王呈

摘要：針對國內(nèi)《傳感器與檢測技術(shù)》課程面臨的理論枯燥、學(xué)生亟需提高分析與解決問題能力等困難，從課堂教學(xué)組織方法出發(fā)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性入手，提出了“求助式”案例教學(xué)方法。從工程背景導(dǎo)引，科學(xué)問題提出、教學(xué)內(nèi)容講授明確了教學(xué)實(shí)踐中的要點(diǎn)，同時(shí)提出了在該教學(xué)方法下的教學(xué)質(zhì)量評價(jià)體系。本教學(xué)法在實(shí)踐中獲得較好效果，有效解決傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)例分析割裂的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：《傳感器與檢測技術(shù)》；教學(xué)組織；富蘭克林效應(yīng)

中圖分類號(hào)：TU43；G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）30-0208-02

0引言

在知識(shí)爆炸的今天，愈來愈豐富的信息渠道：網(wǎng)絡(luò)資源，慕課資源，讓學(xué)生能夠更高效、全面的掌握知識(shí)。攝取知識(shí)不再是當(dāng)代大學(xué)生的主要困難。在此大背景下，學(xué)界在反思大學(xué)課堂教育地位與作用的同時(shí)，力求教育回歸其本質(zhì)。如何由書本知識(shí)脫穎而出，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果是讓當(dāng)今教師，尤其是青年教師頗為撓頭的難題之一。

1《傳感器與檢測技術(shù)》教學(xué)方法研究現(xiàn)狀

《傳感器與檢測技術(shù)》是面向物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)/電信專業(yè)的必修專業(yè)核心課程，是一門具有綜合性、實(shí)跋性、時(shí)代性和創(chuàng)新性的基礎(chǔ)課程，是打造具有全方位視野復(fù)合型人才必不可少的組成部分。前輩在該課程教學(xué)過程中對教學(xué)方法、實(shí)踐方法、培養(yǎng)學(xué)生興趣進(jìn)行了不懈的探究。例如，合肥工業(yè)大學(xué)的徐科軍教授強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，重視教材建設(shè)，注重教育內(nèi)容的歸納、串聯(lián)與整合，強(qiáng)化試驗(yàn)和實(shí)跋環(huán)節(jié)，同時(shí)提出教師可以在教學(xué)中適當(dāng)結(jié)合個(gè)人科研威果，介紹一些新知識(shí)和共性技術(shù)，取得較好的教學(xué)效果。張娜針對《傳感器與檢測技術(shù)》這門課程難學(xué)、理論知識(shí)枯燥且較復(fù)雜的特點(diǎn)，將傳統(tǒng)教學(xué)體系中離散的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)教學(xué)項(xiàng)目，以實(shí)踐為導(dǎo)向，教師為指導(dǎo)，學(xué)生為主體，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。值得指出的是，這里的“項(xiàng)目”指的是對整體知識(shí)、教學(xué)任務(wù)的串聯(lián)。江南大學(xué)的朱啟兵教授更進(jìn)一步，結(jié)合“教育部卓越工程師計(jì)劃”的實(shí)施特點(diǎn)，堅(jiān)持研究型理念，通過對課程內(nèi)容優(yōu)化配置、和基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的實(shí)驗(yàn)課程改革，構(gòu)建了理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課外研學(xué)、網(wǎng)絡(luò)助學(xué)四位一體的立體化教學(xué)模式，在《傳感器與檢測技術(shù)》課程教學(xué)中做了有益的探索，取得了良好的教學(xué)效果。

還有教師在增進(jìn)學(xué)生興趣，增強(qiáng)認(rèn)知和實(shí)踐能力方面進(jìn)行了探索，例如，王君瑞將Proteus軟件引入傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)各環(huán)節(jié)，有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，在一定程度上擺脫了各類傳感器實(shí)驗(yàn)中對于傳統(tǒng)硬件條件的局限，提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐、解決問題的能力。

針對《傳感器與檢測技術(shù)》教學(xué)目前的發(fā)展趨勢，結(jié)合本學(xué)院在“教育部卓越工程師計(jì)劃”實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)前輩已取得的教學(xué)成果經(jīng)驗(yàn)，本文深入探索了教師如何實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)與科研項(xiàng)目在課堂上的無縫連接，提出一種新的“求助式”案例教學(xué)方法。

