祝開(kāi)艷 吳曉雪 梁策 宋維波

[摘 要] “傳感器原理與應(yīng)用”是電子信息與自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)重要課程，也是一門(mén)理論豐富、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中的問(wèn)題，在對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)上，將翻轉(zhuǎn)課堂、思維導(dǎo)圖、雨課堂等多種教學(xué)手段引入到“傳感器原理與應(yīng)用”的課堂教學(xué)過(guò)程中，建立混合式教學(xué)模式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得了較好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 傳感器;教學(xué)改革;翻轉(zhuǎn)課堂;思維導(dǎo)圖;雨課堂

一、“傳感器原理與應(yīng)用”教學(xué)存在的問(wèn)題

“傳感器原理與應(yīng)用”作為電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，一般大學(xué)三年級(jí)開(kāi)設(shè)，課程的目標(biāo)是使學(xué)生掌握了解各類(lèi)傳感器的工作原理，掌握各類(lèi)傳感器的典型應(yīng)用。由于傳感器的種類(lèi)繁多，應(yīng)用也非常廣泛，因此課程內(nèi)容信息量較大，而且該課程需要對(duì)已學(xué)課程知識(shí)綜合應(yīng)用，因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式常使學(xué)生感到枯燥、乏味?！皞鞲衅髟砼c應(yīng)用”課程教學(xué)中存在的主要問(wèn)題有以下三個(gè)方面。

1.教學(xué)內(nèi)容上的問(wèn)題。由于“傳感器原理與應(yīng)用”課程所涉及的學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展較快，新型傳感器及新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容理論上應(yīng)介紹相關(guān)技術(shù)前沿，緊跟實(shí)際應(yīng)用需求動(dòng)向。然而，由于書(shū)本上的知識(shí)一般具有一定滯后性，如果只是簡(jiǎn)單地照搬書(shū)本，必然會(huì)出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用需求相互脫節(jié)的問(wèn)題。

2.教學(xué)手段上存在的問(wèn)題。傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程通常包括知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化兩個(gè)階段，知識(shí)傳授是通過(guò)教師在課堂中的講授來(lái)完成，知識(shí)內(nèi)化則需要學(xué)生在課后通過(guò)作業(yè)、操作或者實(shí)踐來(lái)完成[1]。由于傳感器種類(lèi)繁多，各種傳感器的工作原理也都不相同，同一種傳感器可以有多種不同應(yīng)用，同一種應(yīng)用又可能采用相同的傳感器實(shí)現(xiàn)。采用傳統(tǒng)的授課方式教授“傳感器原理與應(yīng)用”時(shí)，學(xué)生往往會(huì)覺(jué)得各個(gè)知識(shí)點(diǎn)錯(cuò)綜復(fù)雜，抓不住重點(diǎn)，而且基本概念繁多，學(xué)起來(lái)很枯燥，很難達(dá)到好的學(xué)習(xí)效果。如何在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，從而適應(yīng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求，成為教學(xué)過(guò)程中探索的重點(diǎn)。秉承精進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)模式，探索教學(xué)方法的理念，本文研究如何在改革教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上把翻轉(zhuǎn)課堂、思維導(dǎo)圖、雨課堂等多種教學(xué)手段和教學(xué)平臺(tái)引入到“傳感器原理與應(yīng)用”教學(xué)過(guò)程中，建立混合式教學(xué)模型，提高教學(xué)效果。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

由于缺乏專(zhuān)業(yè)的傳感器實(shí)驗(yàn)設(shè)備，大連海洋大學(xué)電子專(zhuān)業(yè)原先的“傳感器原理與應(yīng)用”課程是32學(xué)時(shí)的純理論課程，介紹電阻式、電感式、熱電式、壓電式、光電式等經(jīng)典的傳感器的基本工作原理、測(cè)量電路和應(yīng)用。由于“傳感器原理與應(yīng)用”課程是一門(mén)對(duì)實(shí)踐要求比較高的課程，2017年學(xué)院建立了專(zhuān)門(mén)的傳感器實(shí)驗(yàn)室，因此該課程的教學(xué)內(nèi)容由純理論更改為24學(xué)時(shí)理論加8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)。由于傳感器的發(fā)展速度較快，人們研究新原理、新材料以外，適當(dāng)補(bǔ)充一些新型傳感器的工作原理及應(yīng)用，幫助學(xué)生了解傳感器的發(fā)展動(dòng)態(tài)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為今后從事傳感器方面的研究奠定基礎(chǔ)。

