圖示化問題導(dǎo)向的創(chuàng)新教學(xué)方法探索

徐從?！⊥鯓?biāo)

摘要：針對(duì)《檢測(cè)技術(shù)》專業(yè)課教學(xué)中存在的文字描述難以達(dá)意的問題，以及提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題導(dǎo)向教學(xué)方法的理解和興趣，在問題導(dǎo)向中采用了圖示化的創(chuàng)新教學(xué)方法，將一個(gè)科研問題以多重觀察視角展示給大家，借此方式調(diào)動(dòng)學(xué)生觀察事物的積極性和能動(dòng)性。圖示化問題導(dǎo)向的創(chuàng)新教學(xué)方法，不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生以多方位角度思考問題，擺脫已有條條框框的束縛，而且能夠有效激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)課知識(shí)的理解和記憶，起到了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教學(xué)；問題導(dǎo)向；圖示化；觀察視角；思維方式

中圖分類號(hào)：TH71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）50-0119-03

《檢測(cè)技術(shù)》是一門綜合性技術(shù)，它涉及到傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、光電技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、精密機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)等眾多基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)技術(shù)?！稒z測(cè)技術(shù)》課程以注重學(xué)科基礎(chǔ)為宗旨，著重?cái)⑹龌镜臋z測(cè)原理、檢測(cè)方法、系統(tǒng)框圖、應(yīng)用實(shí)例和檢測(cè)新技術(shù)，建立設(shè)計(jì)檢測(cè)過程的整體概念。著重培養(yǎng)學(xué)生靈活合理地應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，全面考慮精度、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、可行性、壽命、使用維修方便性與環(huán)境適應(yīng)性等方面的各種要求，本課程可以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)要求中的從選擇、發(fā)現(xiàn)測(cè)量原理、測(cè)量方法入手，設(shè)計(jì)開發(fā)各類測(cè)試系統(tǒng)；或掌握現(xiàn)有檢測(cè)儀器設(shè)備的性能，并合理選用；對(duì)測(cè)量值進(jìn)行誤差分析、驗(yàn)證并加以控制的綜合業(yè)務(wù)能力。培養(yǎng)寬厚型、復(fù)合型、開放型、創(chuàng)新型的高層次、高水平、高素質(zhì)優(yōu)秀人才。

本文以《檢測(cè)技術(shù)》部分知識(shí)點(diǎn)為例探討“圖示化問題導(dǎo)向”的創(chuàng)新教學(xué)方法。

一、問題導(dǎo)向的教學(xué)方法

專業(yè)課教科書涉及到的知識(shí)面較廣，每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)所給的篇幅又較少，如果沒有合適的教學(xué)方法，很容易導(dǎo)致“教”的機(jī)械、“學(xué)”的枯燥。針對(duì)這種情況，在“教”的過程中，結(jié)合《檢測(cè)技術(shù)》的培養(yǎng)目標(biāo)，引入了“問題導(dǎo)向”的教學(xué)思路，則在很大程度上能夠?qū)ⅰ稒z測(cè)技術(shù)》的知識(shí)點(diǎn)與生產(chǎn)、生活和科研更好地銜接在一起，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力都會(huì)起到事半功倍的效果。教科書傳授的知識(shí)點(diǎn)是這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的科學(xué)原理，具體體現(xiàn)在一個(gè)傳感器上就是這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的測(cè)量原理。對(duì)于很多知識(shí)點(diǎn)的了解和掌握，一般都可以通過教科書及文獻(xiàn)的閱讀獲知，如果照本宣科地進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，而沒有對(duì)該知識(shí)點(diǎn)在實(shí)踐應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行深度挖掘，學(xué)生就會(huì)對(duì)知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)失去熱情，進(jìn)而進(jìn)入到機(jī)械地“教”和機(jī)械地“學(xué)”的循環(huán)之中。

