金瑩 胡青 吳子春

摘? ? 要：傳統(tǒng)的高校傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)開設(shè)的時(shí)間、地點(diǎn)都有一定的局限性。文章探討了一種線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，通過“考核—推進(jìn)”的一體化教學(xué)模式，將原本需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成的基礎(chǔ)操作和知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)，通過線上教學(xué)、知識(shí)點(diǎn)考核、給定課題、線上討論的過程來代替，縮短實(shí)驗(yàn)室授課時(shí)長;線下課程著重在具體操作部分，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活度，降低設(shè)備損耗比率，合理化實(shí)驗(yàn)室利用率，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：傳感器;線上線下一體化;實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G640? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1002-4107（2022）01-0079-02

“傳感器設(shè)備與應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)課程在加強(qiáng)理論知識(shí)理解的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)分析問題和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的綜合能力，體現(xiàn)出較強(qiáng)的實(shí)踐性。該課程使學(xué)生掌握了常用傳感器的特性及其應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試方法，加深理解傳感器基本理論知識(shí)，加強(qiáng)傳感器綜合應(yīng)用能力。

文章通過對(duì)線上教學(xué)與線下操作一體化教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與探討，在保證課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)上課時(shí)間、地點(diǎn)的靈活性，達(dá)到減輕實(shí)驗(yàn)室排課壓力、協(xié)調(diào)學(xué)生上課時(shí)間飽和度，降低設(shè)備損耗度等目的。

一、教學(xué)模式改革的必要性

（一）硬件實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀

以大連海事大學(xué)為例，為響應(yīng)專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，將原本的“傳感器”理論基礎(chǔ)課中配套的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，全部提煉出來獨(dú)立設(shè)課，并增加了具有工程性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。這不僅僅是學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)難度的增加，同時(shí)也增加了硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用比率。

經(jīng)過多方調(diào)研，修改教學(xué)內(nèi)容，初期改革實(shí)驗(yàn)室啟用LabView軟件，將部分驗(yàn)證型實(shí)操實(shí)驗(yàn)修改為仿真實(shí)驗(yàn)，但是這種模式也只是在一定程度上減小了硬件損耗。

（二）面臨的問題

大連海事大學(xué)的“傳感器設(shè)備與應(yīng)用”獨(dú)立實(shí)驗(yàn)是一門專業(yè)限選課程，共30學(xué)時(shí)，面向3個(gè)專業(yè)約300名學(xué)生開設(shè)，每年的選課人數(shù)，可達(dá)到270人左右。而在學(xué)校配備的傳感器實(shí)驗(yàn)室中，因?yàn)樵O(shè)備儀器體積較大，僅能容納30臺(tái)傳感器操作臺(tái)。據(jù)了解，一般高校所配備的傳感器實(shí)驗(yàn)室也多是50臺(tái)以內(nèi)的容量。

獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐類課程，如果讓教務(wù)處統(tǒng)一排課，會(huì)將學(xué)時(shí)嚴(yán)格按照一節(jié)課兩學(xué)時(shí)的進(jìn)度劃分，不利于實(shí)驗(yàn)課程在具體實(shí)施過程中的進(jìn)度調(diào)整。一般除配合理論課程進(jìn)度設(shè)置的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)外，其余獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)，大連海事大學(xué)電子信息工程系均采用自主排課的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安排。另外，由于學(xué)生課業(yè)緊張，空閑時(shí)間較難統(tǒng)一，因此需要更加靈活的授課方式，在正常情況下，能夠最大程度地減輕排課難度與設(shè)備損耗度，疫情時(shí)，可以最大程度地保證教學(xué)進(jìn)度，減少學(xué)生返校后大批量集中補(bǔ)課所面臨的時(shí)間難以協(xié)調(diào)的問題。

二、設(shè)計(jì)與探討

（一）課程教學(xué)流程設(shè)計(jì)

將獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)安排在理論課結(jié)束之后，學(xué)生在理論知識(shí)點(diǎn)都掌握的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程，不但能夠更好地復(fù)習(xí)理論基礎(chǔ)知識(shí)，還可以整合知識(shí)體系脈絡(luò)，加強(qiáng)整體應(yīng)用認(rèn)知。