2“求助式”教學(xué)方法與實(shí)踐

2.1基于富蘭克林效應(yīng)的“求助式”教學(xué)方法

“求助式”案例教學(xué)法，是教師以實(shí)踐為導(dǎo)向，科研案例為教學(xué)導(dǎo)引，在分析中穿插理論內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)師生共同通過分析討論來完成課程教學(xué)的方法?！扒笾睆淖置嫔蟻黻U釋，是老師遇到問題無法解決，而求助于學(xué)生。似與傳統(tǒng)相悖，老師在傳統(tǒng)課堂上的地位當(dāng)屬權(quán)威，理應(yīng)對教授內(nèi)容了如指掌。因此，如何在教學(xué)導(dǎo)引中進(jìn)行求助，對哪些內(nèi)容進(jìn)行求助是求助式教學(xué)在實(shí)踐中應(yīng)該認(rèn)真考慮的。

“求助式”授課方式背后的心理學(xué)支撐是“富蘭克林效應(yīng)”?！案惶m克林效應(yīng)”是一種有趣的心理學(xué)現(xiàn)象。相傳美國知名政治家本杰明·富蘭克林一次想獲得賓夕法尼亞州立法院一位難纏的議員的合作，其并未向議員鞠躬示好，反而是向該議員借看一本珍貴圖書，其后，兩人結(jié)為同盟。富蘭克林將他通過借書所帶來的成功歸結(jié)為一條簡單的原則：“曾經(jīng)幫過你一次忙的人會(huì)比那些你幫助過的人更愿意再幫你一次忙?！睋Q言之，要使某個(gè)人喜歡你，那就請他幫你一個(gè)忙。求助，更有助于授課教師將身份置于和學(xué)生平等的地位上，更容易讓學(xué)生跳出條框的限制，發(fā)揮自己的想象力與創(chuàng)造力。這要求教師“移形換位”，即基于學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與北京來思考問題，提出解決方案。例如，當(dāng)引入新方法來解決問題時(shí)，需要講清楚為這種新方法的來龍去脈，這對整體問題構(gòu)建與解決的邏輯性，前后知識(shí)的連續(xù)性提出了更高的要求。

2.2“求助式”課程教學(xué)實(shí)踐要點(diǎn)

2.2.1工程背景導(dǎo)引

在實(shí)施“求助式”教學(xué)過程中，教師首先要明確具體的人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱要求，將理論知識(shí)和個(gè)人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，把相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)聚整合，允許教師不嚴(yán)格按照教材知識(shí)章節(jié)順序進(jìn)行講授。目的是讓學(xué)生接受的教學(xué)內(nèi)容盡可能的符合項(xiàng)目實(shí)踐運(yùn)行及開發(fā)的場景，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決問題的能力，讓他們在有步驟完成項(xiàng)目的過程中，不斷增進(jìn)成就感，有助于提高他們的學(xué)習(xí)效果。例如，筆者在和科研合作企業(yè)交往的過程中獲知：隧道新裝風(fēng)機(jī)在兩年內(nèi)最易發(fā)生墜落事件，維保企業(yè)提出能否通過設(shè)計(jì)一種風(fēng)機(jī)焊接應(yīng)變檢測系統(tǒng)來對焊接應(yīng)變進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)。以該工程問題為導(dǎo)引，向?qū)W生們求助，能否幫助老師一起完成該風(fēng)機(jī)焊接應(yīng)變檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2.2.2科學(xué)問題提出

問題提出是“求助式教學(xué)”的關(guān)鍵一環(huán)，重點(diǎn)在于完成前述工程問題導(dǎo)引，即明確問題依托的工程背景后，需要制造一個(gè)“容器”，容納課程的理論教學(xué)內(nèi)容，這個(gè)“容器”具體化就是教師凝練總結(jié)的技術(shù)難點(diǎn)和科學(xué)問題，以及他們與教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系。正如前面所述，求助的實(shí)質(zhì)就是教師拋出高度凝練的問題，引導(dǎo)學(xué)生共同解決問題的過程。因此提出問題十分重要。表1羅列了隧道風(fēng)機(jī)案例的相關(guān)科學(xué)問題及對應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。

