范文婷，王 曉

（太原科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030024）

0 引 言

作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，“傳感器原理及應(yīng)用”是其他課程的先導(dǎo)，通過該課程可以幫助學(xué)生了解各類傳感器的工作原理、典型應(yīng)用等，為培養(yǎng)學(xué)生完整的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但在實(shí)際教學(xué)過程中，該課程具有多學(xué)科交叉、知識(shí)覆蓋范圍廣、結(jié)構(gòu)松散、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，不僅教師講解難，學(xué)生學(xué)習(xí)更難，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量難以保證。往往學(xué)期結(jié)束后，教師感覺講授的知識(shí)不系統(tǒng)，學(xué)生感覺理論知識(shí)有所了解但浮于表面并不深入，實(shí)踐動(dòng)手能力沒有得到鍛煉。因此探究一種項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)與線上教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)作為中心，學(xué)生作為主體參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，在實(shí)踐過程中融入理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。同時(shí)，在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的快速發(fā)展也為打破時(shí)間和空間的限制，隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)提供了可能。本文在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上，輔以線上學(xué)習(xí)通資源便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后拓展，以提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

1 現(xiàn)有教學(xué)模式及問題分析

（1）課程難度較高，課時(shí)數(shù)較少

現(xiàn)有的傳感器原理及應(yīng)用教學(xué)過程當(dāng)中，主要按不同工作原理分類講解各類傳感器，包含傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)類型、簡(jiǎn)單應(yīng)用等。課程涵蓋知識(shí)較多且相對(duì)獨(dú)立，對(duì)任課教師和學(xué)生要求較高，除電子電路、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)外，部分課程還要求學(xué)生對(duì)力學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、生物學(xué)等知識(shí)有所了解。在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，教學(xué)時(shí)數(shù)一般為32或48學(xué)時(shí)，包含8或12學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，有時(shí)更少。大量知識(shí)要在有限的課堂學(xué)時(shí)中講授，部分章節(jié)必然只能淺嘗輒止或直接跳過。

（2）實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱

在傳感器原理及應(yīng)用課程講解過程中，現(xiàn)有教學(xué)方法主要以知識(shí)性講授為主，只是在課程中穿插一些驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。理論學(xué)習(xí)部分枯燥、繁雜、難懂是學(xué)生最常反映的問題，在學(xué)習(xí)概述時(shí)學(xué)生還對(duì)傳感器知識(shí)充滿興趣和期待，但僅講授兩類傳感器之后就已然失去了學(xué)習(xí)興趣。后面的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械地按照流程完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并不能真正與課程內(nèi)容相結(jié)合、融會(huì)貫通，收獲甚微。

（3）課程評(píng)價(jià)體系缺乏準(zhǔn)確性

現(xiàn)有的“傳感器及應(yīng)用”課程評(píng)價(jià)體系采用平時(shí)成績(jī)（20%）+期末考試（80%）的方式考核，其中實(shí)驗(yàn)成績(jī)包含在平時(shí)成績(jī)內(nèi)。該考核體系具有一定的合理性，但在具體實(shí)施過程中缺乏準(zhǔn)確性。期末考試成績(jī)占比較大，容易出現(xiàn)重理論記憶、輕實(shí)踐動(dòng)手的現(xiàn)象，使得部分學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)付了事。理論考核成績(jī)高，實(shí)際動(dòng)手能力差，因此這種方式并不能真正反映學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式與線上資源相融合的教學(xué)改革思路及舉措

2.1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)與線上資源融合的教學(xué)實(shí)施方案

以項(xiàng)目作為切入點(diǎn)，擴(kuò)充應(yīng)用型教學(xué)內(nèi)容。讓學(xué)生主動(dòng)參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、傳感器選擇和控制。在參與過程中，學(xué)生能夠體會(huì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性，感興趣、肯學(xué)習(xí)，真正去剖析各類傳感器自身的特點(diǎn)及工作原理，準(zhǔn)確理解并掌握相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。通過項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和研究能力，并在具體實(shí)現(xiàn)過程中以小組為單位展開教學(xué)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。同時(shí)，針對(duì)課時(shí)較少的問題，將線下講授和線上學(xué)習(xí)通資源相結(jié)合，充分利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后的查漏補(bǔ)缺。據(jù)此設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)施方案，如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)與線上教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)過程實(shí)施方案

