傳感器課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探索與實(shí)踐

邱愛(ài)兵　王勝鋒　華亮　張齊

摘 要 針對(duì)傳感器課程特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)，提出基于翻轉(zhuǎn)課堂的傳感器課程教學(xué)模式。通過(guò)課前準(zhǔn)備、課堂知識(shí)內(nèi)化和課后知識(shí)深化三個(gè)部分，闡述教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程，并總結(jié)出實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題，以利于進(jìn)一步增強(qiáng)翻轉(zhuǎn)課堂的效果。

關(guān)鍵詞 傳感器；檢測(cè)技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）04-0123-03

Abstracts In this paper， the flipped classroom teaching mode can be

introduced in the Sensor courses to overcome some problems. The teaching mode is built by three parts： preparation before class， class-

room knowledge and after-school deepening knowledge. Some pro-blems in the implementation process are summarized as to further improve the effect of the flipped classroom teaching mode.

Key words transducer； detection technology； flipped classroom； tea-

ching model

1 概述

翻轉(zhuǎn)課堂是近年來(lái)新興的一種教學(xué)模式。所謂翻轉(zhuǎn)課堂，就是在數(shù)字化、信息化的教學(xué)平臺(tái)中，教師提供錄制或現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)微視頻、課程相關(guān)的文獻(xiàn)資料為主要形式的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在上課之前對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)和測(cè)試，在課堂上教師幫助學(xué)生完成知識(shí)的內(nèi)化、答疑解惑，師生一起完成協(xié)作探究和交流學(xué)習(xí)心得等活動(dòng)的一種新型教學(xué)模式[1]。

高等學(xué)校人才培養(yǎng)的目標(biāo)除了要學(xué)生掌握扎實(shí)的理論知識(shí)外，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師為中心，學(xué)生被動(dòng)地接受眾多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，大多數(shù)學(xué)生只是充當(dāng)知識(shí)的搬運(yùn)工，他們的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力并沒(méi)有被激發(fā)出來(lái)。翻轉(zhuǎn)課堂顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)流程，可以做到以學(xué)生為中心，讓學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)和思考。本文對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂在傳感器課程（南通大學(xué)電氣工程學(xué)院本課程為傳感器與檢測(cè)技術(shù)）教學(xué)模式改革中的應(yīng)用進(jìn)行探索和實(shí)踐，以促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)教學(xué)效果，進(jìn)而更好地培養(yǎng)出創(chuàng)新科技人才。

2 傳感器課程教學(xué)現(xiàn)狀

傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程屬于綜合性課程，涉及物理、化學(xué)、電工電子、微機(jī)原理以及高數(shù)等，其課程特點(diǎn)集中體現(xiàn)為知識(shí)的密集性、內(nèi)容的離散性、品種的龐雜性、功能的智能性、工藝的復(fù)雜性和應(yīng)用的廣泛性。這些特點(diǎn)使得該課程成為“教師難教、學(xué)生難學(xué)”的技術(shù)基礎(chǔ)課程之一。它又是一門(mén)包含多種傳感器和檢測(cè)方法的工業(yè)應(yīng)用性課程，如渦流檢測(cè)、電磁檢測(cè)、微波檢測(cè)、微機(jī)檢測(cè)等，涉及的前續(xù)課程較多，相關(guān)的理論較為復(fù)雜并有一定深度。傳感器與檢測(cè)技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中存在以下3個(gè)主要問(wèn)題。

1）學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以填鴨式教學(xué)為主，學(xué)生只是被動(dòng)接受知識(shí)而不能很好地消化知識(shí)。傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程內(nèi)容多且難，學(xué)生缺乏興趣而變得被動(dòng)，對(duì)理論知識(shí)不能深入理解，無(wú)法更好地應(yīng)用到實(shí)踐中。

2）不易實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)和因材施教。傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)度單一，對(duì)待不同的學(xué)生“一刀切”，無(wú)法照顧到不同層次的學(xué)生，不同層次的學(xué)生無(wú)法按照自己的學(xué)習(xí)能力和消化水平制訂符合自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃。