2.2.3教學(xué)內(nèi)容講授

工程問題導(dǎo)引創(chuàng)建了案例的背景，科學(xué)問題提煉給出了教學(xué)的“容器”，接下來教師需要向“容器”中“灌裝”教學(xué)內(nèi)容。例如，在圍繞如何對焊接應(yīng)變檢測系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)問題時(shí)，很自然的會(huì)引出設(shè)計(jì)的基本原則，系統(tǒng)的基本框架，每個(gè)模塊的功能定義等。針對通信模塊，結(jié)合隧道的實(shí)際環(huán)境可以選擇Zigbee或者有線傳輸方式，此時(shí)可以穿插各類通信方式教學(xué)內(nèi)容，比如，藍(lán)牙，WiFi等，通過比較各類通信手段在隧道中的優(yōu)缺點(diǎn)與局限性，讓學(xué)生迅速掌握通信方式在傳感器檢測系統(tǒng)中的地位、作用與使用特點(diǎn)。此時(shí)，教師還應(yīng)該不僅僅立足書本，需要緊追當(dāng)今科技前沿，例如，可以補(bǔ)充一些窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的內(nèi)容，并鼓勵(lì)學(xué)生在課后設(shè)計(jì)報(bào)告中嘗試采用新的通信方式（NB-IoT），對隧道風(fēng)機(jī)焊縫應(yīng)力檢測的通信系統(tǒng)方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，這也可以認(rèn)為是課堂的“求助”向課后的延伸。

2.3面向“求助型”的教學(xué)多元評價(jià)體系

求助式教學(xué)強(qiáng)化了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，每堂課的教授過程其實(shí)就是對學(xué)生分析問題、解決問題、綜合設(shè)計(jì)等能力的全面訓(xùn)練，因此對于教學(xué)質(zhì)量評價(jià)方法也應(yīng)該立足并突出學(xué)生應(yīng)用能力的評價(jià)?？己酥笜?biāo)應(yīng)當(dāng)包括，學(xué)生分析問題的能力，學(xué)習(xí)的能力與效率，解決問題的主動(dòng)性：與思路方法，綜合設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力等。因此引入多元評價(jià)體系是評價(jià)教學(xué)方法的重要一環(huán)：①考核方式的多元化。上課討論的反饋、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、課后作業(yè)以及期末考試等多元考核方式綜合運(yùn)用。課后作業(yè)已應(yīng)用設(shè)計(jì)報(bào)告為主，報(bào)告中應(yīng)該體現(xiàn)學(xué)生的工程問題的理解，對科學(xué)問題的提煉。此外，為了進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)，也應(yīng)輔以選擇題、填空、簡答等其他題型，做到和課堂實(shí)踐內(nèi)容的呼應(yīng)。②理論成績和實(shí)踐成績相結(jié)合，增加學(xué)生實(shí)踐成績的比例。以小組的形式，將課堂上的“求助”轉(zhuǎn)化為課后的“互助”，通過共同完成綜合大作業(yè)任務(wù)，來體現(xiàn)學(xué)生分析問題、綜合設(shè)計(jì)的能力。進(jìn)而通過小組自評、互評和教師評價(jià)加權(quán)的方式進(jìn)行效果評價(jià)。

2.4“求助型”案例教學(xué)的教學(xué)效果

通過兩個(gè)學(xué)期對兩個(gè)個(gè)專業(yè)（物聯(lián)網(wǎng)與電信）總共六個(gè)班進(jìn)行試驗(yàn)教學(xué)，發(fā)現(xiàn)：學(xué)生明顯提高了上課的興趣，課后主動(dòng)與教師進(jìn)行互動(dòng)，積極通過郵件方式對教師介紹的解決方案提出個(gè)人見解。同時(shí)從課后設(shè)計(jì)報(bào)告來看，抄襲模仿現(xiàn)象大大減少，學(xué)生能夠從分析問題的角度出發(fā)去解決問題。此外，從評教打分的角度，學(xué)生也對授課教師的授課方式給予積極的評價(jià)與反饋，總體來說本教學(xué)法取得了較好的教學(xué)效果。

3結(jié)束語

傳感器與檢測技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，同時(shí)也是眾多相關(guān)專業(yè)的重要選修課程。該課程的學(xué)習(xí)對于培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能具有重要作用。本文提出一種求助式案例教學(xué)法，能夠快速輔助教師切入工程問題，通過凝練科學(xué)問題并穿插教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)學(xué)生分析、解決問題，完成整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力提高。但該種授課方式對授課教師提出了更高的要求，要求教師將科研活動(dòng)有機(jī)融合到教學(xué)中來，培養(yǎng)教師在科研活動(dòng)中主動(dòng)凝練問題的能力。同時(shí)也對教師的“課堂機(jī)智”提出了更高的要求。