教學(xué)1：轉(zhuǎn)速測(cè)量，如圖1所示。轉(zhuǎn)速測(cè)量首先想到的知識(shí)點(diǎn)就是計(jì)數(shù)法，包括頻率法和周期法。計(jì)數(shù)法測(cè)量原理一目了然，學(xué)生也是按照這個(gè)慣性思路考慮這個(gè)問題的，只要涉及到轉(zhuǎn)速測(cè)量，想到的就是計(jì)數(shù)法，似乎已成為墨守成規(guī)的教學(xué)慣例，對(duì)學(xué)生的“學(xué)”產(chǎn)生很大影響。但對(duì)轉(zhuǎn)速測(cè)量進(jìn)行深度挖掘時(shí)，即提出超低轉(zhuǎn)速測(cè)量這一問題時(shí)，如航空航天研究用的轉(zhuǎn)臺(tái)[1]，這里的轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速可能低至0.00001°/s，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速為0.00000167r/min，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)法對(duì)于超低轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí)所存在的問題，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生以多視角來觀察問題解決問題，由此自然而然地將“相關(guān)法”的位移測(cè)量這一知識(shí)點(diǎn)引入到超低轉(zhuǎn)速測(cè)量方面，這種以“問題導(dǎo)向”的創(chuàng)新教學(xué)方法，不僅能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的深度學(xué)習(xí)，而且對(duì)于打開學(xué)生的思路也非常有利。

頻率法轉(zhuǎn)速測(cè)量值n的表達(dá)式如式（1）所示：

二、圖示化的問題觀察視角

一個(gè)問題的提出以及闡述一個(gè)問題，單純靠言語表達(dá)很難準(zhǔn)確把問題的本質(zhì)展示出來，“聽”只是獲知外部世界的一個(gè)渠道，而“看”則能將問題以圖示化方式反映在大腦中，因此將“看”與“聽”結(jié)合在一起，使學(xué)生更容易形成立體思維，對(duì)問題的觀察與解釋也就更加全面。

教學(xué)2：動(dòng)平衡測(cè)量，如圖2所示。高速公路發(fā)展促使汽車行駛性能的提高，其中影響汽車行駛性能之一的因素是汽車車輪的高速旋轉(zhuǎn)不平衡，汽車車輪旋轉(zhuǎn)不平衡也是汽車產(chǎn)生振動(dòng)的一個(gè)主要原因，因此，在講到振動(dòng)這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以鼓勵(lì)學(xué)生課后觀察汽車車輪的車轂，進(jìn)而分析車轂邊緣平衡鉛塊的作用。觀察到平衡鉛塊在車轂邊緣處大體有如下分布，如圖2所示。

當(dāng)給出圖2（a）的圖示時(shí)，學(xué)生比較容易理解平衡質(zhì)量塊1的作用，也可以用兩個(gè)平衡質(zhì)量塊2（虛線所示）代替，一個(gè)平衡質(zhì)量塊1與兩個(gè)平衡質(zhì)量塊2的作用等同，學(xué)生就會(huì)思考等同的具體條件是什么。

給出圖2（b）的圖示時(shí)，學(xué)生最初會(huì)有這樣的疑惑，兩個(gè)重量相同的平衡質(zhì)量塊3在對(duì)稱的位置上是否是多余的問題。在圖示化問題后，學(xué)生對(duì)靜平衡與動(dòng)平衡的原理以及如何檢測(cè)這類振動(dòng)就有了新的理解。

教學(xué)3：跌落試驗(yàn)，如圖3所示。物體在運(yùn)輸過程中或高精密儀器設(shè)備中的關(guān)鍵器件在惡劣環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，都要受到不同程度上的沖擊，因此，如何定量研究物體或關(guān)鍵器件的抗沖擊能力以及減震裝置的減震性能，就需要建立“物體跌落試驗(yàn)裝置”，如圖3所示。

講解前，拿起黑板擦以一定的高度自由落下，然后問學(xué)生，如果需要以大于1g的加速度對(duì)黑板擦進(jìn)行跌落試驗(yàn)，應(yīng)該怎么做？其中“抬高黑板擦再自由跌落”以及“給黑板擦施加一個(gè)初速度后再跌落”就是兩種回答。

