生普遍認可在有限的教學課時條件下，傳感器的驗證性實驗加傳感器電路應用綜合設計的教學方式。尤其是綜合設計環(huán)節(jié)，使學生體會到理論知識指導實踐活動的重要性和綜合運用知識的能力的重要性。學生在加深對理論知識的認識和理解基礎上增強了動手動腦能力，它給學生提供了將所學的理論知識融會貫通加以運用的機會。但是在實驗教學的第二個環(huán)節(jié)實施過程中，學生所設計制作的22 組作品中僅有2 組是在教師推薦之外的選題。而在教師推薦的4 個選題中，以日常應用范圍相對更廣泛一些的熱釋電傳感器應用電路為最多。這些一方面反映了學生的學習更注重、感興趣于實際應用方面，另一方面也反映了學生自主學習的主動性還不夠，對教師的依賴性較高。

當然，這也從一個側面提醒我們在教學環(huán)節(jié)中應主動緊扣生活實踐，反映信息領域發(fā)展的最新成就和動態(tài)，可以進一步激發(fā)學生學習的積極性和創(chuàng)造性。

3 結語

本文介紹了將學生修讀的“電子線路綜合設計實驗”課程革新為“電子電路與傳感器實驗”課程。引入的傳感器部分采用傳感器理論知識驗證實驗和傳感器應用電路綜合設計實驗相結合的教學方式，有助于學生理論認識和應用實踐操作相結合，從而增強學生的學習效果，為日后的更深入的學習和工作實踐打下良好的基礎。教學實踐提醒我們對工程實踐應用性非常強的傳感器實驗課的設置，應貼近人們的日常生活實踐活動，以調(diào)動學生學習的積極性，改善教學效果。

［1］ 盧翠珍. 面向21世紀創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求-加強傳感器實驗教學改革［J］. 北京:中國現(xiàn)代教育裝備，2010，11:102-104.

［2］ 王倢婷. 傳感器技術實驗教學改革探討［J］. 成都:中國西部科技，2010，9(32):67-68，41.

［3］ 汪文明. 綜合傳感器實驗教學內(nèi)容設計探討［J］. 北京:物理與工程，2008，18(6):30-33.