1.線上授課與前期準(zhǔn)備。教師先通過線上教學(xué)軟件進(jìn)行線上教學(xué)，詳細(xì)講述4個(gè)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟，并列出創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的選題、需求和可提供設(shè)備等內(nèi)容。課后教師會(huì)在校內(nèi)BB課堂平臺(tái)為學(xué)生提供驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)操作視頻。學(xué)生通過觀看視頻以及回放線上課程，學(xué)習(xí)掌握驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)操作步驟，并按照學(xué)號(hào)分組進(jìn)行設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)方案的討論與制定，完成實(shí)驗(yàn)前期學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。

2.針對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與步驟進(jìn)行網(wǎng)上測(cè)驗(yàn)。教師采用雨課堂答題模式，對(duì)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的原理與操作步驟進(jìn)行理論考核，考核不通過的學(xué)生需要重復(fù)第一階段線上授課與前期準(zhǔn)備的學(xué)習(xí)。

3.開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)操作。前期考核通過的學(xué)生可以預(yù)約實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。

4.以小組為單位，給出創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)全部完成的小組，可以進(jìn)入創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)階段。該部分采用線上會(huì)議模式，以組為單位對(duì)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的方案進(jìn)行闡述，包括整體構(gòu)思、組內(nèi)工作分配、原理圖、元器件需求等。

5.進(jìn)行創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)方案合理的小組，通過提前預(yù)約，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物操作。

6.整理數(shù)據(jù)，進(jìn)行驗(yàn)收匯報(bào)以及報(bào)告書寫。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)結(jié)果合格后，該小組成員可以進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)整理和報(bào)告書寫工作，這部分內(nèi)容課下完成，不占用實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)全部小組完成，或到截止時(shí)間后，教師使用線上教學(xué)軟件，以學(xué)生發(fā)言的模式，全班公開匯報(bào)考核。

實(shí)驗(yàn)整體流程采用“考核—推進(jìn)”的模式，每階段學(xué)習(xí)之后，都安排考核，考核通過后才可以進(jìn)行下一階段的學(xué)習(xí)。在這個(gè)過程中，最終考核設(shè)有截止時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室開放使用，專人專位，實(shí)驗(yàn)室配備監(jiān)控和助教協(xié)同實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行開放管理。

（二）課程學(xué)時(shí)分配設(shè)計(jì)

原來30學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，共分為兩大部分，4個(gè)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)共8學(xué)時(shí)，1個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)22學(xué)時(shí)?，F(xiàn)將30學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)室操作課程修改為線上教學(xué)、考核、線下實(shí)際操作的一體化教學(xué)模式。

1.線上教學(xué)10學(xué)時(shí)包括： （1）2學(xué)時(shí)線上理論學(xué)習(xí)。教師采取線上授課模式，對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行講解答疑。（2）4學(xué)時(shí)線上討論學(xué)習(xí)。教師為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資料、操作視頻、教學(xué)回放，要求學(xué)生課下自行完成。（3）1學(xué)時(shí)線上考核一。采取線上答卷模式，對(duì)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟的理論性考核。（4）1學(xué)時(shí)線上考核二。采用線上會(huì)議模式，分組對(duì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案考核。（5）2學(xué)時(shí)線上匯報(bào)考核。采用線上授課模式，全班統(tǒng)一進(jìn)行匯報(bào)考核。

2.線下操作20學(xué)時(shí)包括：（1）4學(xué)時(shí)線下仿真實(shí)驗(yàn)。通過考核一的學(xué)生，預(yù)約進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）16學(xué)時(shí)線下設(shè)備操作。通過考核二的小組，預(yù)約進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（三）課程考核分配設(shè)計(jì)

經(jīng)過修改后的教學(xué)模式，分為線上和線下兩部分，該門課程為考查課，對(duì)最終的實(shí)驗(yàn)課程分?jǐn)?shù)判定做了分化設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)總分為100分。從線上線下角度考慮，分?jǐn)?shù)分配各占50%;而從實(shí)驗(yàn)類別占比角度來看，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)占比40%，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)占比60%。

