基于混合式教學(xué)的“傳感器原理及應(yīng)用”課程教學(xué)改革探索

馮輝 陳磊 鄧明

摘 要：“傳感器原理及應(yīng)用”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心課程，該課程具有多學(xué)科交叉的知識匯集、牽涉面廣、內(nèi)容松散、器件繁多等特點。為了提高“傳感器原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與工程實踐能力，文章將思維導(dǎo)圖、互動平臺Kahoot等引入教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建混合式教學(xué)模式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果較好。

關(guān)鍵詞：傳感器;翻轉(zhuǎn)課堂;思維導(dǎo)圖;Kahoot;教學(xué)改革

1 問題發(fā)現(xiàn)

“傳感器原理及應(yīng)用”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心課程，其目的是使學(xué)生了解各種傳感器及解決工程、生產(chǎn)及科研中遇到的各種具體的檢測問題。但是傳感器是多學(xué)科交叉的知識匯集，它涉及物理、機械、電子、材料、化工、生物、環(huán)境、地質(zhì)、核技術(shù)等多方面知識[1]，內(nèi)容繁雜，信息量大，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會感到手足無措，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1? 知識點的問題

筆者使用的教材是目前較主流的傳感器教材，在教學(xué)過程中筆者發(fā)現(xiàn)該教材內(nèi)容及所配套的課件與目前前沿傳感技術(shù)相比有明顯的滯后性，學(xué)生平時所接觸的關(guān)于傳感器的知識與書本內(nèi)容有較大的出入，這在一定程度上會加深學(xué)生的困惑。另外，由于傳感器牽涉學(xué)科眾多，這些跨學(xué)科的知識點比較繁雜，對計算機專業(yè)學(xué)生來說是一個不小的挑戰(zhàn)，同時對授課老師的跨學(xué)科知識儲備要求較高。

1.2? 教學(xué)方法的問題

傳統(tǒng)的教學(xué)手段主要包含兩個過程，即知識的傳授和知識的消化。知識的傳授是在課堂中完成的，知識的消化需要學(xué)生在課后通過作業(yè)、課程設(shè)計、實驗報告等來完成[2]。但是整本書概念煩瑣，知識點縱橫交錯，內(nèi)容味同嚼蠟，學(xué)生會感覺抓不到重點，學(xué)習(xí)興趣直線下降，學(xué)習(xí)效果可想而知。

如何緊跟傳感器發(fā)展前沿，并將錯綜復(fù)雜的知識點以清晰明了的方式展現(xiàn)出來，讓學(xué)生抓住重要知識點，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新實踐能力是應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求，也是教學(xué)過程中探索的重點[2]。本文研究如何將思維導(dǎo)圖、互動平臺Kahoot引入“傳感器原理及應(yīng)用”教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建混合式教學(xué)模式，以適應(yīng)新時代教學(xué)改革要求。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

淮南師范學(xué)院計算機學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程系成立于2014年，并于當(dāng)年開始招收物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生。成立當(dāng)初，缺乏相應(yīng)的實驗設(shè)備，“傳感器原理及應(yīng)用”這門課程僅僅講授理論，無與之配套的實踐項目，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不強，教學(xué)效果不盡人意。在隨后的幾年，學(xué)院陸續(xù)建立了無線傳感實驗室、傳感器應(yīng)用綜合實驗室，并開展“傳感器原理及應(yīng)用”課程設(shè)計，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才、提高學(xué)生的工程實踐能力提供了一個較好的平臺。

3 教學(xué)方法的改革

教育技術(shù)的發(fā)展為“傳感器原理及應(yīng)用”教學(xué)手段的改革提供了可能，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也為其助力，將兩者結(jié)合起來，教學(xué)手段改革將進入快車道。

3.1? 思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖又叫心智導(dǎo)圖，是模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樹狀結(jié)構(gòu)，是表達發(fā)散性思維的有效工具[3]。比如在講解傳感器的基本特性時，要讓學(xué)生明白傳感器的基本特性可分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性，其中靜態(tài)特性包括線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復(fù)性、漂移等。如果按照傳統(tǒng)方法記憶，很容易造成混淆，且難度較大，會讓學(xué)生感到索然無味，降低甚至喪失學(xué)習(xí)興趣。現(xiàn)在我們將思維導(dǎo)圖引入，利用思維導(dǎo)圖圖文并茂的特點，縮減了文字數(shù)量，找出重要知識點，使知識點脈絡(luò)清晰，重難點簡潔明了，便于記憶。

