鄭永軍，李文軍，黃詠梅

摘 要：文章針對(duì)《傳感器技術(shù)》課程的特點(diǎn)及目前傳統(tǒng)教學(xué)方式存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了結(jié)合項(xiàng)目式教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂，詳細(xì)介紹了翻轉(zhuǎn)課堂在《傳感器技術(shù)》課程教學(xué)中的實(shí)施情況，最后分析了運(yùn)用該方法取得的成效。

關(guān)鍵詞：傳感器技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂；項(xiàng)目式教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）18-0075-03

Abstract： In view of the characteristics of sensor technology and the existing problems of traditional teaching methods， this paper designs a flipped classroom with the project-based teaching method， introduces in detail the implementation of flipped classroom in sensor technology curriculum teaching， and finally analyzes the effect of this method.

Keywords： sensor technology； flipped classroom； project-based teaching； teaching reform

一、概況

《傳感器技術(shù)》是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門重要的必修專業(yè)課。該課程介紹測(cè)量過(guò)程中常用的各種傳感器，學(xué)生通過(guò)該課程可學(xué)習(xí)到傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、典型性能、測(cè)量電路等，是一門理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的課程?！秱鞲衅骷夹g(shù)》課程的教學(xué)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)和難點(diǎn)：1.《傳感器技術(shù)》是一門學(xué)科交叉、內(nèi)容綜合的課程，包含位移、力、壓力、加速度、溫度、光輻射等物理參數(shù)的測(cè)量和信號(hào)檢測(cè)，因此涉及到的知識(shí)面很廣。學(xué)生需了解的基本工作原理跨度大、傳感器知識(shí)內(nèi)容多、學(xué)生要完全把握比較困難，不同的學(xué)生對(duì)相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和理解程度也參差不齊；2.傳感器是信號(hào)檢測(cè)的源頭，而如何使用和操作傳感器是關(guān)鍵，例如設(shè)計(jì)用于校準(zhǔn)和調(diào)節(jié)傳感器信號(hào)的電路，并提高其性能。這些都需要學(xué)生能夠理論與實(shí)踐結(jié)合，而目前的授課方式往往是課堂教學(xué)為主，學(xué)生無(wú)法很好地學(xué)以致用。

二、結(jié)合項(xiàng)目式教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生通過(guò)自學(xué)進(jìn)行基本知識(shí)掌握的教學(xué)方法，在課外時(shí)間通過(guò)使用各種教學(xué)輔助技術(shù)來(lái)獲取信息，如視頻、網(wǎng)站、手機(jī)、iPad等等，在了解這些基本知識(shí)之后，學(xué)生參加課堂教學(xué)活動(dòng)，繼續(xù)學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而讓學(xué)生更有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)。課堂的分配時(shí)間可以讓學(xué)生在教師之間進(jìn)行互動(dòng)，通過(guò)教師的傳授加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握[1]。這是翻轉(zhuǎn)教室的獨(dú)特之處，教師可能花費(fèi)大量的時(shí)間在學(xué)生身上，但是由此帶來(lái)的好處是學(xué)生的疑問(wèn)都可以及時(shí)得到解決。翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)廣泛應(yīng)用在不同學(xué)科和不同教育水平之上，如高校的外語(yǔ)、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、工程等學(xué)科，中學(xué)的英語(yǔ)、數(shù)學(xué)、生物等學(xué)科[2-6]。

為了確保以學(xué)生為主的教學(xué)目的，教師需要改變教學(xué)方法來(lái)適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂的特征，其中包括學(xué)生組團(tuán)式教學(xué)，問(wèn)題導(dǎo)向式教學(xué)和項(xiàng)目式教學(xué)等[7]。針對(duì)《傳感器技術(shù)》課程理論與實(shí)踐的特點(diǎn)，開展項(xiàng)目式教學(xué)是有效的一種方法，該方法可確保在進(jìn)行課堂教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候?qū)W生能夠積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程，而且可以發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，從傳統(tǒng)的教師為中心轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心，從而使得學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有更深入和豐富的理解。

結(jié)合項(xiàng)目式教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂讓學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)查閱相關(guān)知識(shí)，通過(guò)觀看教師提前錄制的視頻、微課等，提前在課外時(shí)間自學(xué)理論知識(shí)，并且設(shè)計(jì)制作完成教師提前布置的小項(xiàng)目，教師在課堂上主要針對(duì)學(xué)生的疑惑和項(xiàng)目制作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解答，以及對(duì)項(xiàng)目制作完成的作品進(jìn)行驗(yàn)收評(píng)價(jià)。結(jié)合項(xiàng)目式教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收內(nèi)化。教師在課堂上不再扮演傳統(tǒng)的填鴨式授課，而是主要發(fā)揮答疑、組織和評(píng)價(jià)的作用。學(xué)生通過(guò)若干項(xiàng)目的設(shè)計(jì)制作對(duì)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)有更深入細(xì)致的了解，突破教材上知識(shí)點(diǎn)的限制，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生也可能不斷創(chuàng)造創(chuàng)新點(diǎn)。