三、教學(xué)手段的改革與創(chuàng)新

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和多媒體技術(shù)的發(fā)展，課堂教學(xué)的手段也越來(lái)越多。教學(xué)方法的運(yùn)用不是孤立的，在教學(xué)中將彼此各自孤立的教學(xué)方法或教學(xué)方法的構(gòu)成要素以某種方式結(jié)合起來(lái)更能提高傳感器課程教學(xué)效果。

1.翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，也可譯為“顛倒課堂”，是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生[2]?；ヂ?lián)網(wǎng)的普及和計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，使“翻轉(zhuǎn)課堂式”教學(xué)模式變得可行和現(xiàn)實(shí)。由于傳感器的種類(lèi)繁多，應(yīng)用的例子也不計(jì)其數(shù)，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)很難提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，本課程采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)手段，讓部分優(yōu)秀同學(xué)自主選擇感興趣的傳感器及其應(yīng)用進(jìn)行研究，并在課堂上為其他同學(xué)介紹自己的研究成果。學(xué)生事先提交報(bào)告的題目，由任課教師進(jìn)行篩選與指導(dǎo)，避免選題重復(fù)或選題不具體等問(wèn)題。通過(guò)這種方式，一方面可以鍛煉學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)去尋找優(yōu)質(zhì)的教育資源的能力，另一方面還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，鍛煉學(xué)生的總結(jié)概括能力以及表達(dá)能力。

2.思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖俗稱(chēng)心智圖（Mind Map），由著名教育學(xué)家托尼·博贊于20世紀(jì)60年代首創(chuàng)而成。思維導(dǎo)圖通過(guò)模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，采用圖文結(jié)合形式繪制思維過(guò)程，利用可視化的方式梳理思維脈絡(luò)，并可供自己或他人回顧整個(gè)思維過(guò)程[3]?！皞鞲衅髟砼c應(yīng)用”是一門(mén)綜合性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)雜的工學(xué)課程。在教師備課階段，思維導(dǎo)圖有助于教師從全局上把握各章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容及重難點(diǎn)，幫助教師梳理各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，整理教學(xué)思路。在授課階段，層次化、形象化的思維導(dǎo)圖采用精練的關(guān)鍵詞要素，不僅能突出重點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，而且能激發(fā)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思考問(wèn)題，并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維[4]。在復(fù)習(xí)階段，學(xué)生可以根據(jù)教師提供的思維導(dǎo)圖，總結(jié)回憶所學(xué)習(xí)的知識(shí)以及它們的關(guān)系，還可以按照自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和思維方式繪制自己的思維導(dǎo)圖，從而在頭腦中形成清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

3.“雨課堂”?！坝暾n堂”是學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)的智慧教學(xué)工具，將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入PowerPoint和微信，在課外預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)間建立溝通橋梁，讓課堂互動(dòng)永不下線[5]。在授課過(guò)程中，教師通過(guò)“雨課堂”將課前預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機(jī)，并且能隨時(shí)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)狀況及反饋的問(wèn)題。課堂上學(xué)生也可以實(shí)時(shí)答題，還可通過(guò)彈幕與老師進(jìn)行互動(dòng)，活躍課堂氛圍。每章課程內(nèi)容結(jié)束后，教師可以通過(guò)“雨課堂”推送每章的測(cè)試卷，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，查漏補(bǔ)缺。

四、結(jié)語(yǔ)

“傳感器原理與應(yīng)用”課程作為一門(mén)跨度大、知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)的電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求的提出，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿(mǎn)足教學(xué)要求。采用翻轉(zhuǎn)課堂、思維導(dǎo)圖、雨課堂等多種教學(xué)手段的混合式教學(xué)模式，能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而取得較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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[3]楊冬香，崔敏.利用思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用研究——以數(shù)控技術(shù)課程為例[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（50）：148-149.

[4]鄒耀斌.思維導(dǎo)圖在數(shù)字圖像處理教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2015（12）：114-116.

[5]曾曉晶，樊斌.“雨課堂”在《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專(zhuān)業(yè)版），2017（3）：14-17.