基于項目化教學與翻轉課堂的《傳感器技術》課程教學研究

劉華

摘 要：針對《傳感器技術》課程的教學特點及存在問題，結合學習通軟件平臺，提出了一種適合現代大學生的新的教學模式，項目化教學與翻轉課堂相結合的教學方法。詳細介紹了課堂教學設計、教學實施步驟，最后分析了教學效果。

關鍵詞：傳感器技術;學習通;翻轉課堂

一、引言

《傳感器技術》這門課程是計算機應用技術、物聯網應用技術等專業的必修專業課程，在學生的本科畢業論文、電子競賽等方面有非常重要的作用。本門課程具有很強的實踐性，而且理論部分綜合了電路原理、模擬電路與數字電路、單片機原理與應用等理論知識，難度比較大。這門課程包含了力、位移、加速度、流量、濕度、溫度等參數的測量和檢測技術，涉及電阻式、電感式、電容式、壓電式、光電式等傳感器，課程內容比較多，比較綜合[1-2]。

《傳感器技術》一般采用教師在課堂上講授，講授完理論知識后，再進行實驗操作的教學方法。這種教學模式容易使學生在課堂教學中感覺枯燥泛味，憑空想象傳感器器件，逐漸失去學習興趣。實驗操作主要是在實驗箱上連線電路圖為主，也無法吸引學生的興趣。這種教學方法容易使學生失去學習的動力，影響學習效果。

二、結合項目教學的翻轉課堂設計

根據課程特點，結合實踐要求，以電勢型傳感器這一章節中，壓電式簡易門鈴的制作與調試項目為例，將教學設計分為課前知識準備，課中項目討論，課后知識鞏固三部分內容[3-4]。教學設計方案如圖1所示。

結合項目式的翻轉課堂教學，在課前準備中，學生通過手機、電腦、ipad等電子產品登錄學習通APP，觀看教師上傳的學習資料，包括微視頻、課件、動畫等，進行自主學習。明確學習任務后，查閱相關資料，進行預習。在課堂上，根據壓電式簡易門鈴的制作與調試項目進行分組討論，完成項目設計要求。課后，除了要完成壓電式簡易門鈴的制作與調試項目的作品以外，還需要學生錄制視頻，介紹完成作品情況、設計原理等，視頻上傳學習通APP。學生及時登錄學習通進行復習，完成相關的試題或單元測試。

圖1 壓電式簡易門鈴的制作與調試教學設計

三、翻轉課堂的教學實施

以壓電式簡易門鈴的制作與調試項目為例，在課前準備工作中，明確教學目標，在學習通平臺發布教學任務，與壓電式簡易門鈴制作與任務相關的微視頻，壓電效應原理的動畫演示，相關網站，制作好課件，學生利用學習通平臺自主進行課前學習。這樣可以將課本上的枯燥文字以圖文并茂、動畫演示的方式更好的展現出來。學生在預習過程中遇到的問題，可以在學習通上發布或討論，這樣方便老師更好的明白學生遇到了哪些問題。教師也可以提前在學習通上發布討論，比如正壓電效應或逆壓電效應的產生需要什么條件？石英晶體的受力和電荷之間有什么關系？壓電式傳感器中采用電荷放大器有什么優點？

在課中項目討論過程中，學生首先通過課前的學習，明確學習任務目標，針對壓電式簡易門鈴的制作與調試項目，將學生分組，討論這一項目的設計思路、電路原理、設計電路圖等內容。課堂以學生為主，講解自己的設計思路，對于學生碰到解決不了的問題，由教師進行講解，師生之間交流，生生之間交流。這樣可以更好的調動起學生學習的積極性，活躍課堂氣氛，體現了翻轉課堂的特性。再結合實驗教學，學生動手完成壓電式簡易門鈴的焊接制作與調試工作，更好的培養了學生自學能力、動手能力和語言表達能力[5]。

在課后知識鞏固過程中，教師在學習通教師端發布作業，主要考察學習任務點，主要形式有：1.將制作的壓電式簡易門鈴作品演示出來，以視頻的形式上傳到學習通，并介紹相關的設計原理、設計思路等2.教師在學習通發布練習題庫或者單元測試，學生課下完成。

四、翻轉課堂教學效果分析

通過翻轉課堂形式教學，取得了良好的教學效果。主要表現在以下幾個方面：

在教師方面，通過使用學習通平臺記錄課堂數據，教師可以更方便的觀察上課情況，發現問題或者有需要改進的地方，或者學習資源有需要補充修正的地方，可以及時補充和總結。比如，可以在學習通APP上發布討論，供學生交流，教師可以了解學生的掌握情況。在學習通APP上，學生提交作業或者完成章節測試，如果學生測試成績普遍偏低，教師反思教學任務點是否講解不到位等。

在學生方面，首先，翻轉課堂的教學模式大大的提高了學生的學習興趣。在傳統課堂上，一般是老師在講臺上講，學生在下面聽，填鴨式的教學。引入翻轉課堂后，結合項目化教學，學生由傳統的接受知識變為主動思考、參與者，提高了學生對傳感器技術這門課的學習積極性。課前準備階段，采用微課短視頻、動畫等形式，很好的吸引學生的注意力。其次，學生在學習過程中，遇到問題，會自主查閱資料來解決問題，這也很好的提高了學生解決問題的能力。最后，提高了學生的動手能力與自主創新能力。比如說，在設計簡易壓電門鈴這一項目中，學生通過設計電路圖，完成壓電門鈴的焊接工作，整個過程需要學生自己尋找并解決問題。

教學任務完成后，教師和學生可以對作品進行相互評價。除了教師對作品的評價外，學生也可以對自己的設計的PCB圖，傳感元器件的選擇等進行評價，找出可以改進的地方，促進自己不斷進步。

五、結束語

本文結合項目化教學，采用了翻轉課堂的教學形式，進行對《傳感器技術》課程的不斷嘗試，學生從中學到了理論知識并鍛煉了實踐動手操作能力，取得了很好的教學效果。但也存在過程不夠系統化，還需進一步改進。

參考文獻：

[1]劉璐玲，陳里.基于微信公眾平臺的翻轉課堂應用研究[J].高教學刊，2017（10）：62-63+66.

[2]鄭永軍，李文軍等.基于翻轉課堂的《傳感器技術》課程教學探索[J].高教學刊，2017（18）：75-77.

[3]鐘志群.基于翻轉課堂的《傳感器原理及應用》課程教學模式研究[J].智庫時代，2019：151+154.

[4]楊利南，向曈等.基于MOOC的《傳感器與檢測技術》課程翻轉課堂教學模式研究[J].文化創新比較研究，2019（22）：149-150.

[5]魏書寧，董俊等.基于混合模式翻轉課堂的《傳感器與檢測技術》課程教學探索和研究[J].教育現代化，2019（53）：156-158+180.