以“智能小屋系統(tǒng)”項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)為例，具體的教學(xué)步驟包含：

（1）發(fā)布智能小屋系統(tǒng)項(xiàng)目，以小組為單位，討論智能小屋包含的功能模塊，如安防系統(tǒng)、燈光窗簾控制系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、小屋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能家電系統(tǒng)等。明確每一個(gè)模塊具備的功能，設(shè)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)方案。

（2）針對(duì)各功能模塊，課堂講授所涵蓋的傳感器，如燈光窗簾控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)燈和窗簾的自動(dòng)打開和關(guān)閉功能，就需要結(jié)合教材中常見的光敏傳感器工作原理、特性參數(shù)等選擇相應(yīng)的傳感器。

（3）理論知識(shí)學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生以小組為單位，選擇項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)所要用到的傳感器。在這個(gè)過程中，如果有不理解的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生可以尋求教師幫助，或者復(fù)習(xí)線上學(xué)習(xí)通相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，最終真正掌握相關(guān)知識(shí)。

（4）以小組為單位進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)及成果展示，并總結(jié)收獲和學(xué)習(xí)過程中存在的不足。這是一種良性機(jī)制，不僅可以使學(xué)生真正明白所學(xué)內(nèi)容，也為教師改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法提供反饋，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

2.2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)與線上資源融合的教學(xué)評(píng)價(jià)體系改進(jìn)

在現(xiàn)有傳感器原理及應(yīng)用考核體系基礎(chǔ)上，將期末成績(jī)的占比降到30%，平時(shí)成績(jī)提高到70%。其中，平時(shí)成績(jī)借鑒大多數(shù)“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)中經(jīng)常采用的“自評(píng)+互評(píng)”模式，嘗試采用“自評(píng)（15%）+互評(píng)（25%）+師評(píng)（30%）”評(píng)價(jià)體系。其中，自評(píng)即學(xué)生自我評(píng)價(jià)；互評(píng)環(huán)節(jié)由小組成員按照項(xiàng)目分工和完成情況進(jìn)行互評(píng)，再輔以項(xiàng)目成果展示和匯報(bào)環(huán)節(jié)，由其他組成員給出成績(jī)。師評(píng)主要針對(duì)學(xué)生出勤、課堂表現(xiàn)、學(xué)習(xí)通自學(xué)、項(xiàng)目參與和完成情況、課后作業(yè)等由教師進(jìn)行考評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，真正做到以評(píng)促學(xué)。

3 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)與線上資源相融合的教學(xué)方式實(shí)施效果分析

2020年秋季學(xué)期，將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式與線上資源相融合的教學(xué)方法應(yīng)用于太原科技大學(xué)2018屆物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的“傳感器原理及應(yīng)用”課程教學(xué)，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)通資源得到充分利用，課程瀏覽量進(jìn)一步提升，期末考試成績(jī)也有了大幅提高?；陧?xiàng)目的實(shí)踐操作，學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解也更深入。通過期末與學(xué)生溝通交流，學(xué)生整體評(píng)價(jià)較好，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)架構(gòu)具有清晰的認(rèn)識(shí)，具備自行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)完整傳感器應(yīng)用系統(tǒng)的能力，為后期開展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 結(jié) 語

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式與線上教學(xué)相融合的教學(xué)方式圍繞“真實(shí)項(xiàng)目”展開，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神，自主實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，并在實(shí)踐中理解和掌握理論知識(shí)。線上資源豐富且隨時(shí)隨地都可學(xué)習(xí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了有效補(bǔ)充，課程評(píng)價(jià)體系也更加合理。與之前的教學(xué)狀況相比，教學(xué)改革取得了一定成效。但考慮到這是初次嘗試將該教學(xué)方案應(yīng)用于傳感器原理及應(yīng)用的教學(xué)，還存在很大不足。在最終的成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生也提到了很多學(xué)習(xí)中存在的問題，而這也是給教師的有效反饋，是進(jìn)一步改進(jìn)的方向。