3）課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法需要改革。傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程傳統(tǒng)教學(xué)方法不夠靈活，無(wú)法顧及教學(xué)內(nèi)容廣度與深度的結(jié)合和新知識(shí)的融入，很難培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力。

根據(jù)該課程課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)方面的不同需求，如果將翻轉(zhuǎn)課堂這一創(chuàng)新模式的優(yōu)勢(shì)融入教學(xué)過(guò)程中，將會(huì)大幅提高教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，也更符合現(xiàn)代高校人才培養(yǎng)的要求。

3 基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

美國(guó)富蘭克林學(xué)院的Robert Talbert教授經(jīng)過(guò)多年的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐研究，提出翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)構(gòu)模型[2]，如圖1所示。該模型將課程學(xué)習(xí)分為兩部分：課前和課中。課前主要是有針對(duì)性地觀看視頻和練習(xí)，課堂上教師通過(guò)測(cè)試了解學(xué)生的疑問(wèn)并解決問(wèn)題，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化。

傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程是一門(mén)綜合性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及多學(xué)科知識(shí)，既有深度又有廣度，要求學(xué)生既要有扎實(shí)的理論，又要有很強(qiáng)的實(shí)踐能力。根據(jù)本課程的特點(diǎn)及學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，課題組基于Robert Talbert教授的翻轉(zhuǎn)課堂模型，構(gòu)建了更加完善的教學(xué)模型。如圖2所示，在本課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，教學(xué)活動(dòng)分為三部分：課前準(zhǔn)備、課堂知識(shí)內(nèi)化和課后知識(shí)深化。

課前準(zhǔn)備

1）教學(xué)資源傳送。教學(xué)資源是基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)和前提。為保證學(xué)生自主學(xué)習(xí)的有效開(kāi)展，就要求任課教師在課前指定教學(xué)任務(wù)，將各類(lèi)教學(xué)資源傳送給學(xué)生，讓學(xué)生在明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程是高校工科電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)必修課，現(xiàn)有教學(xué)資源比較豐富，南通大學(xué)精品課程網(wǎng)站提供了各類(lèi)學(xué)習(xí)資料。教師根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的不同，既可使用各類(lèi)已有的優(yōu)質(zhì)視頻、課件等資源，也可根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)以及課程特點(diǎn)，為學(xué)生量身定制視頻和課件，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性講解；還可根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)不同來(lái)錄制不同的視頻，更好地進(jìn)行因材施教和分層教學(xué)。

2）學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師所布置的教學(xué)任務(wù)根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的不同可分為3種形式：①學(xué)生對(duì)教師所傳送的教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)后，完成課前練習(xí)，檢查對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，并記錄各自問(wèn)題；②對(duì)于一些重點(diǎn)內(nèi)容，可按不同的知識(shí)點(diǎn)由不同學(xué)生自行制作課件，并要求其在課上進(jìn)行講解；③對(duì)教學(xué)內(nèi)容提出思考題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拓展思維和深度思考，以加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。

在課前準(zhǔn)備階段，教師和學(xué)生之間還可通過(guò)各種聊天平臺(tái)或QQ群進(jìn)行實(shí)時(shí)的交流討論，教師可以了解學(xué)生的疑問(wèn)所在，學(xué)生也可通過(guò)與教師的溝通加深對(duì)知識(shí)的理解。

課堂知識(shí)內(nèi)化 翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)之一就是在最大化地開(kāi)展課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，不斷延長(zhǎng)課堂學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率，關(guān)鍵就在于如何通過(guò)課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)完成知識(shí)內(nèi)化的最大化[3]?；诜D(zhuǎn)課堂的課堂活動(dòng)可分為5個(gè)部分。

1）由學(xué)生對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解。通過(guò)對(duì)南通大學(xué)電氣工程學(xué)院電131-2班進(jìn)行試點(diǎn)教學(xué)，學(xué)生自己制作課件并講解的效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師獨(dú)霸課堂的被動(dòng)教學(xué)模式。