上述問題的回答并不說明學(xué)生書本知識(shí)掌握的不足，若按照?qǐng)D3進(jìn)行講解時(shí)，只要給出加速度定義以及橡膠墊減震所起到的緩沖時(shí)間作用，學(xué)生們很快就非常明白了。這個(gè)例子也向?qū)W生闡明了減震的意義，這種與實(shí)際緊密聯(lián)系的教學(xué)方法，能夠提高學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的深度。由此可見，“圖示化問題導(dǎo)向”的教學(xué)方法對(duì)打開學(xué)生的思路，擺脫條條框框的束縛有著極其重要的意義。

對(duì)于圖3的物體跌落試驗(yàn)，首先通過能量守恒獲取物體m的跌落速度v，如式（5）所示。

三、創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)的形式和內(nèi)容

課堂上的教學(xué)不是“教”的過程，而是“教”與“學(xué)”的互動(dòng)過程?！敖獭迸c“學(xué)”互動(dòng)不僅僅是老師與學(xué)生的“提問”與“回答”，而應(yīng)賦予更多的教學(xué)含義，如：能調(diào)動(dòng)學(xué)生思維活動(dòng)的“問題導(dǎo)向”教學(xué)；引導(dǎo)學(xué)生以多個(gè)視角觀察問題的“圖示化”教學(xué)；鼓勵(lì)學(xué)生間相互討論完成的“課堂練習(xí)”作業(yè)；鼓勵(lì)學(xué)生組成多個(gè)小組在課程學(xué)習(xí)期間各自獨(dú)立完成一項(xiàng)具體的“檢測(cè)技術(shù)”方案，并以PPT形式登上講臺(tái)講解和辯論；試卷中增加一道或兩道有關(guān)“檢測(cè)技術(shù)”的自由發(fā)揮題，發(fā)揮學(xué)生的綜合知識(shí)運(yùn)用能力以及對(duì)事物的觀察力、理解力和創(chuàng)造力等。endprint

對(duì)于課程教學(xué)內(nèi)容的講解，贊同武漢理工大學(xué)高等教育研究所的劉智運(yùn)老師的觀點(diǎn)[2]：“在課堂教學(xué)中師生互動(dòng)花的時(shí)間多些，這就要求教師講課要‘少而精，做到‘精講多練”以及“深入淺出講解難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋，用較少的時(shí)間和精力使學(xué)生掌握較多的知識(shí)和技能?！?/p>

四、結(jié)束語

專業(yè)課的教學(xué)過程，不僅是傳授知識(shí)的過程，也是教師自身不斷提升的過程。對(duì)于教師而言，單純從教學(xué)到教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，教師必須站在知識(shí)的前沿，將教學(xué)與科研有機(jī)地結(jié)合在一起，用自身科研的體會(huì)、科研方法及創(chuàng)新性成果不斷豐富和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，配上教師講課的激情、課堂氛圍的掌控，才能對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解變得更加生動(dòng)和有效。

參考文獻(xiàn)：

[1]王明元，余海盛，楊連春，等.一種超低速轉(zhuǎn)臺(tái)速率指標(biāo)的測(cè)量方法[J].宇航計(jì)測(cè)技術(shù)，2013，33（4）：21-23，38.

[2]劉智運(yùn).必須重視大學(xué)教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新[J].教學(xué)研究，2010，33（1）：33-37.

Abstract：In view of the difficult problem of the text description in the teaching of the "detection technology" and to improve the students' understanding and interest in the problem-oriented innovative teaching methods，a graphical problem-oriented experimental teaching method is adopted，which can help students observe a scientific research problem in multiple perspectives with enthusiasm and initiative. Graphical problem-oriented innovative teaching method not only can guide students to think in multi-directional perspective and get rid of the constraints of the existing rules，and also can effectively stimulate students' imagination and creativity，and enhance students' understanding and memory of professional course knowledge，and a good teaching effect is acquired.

Key words：innovative teaching；problem orientation；graphical representation；observation perspective；thinking modeendprint