基于混合式教學的“傳感器原理及應用”課程教學改革探索

馮輝 陳磊 鄧明

摘 要：“傳感器原理及應用”是物聯網工程專業的核心課程，該課程具有多學科交叉的知識匯集、牽涉面廣、內容松散、器件繁多等特點。為了提高“傳感器原理及應用”課程的教學質量，激發學生學習興趣，培養學生的創新意識與工程實踐能力，文章將思維導圖、互動平臺Kahoot等引入教學環節，構建混合式教學模式，提高了學生學習積極性，教學效果較好。

關鍵詞：傳感器;翻轉課堂;思維導圖;Kahoot;教學改革

1 問題發現

“傳感器原理及應用”是物聯網工程專業的核心課程，其目的是使學生了解各種傳感器及解決工程、生產及科研中遇到的各種具體的檢測問題。但是傳感器是多學科交叉的知識匯集，它涉及物理、機械、電子、材料、化工、生物、環境、地質、核技術等多方面知識[1]，內容繁雜，信息量大，學生在學習過程中會感到手足無措，主要表現在以下幾個方面。

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，在教學過程中筆者發現該教材內容及所配套的課件與目前前沿傳感技術相比有明顯的滯后性，學生平時所接觸的關于傳感器的知識與書本內容有較大的出入，這在一定程度上會加深學生的困惑。另外，由于傳感器牽涉學科眾多，這些跨學科的知識點比較繁雜，對計算機專業學生來說是一個不小的挑戰，同時對授課老師的跨學科知識儲備要求較高。

1.2? 教學方法的問題

傳統的教學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，知識的消化需要學生在課后通過作業、課程設計、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，內容味同嚼蠟，學生會感覺抓不到重點，學習興趣直線下降，學習效果可想而知。

如何緊跟傳感器發展前沿，并將錯綜復雜的知識點以清晰明了的方式展現出來，讓學生抓住重要知識點，提高學生學習興趣及創新實踐能力是應用型創新人才的培養要求，也是教學過程中探索的重點[2]。本文研究如何將思維導圖、互動平臺Kahoot引入“傳感器原理及應用”教學環節，構建混合式教學模式，以適應新時代教學改革要求。

2 教學內容的改革

淮南師范學院計算機學院物聯網工程系成立于2014年，并于當年開始招收物聯網工程專業本科生。成立當初，缺乏相應的實驗設備，“傳感器原理及應用”這門課程僅僅講授理論，無與之配套的實踐項目，學生學習積極性不強，教學效果不盡人意。在隨后的幾年，學院陸續建立了無線傳感實驗室、傳感器應用綜合實驗室，并開展“傳感器原理及應用”課程設計，為培養應用型人才、提高學生的工程實踐能力提供了一個較好的平臺。

3 教學方法的改革

教育技術的發展為“傳感器原理及應用”教學手段的改革提供了可能，網絡技術的發展也為其助力，將兩者結合起來，教學手段改革將進入快車道。

3.1? 思維導圖

思維導圖又叫心智導圖，是模擬大腦神經網絡的樹狀結構，是表達發散性思維的有效工具[3]。比如在講解傳感器的基本特性時，要讓學生明白傳感器的基本特性可分為靜態特性和動態特性，其中靜態特性包括線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復性、漂移等。如果按照傳統方法記憶，很容易造成混淆，且難度較大，會讓學生感到索然無味，降低甚至喪失學習興趣。現在我們將思維導圖引入，利用思維導圖圖文并茂的特點，縮減了文字數量，找出重要知識點，使知識點脈絡清晰，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！”按鈕創建一個新的問答。我們可以根據自己的實際課堂需要進行選擇。當你創建完問答時，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分享給學生讓學生進入房間[4]。加入的學生，名字會出現在老師的屏幕上。老師點擊“Start”，就可以開始做搶答游戲了。

4 教學效果分析

本文選取了淮南師范學院2018級物聯網工程專業的? ? ? ? 79名本科生作為研究對象，將混合式教學模式貫穿于“傳感器原理及應用”課程教學活動中，學期結束后，通過調查問卷、訪談等形式，對學生的學習滿意度、教學評價及該門課程成績進行了分析，以評測該教學模式的教學效果。

4.1? 問卷調查分析

將調查問卷發布給79名本科生，最后回收76份有效文件，有效率為96%。結果顯示：86%的學生認為混合教學模式很大程度上激發了他們學習“傳感器原理及應用”這門課程的興趣，同時也增強了學習信心;10%的學生認為該模式較多依賴信息技術手段，各種軟件、平臺的使用占了他們的業余時間;還有4%的同學認為該混合模式與傳統的教學模式相差無幾。

調查問卷采用5分制，針對混合教學模式的接受程度，平均分超過了4.7。所以，基于思維導圖、互動平臺Kahoot的混合教學模式相比較傳統課堂的教學模式，在教學效果上有了明顯的優勢。

4.2? 成績分析

我們對比了采用混合式教學的2018級物聯網工程專業本科生和采用傳統教學方式的2018級通信工程本科生的成績（見圖1）。經過統計、對比之后發現，采用了混合教學模式后，學生各分數段的平均成績都有明顯提高，這表明混合教學模式相比較傳統教學方式有一定的優勢，教學效果較好。

5 結語

“傳感器原理及應用”是物聯網專業的核心課程，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，學科跨度大的特點。學習及掌握傳感器的原理，提高解決工程、生產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的要求，也是淮南師范學院作為應用型本科院校培養人才的宗旨。但傳統的教學方式已經不能適應人才培養的需求，課程教學改革迫在眉睫。本文將思維導圖、互動平臺Kahoot引入教學環節，構建混合式教學模式，活躍了課堂氣氛，提高了學生學習積極性，教學效果較好。

[參考文獻]

[1]吳建平.傳感器原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2015.

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

[3]楊冬香，崔敏.利用思維導圖構建知識網絡化的應用研究—以數控技術課程為例[J].教育現代化，2017（50）：142-143.

[4]廣州易漢語對外漢語.教學工具|玩轉Kahoot！讓學生成為課堂的“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）