2）對(duì)于課前準(zhǔn)備階段學(xué)生所記錄的問(wèn)題以及在學(xué)生講解過(guò)程中產(chǎn)生的新問(wèn)題，教師可以根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)選取部分問(wèn)題進(jìn)行分組討論。學(xué)生只有在積極思考后才能提出問(wèn)題，通過(guò)討論對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和求解后，就可以深刻地掌握知識(shí)點(diǎn)。

3）通過(guò)分組討論和課堂討論仍未能解決的問(wèn)題，教師應(yīng)進(jìn)行講解。

4）在解決相應(yīng)問(wèn)題后，應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)試，對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)。

5）對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析并結(jié)合學(xué)生之前所提問(wèn)題，教師應(yīng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，為學(xué)生梳理教學(xué)內(nèi)容。

課后知識(shí)深化 學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)教師指定的教學(xué)內(nèi)容，課堂上通過(guò)開(kāi)展各種教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行知識(shí)內(nèi)化，最終目的是進(jìn)行更深層次的學(xué)習(xí)。根據(jù)傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程大綱要求，學(xué)生不僅要掌握各種傳感器與檢測(cè)技術(shù)，更重要的是能靈活地使用這些技術(shù)并應(yīng)用到實(shí)際中。在每階段教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，要求學(xué)生完成相應(yīng)的課內(nèi)課程設(shè)計(jì)并進(jìn)行答辯。在課后完成課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，教師與學(xué)生之間同樣可以通過(guò)各種平臺(tái)進(jìn)行交流溝通。課程設(shè)計(jì)在對(duì)知識(shí)進(jìn)行拓展的基礎(chǔ)上，可促進(jìn)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

4 基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施中存在的問(wèn)題

將基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，固然可以帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，但在具體實(shí)施過(guò)程中也存在諸多問(wèn)題。

1）學(xué)生能否積極配合做好課前準(zhǔn)備？翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念的核心是以學(xué)生為中心，課前理論知識(shí)的預(yù)習(xí)效果大部分取決于學(xué)生自我控制內(nèi)驅(qū)力[4-5]。而此次翻轉(zhuǎn)課堂試點(diǎn)班級(jí)的多數(shù)學(xué)生并沒(méi)有課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣，自控能力不足，教師提前傳送的各類(lèi)教學(xué)資源沒(méi)有充分學(xué)習(xí)，導(dǎo)致課堂討論效果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。要讓依賴教師進(jìn)行被動(dòng)學(xué)習(xí)已成習(xí)慣的學(xué)生變得獨(dú)立起來(lái)，尚需一定的過(guò)程。

2）教師是否有足夠的能力應(yīng)對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的挑戰(zhàn)？課前準(zhǔn)備工作中，教師要準(zhǔn)備大量視頻和課件資源，不僅工作量大幅增加，視頻和課件的制作對(duì)教師的能力要求也提高。課堂和課后的教學(xué)活動(dòng)中，教師也必須有充分的知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能順利應(yīng)對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

3）如何更客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果？基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式將學(xué)習(xí)過(guò)程延伸到課下，貫穿于課程學(xué)習(xí)的始末，僅憑期中、期末等考核無(wú)法充分反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，應(yīng)更注重過(guò)程性考核，將課堂討論和課內(nèi)課程設(shè)計(jì)都計(jì)入過(guò)程性考核范疇。要想更好地對(duì)傳感器課程進(jìn)行教學(xué)模式改革，教學(xué)評(píng)價(jià)方式也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的改革。

5 小結(jié)

將翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用于傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程，可以打破傳統(tǒng)的一對(duì)多教學(xué)，通過(guò)課前準(zhǔn)備、課堂互動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高效的教學(xué)。這種新教學(xué)模式對(duì)教師和學(xué)生提出新要求，在后續(xù)工作中應(yīng)采取有效措施來(lái)提高學(xué)生的課前準(zhǔn)備效率和教師的專(zhuān)業(yè)技能，更好地促進(jìn)基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的有效開(kāi)展！

參考文獻(xiàn)

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