線上線下的分?jǐn)?shù)分配情況：

1.線上考核共50分，其中包括：（1）學(xué)習(xí)時(shí)長，簽到分?jǐn)?shù)。根據(jù)學(xué)生是否按時(shí)聽課，以及聽課的時(shí)間長度來給定分?jǐn)?shù)，滿分10分。（2）考核一+考核二。線上的兩次測(cè)試，考核一按照答卷準(zhǔn)確度來評(píng)分，考核二按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的完善程度和可實(shí)施度來進(jìn)行評(píng)分，每次各占10分，滿分20分。（3）匯報(bào)、組內(nèi)互評(píng)分?jǐn)?shù)。根據(jù)小組最終的匯報(bào)完成度、報(bào)告情況以及組內(nèi)分工互評(píng)給定每個(gè)人的分?jǐn)?shù)，其中匯報(bào)5分、報(bào)告10分、組內(nèi)互評(píng)5分，滿分20分。

2.線下考核占50%，其中包括：（1）線下驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)。根據(jù)個(gè)人驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果來判定分?jǐn)?shù)，滿分20分。（2）創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)小組綜合分?jǐn)?shù)。根據(jù)小組整體實(shí)驗(yàn)操作情況和最終項(xiàng)目完成度判定，滿分30分。

從實(shí)驗(yàn)類別角度來看分?jǐn)?shù)分配情況：

基礎(chǔ)得分共40分，包括：（1）學(xué)習(xí)時(shí)長，簽到分?jǐn)?shù)10分;（2）考核一分?jǐn)?shù)10分;（3）線下驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)20分。設(shè)計(jì)得分共60分，包括：（1）考核二分?jǐn)?shù)10分;（2）匯報(bào)、組內(nèi)互評(píng)分?jǐn)?shù)20分;（3）創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)小組綜合分?jǐn)?shù)30分。

（四）教師隊(duì)伍要求

新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，要求教師能夠熟練應(yīng)用線上教學(xué)軟件、編輯制作較為多樣化的電子教學(xué)資料。同時(shí)，針對(duì)小組的討論考核部分，由于需要每組單獨(dú)進(jìn)行，也會(huì)花費(fèi)教師大量時(shí)間和精力，但是成果也是顯著的。在線下操作課程當(dāng)中，學(xué)生對(duì)初步的設(shè)計(jì)和最終項(xiàng)目需求等問題都比較清晰，實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題也多數(shù)能夠自行解決，減少了教師在線下授課過程中的指導(dǎo)工作，使得學(xué)生創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)過程更為順暢。

文章通過對(duì)傳感器硬件實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)流程設(shè)計(jì)、學(xué)時(shí)分配設(shè)計(jì)，以及考核分配設(shè)計(jì)三方面的討論與嘗試，實(shí)現(xiàn)傳感器獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課的線上線下一體化教學(xué)模式改革。新的教學(xué)模式，在實(shí)驗(yàn)的前期籌備學(xué)習(xí)、考核等部分都采用線上教學(xué)模式，具備較高的靈活度，學(xué)生學(xué)習(xí)不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能夠更加合理地安排時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí);在實(shí)驗(yàn)實(shí)操部分，調(diào)整為“考核—推進(jìn)”的模式，完成上一部分考核的學(xué)生才可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室預(yù)約，進(jìn)入下一部分的設(shè)備實(shí)操，減少每次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教室的人數(shù)，并降低實(shí)驗(yàn)設(shè)備損耗，很大程度上緩解了實(shí)驗(yàn)排課難的問題。

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■ 編輯∕丁俊玲

收稿日期：2020-12-20? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 修回日期：2021-03-08

作者簡(jiǎn)介：金瑩（1988—），女，遼寧大連人，大連海事大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，研究方向：傳感器應(yīng)用、衛(wèi)星導(dǎo)航、教育信息化。

基金項(xiàng)目：2020年第一批產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目“基于工程教育認(rèn)證下電子信息工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系探索與改革”（202002132006）;大連海事大學(xué)教改項(xiàng)目“工程教育認(rèn)證引領(lǐng)下的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐系列課程重構(gòu)”（2020Y34）