三、翻轉(zhuǎn)課堂在傳感器課程教學(xué)中的實(shí)施

將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與項(xiàng)目式教學(xué)模式結(jié)合，把《傳感器技術(shù)》課程重要的八個(gè)章節(jié)分解整合為八個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目：項(xiàng)目一、基于應(yīng)變式傳感器的電子秤的設(shè)計(jì)與制作；項(xiàng)目二、基于差動(dòng)變壓器的振動(dòng)測(cè)量設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)；項(xiàng)目三、電容式傳感器的設(shè)計(jì)與位移測(cè)量；項(xiàng)目四、霍爾式傳感器的設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)速測(cè)量；項(xiàng)目五、壓電式傳感器的設(shè)計(jì)與振動(dòng)測(cè)量；項(xiàng)目六、光電傳感器的設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)速測(cè)量；項(xiàng)目七、基于熱電偶的溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；項(xiàng)目八、超聲波傳感器的設(shè)計(jì)與距離測(cè)量。每一個(gè)項(xiàng)目都采用教師提供網(wǎng)上資源，學(xué)生自行查閱資料、自行設(shè)計(jì)、自行制作，充分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主能動(dòng)性。

以項(xiàng)目一“基于應(yīng)變式傳感器的電子秤的設(shè)計(jì)與制作”為例介紹一下翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在《傳感器技術(shù)》課程中的具體應(yīng)用。項(xiàng)目一“基于應(yīng)變式傳感器的電子秤的設(shè)計(jì)與制作”的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程如圖1所示。

第一，在課前，教師布置任務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)資源，包括教師利用技術(shù)手段錄制的微課、制作的動(dòng)畫仿真、與任務(wù)有關(guān)的網(wǎng)站、芯片資料等等，將傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表達(dá)的內(nèi)容采用圖文并茂、靈活多樣的多媒體方式生動(dòng)形象地展示給學(xué)生，確保學(xué)生有興趣學(xué)、能學(xué)得懂，從而掌握傳感器技術(shù)的相關(guān)基本概念。

第二，在課中，學(xué)生分組協(xié)作，展示自己的實(shí)物作品，并且與老師和其他同學(xué)交流每組在設(shè)計(jì)過(guò)程中碰到的問(wèn)題以及解決方法，對(duì)于一些仍未解決的問(wèn)題，教師在課堂上為學(xué)生解答疑難。課堂內(nèi)容以學(xué)生為主，包括學(xué)生展示項(xiàng)目成果、學(xué)生講解設(shè)計(jì)思路、生生之間和師生之間的交流互動(dòng)，既突出了翻轉(zhuǎn)課堂的特征，也展出了項(xiàng)目式教學(xué)的項(xiàng)目結(jié)果，更培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力、動(dòng)手能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。當(dāng)然，教師要具備過(guò)硬的素質(zhì)和豐富的知識(shí)，做好組織引導(dǎo)工作，并解決項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中碰到的各種難題。

第三，在課后，教師布置拓展作業(yè)，學(xué)生在完成的實(shí)物作品基礎(chǔ)之上繼續(xù)提升增加功能完成相應(yīng)任務(wù)。拓展作業(yè)要考慮的因素如下：1.教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生課堂上展示項(xiàng)目作品的情況，來(lái)布置相應(yīng)難度的拓展作業(yè)；2.拓展作業(yè)最后的完成提交都是在課外進(jìn)行，以實(shí)時(shí)通信軟件或者見面進(jìn)行交流溝通；3.拓展作業(yè)圍繞著項(xiàng)目目標(biāo)為中心并進(jìn)行提升。

第四，每個(gè)任務(wù)完成后，教師和學(xué)生對(duì)每組學(xué)生的作品進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)包括學(xué)生對(duì)自己組的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)、學(xué)生對(duì)其他組學(xué)生作品的評(píng)價(jià)、教師對(duì)各組作品的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括每項(xiàng)任務(wù)中具體到細(xì)節(jié)的考核如電氣原理圖的繪制，PCB圖的繪制，元器件的選擇和焊接質(zhì)量等，以及實(shí)驗(yàn)室安全操作、團(tuán)隊(duì)合作、語(yǔ)言表達(dá)能力等內(nèi)容。表1是項(xiàng)目一“基于應(yīng)變式傳感器的電子秤”的考核評(píng)價(jià)表。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文采用項(xiàng)目式教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)相結(jié)合的模式開展了《傳感器技術(shù)》課程的嘗試，經(jīng)過(guò)幾屆的授課結(jié)果表明該方法和傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高了、學(xué)習(xí)興趣更濃了，并且學(xué)生反映自學(xué)能力增強(qiáng)了，也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。但也存在一些問(wèn)題：如學(xué)生分組進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和制作時(shí)，由于每組同學(xué)數(shù)量在5個(gè)，從而有個(gè)別同學(xué)會(huì)存在主觀上的不參與，但教師發(fā)現(xiàn)不了的問(wèn)題。

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