3.2? 互動平臺Kahoot

Kahoot是一款國外教學(xué)互動平臺，具有互動、自由、簡單等特點。使用方法是老師先注冊Kahoot賬號，登錄之后可以點擊右上角“NewK！”按鈕創(chuàng)建一個新的問答。我們可以根據(jù)自己的實際課堂需要進行選擇。當(dāng)你創(chuàng)建完問答時，點擊“Host Live”，就可以選擇個人比拼或者小組比拼，然后老師會得到一個PIN碼，把PIN分享給學(xué)生讓學(xué)生進入房間[4]。加入的學(xué)生，名字會出現(xiàn)在老師的屏幕上。老師點擊“Start”，就可以開始做搶答游戲了。

4 教學(xué)效果分析

本文選取了淮南師范學(xué)院2018級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的? ? ? ? 79名本科生作為研究對象，將混合式教學(xué)模式貫穿于“傳感器原理及應(yīng)用”課程教學(xué)活動中，學(xué)期結(jié)束后，通過調(diào)查問卷、訪談等形式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)滿意度、教學(xué)評價及該門課程成績進行了分析，以評測該教學(xué)模式的教學(xué)效果。

4.1? 問卷調(diào)查分析

將調(diào)查問卷發(fā)布給79名本科生，最后回收76份有效文件，有效率為96%。結(jié)果顯示：86%的學(xué)生認為混合教學(xué)模式很大程度上激發(fā)了他們學(xué)習(xí)“傳感器原理及應(yīng)用”這門課程的興趣，同時也增強了學(xué)習(xí)信心;10%的學(xué)生認為該模式較多依賴信息技術(shù)手段，各種軟件、平臺的使用占了他們的業(yè)余時間;還有4%的同學(xué)認為該混合模式與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相差無幾。

調(diào)查問卷采用5分制，針對混合教學(xué)模式的接受程度，平均分超過了4.7。所以，基于思維導(dǎo)圖、互動平臺Kahoot的混合教學(xué)模式相比較傳統(tǒng)課堂的教學(xué)模式，在教學(xué)效果上有了明顯的優(yōu)勢。

4.2? 成績分析

我們對比了采用混合式教學(xué)的2018級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生和采用傳統(tǒng)教學(xué)方式的2018級通信工程本科生的成績（見圖1）。經(jīng)過統(tǒng)計、對比之后發(fā)現(xiàn)，采用了混合教學(xué)模式后，學(xué)生各分數(shù)段的平均成績都有明顯提高，這表明混合教學(xué)模式相比較傳統(tǒng)教學(xué)方式有一定的優(yōu)勢，教學(xué)效果較好。

5 結(jié)語

“傳感器原理及應(yīng)用”是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的核心課程，也是一門對工程實踐能力要求較高的課程，具有知識點繁雜，學(xué)科跨度大的特點。學(xué)習(xí)及掌握傳感器的原理，提高解決工程、生產(chǎn)及科研中遇到的各種具體問題的能力，是新工科背景下人才培養(yǎng)的要求，也是淮南師范學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)人才的宗旨。但傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不能適應(yīng)人才培養(yǎng)的需求，課程教學(xué)改革迫在眉睫。本文將思維導(dǎo)圖、互動平臺Kahoot引入教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建混合式教學(xué)模式，活躍了課堂氣氛，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果較好。

[參考文獻]

[1]吳建平.傳感器原理及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

[2]祝開艷，吳曉雪，梁策，等.基于混合式教學(xué)的“傳感器原理與應(yīng)用”課程教學(xué)研究[J].教育教學(xué)論壇，2020（24）：267-268.

[3]楊冬香，崔敏.利用思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識網(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（50）：142-143.

[4]廣州易漢語對外漢語.教學(xué)工具|玩轉(zhuǎn)Kahoot！讓學(xué)生成為課堂的“頭號玩家”！[EB/OL].（2020-05-24）[2021-07-10].https：//www.baijiahao.baidu.com/s？id=1661867110104096529&wfr=spider&for=pc.2020.

（編輯 傅金睿）