“互聯(lián)網(wǎng)+”行動指引下的多元混合教學(xué)模式在傳感器課程中的應(yīng)用研究

繆建華，周達(dá)左

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164）

1 引言

國務(wù)院于2017 年印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確指出“積極發(fā)展‘互聯(lián)網(wǎng)+教育’”“鼓勵教師利用信息技術(shù)提升教學(xué)水平、創(chuàng)新教學(xué)模式，利用翻轉(zhuǎn)課堂、混合式學(xué)習(xí)等多種方式用好優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源”；在教育部辦公廳印發(fā)的《2017 年教育信息化工作要點(diǎn)》中指出，要“促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合發(fā)展”“推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)中的深入普遍應(yīng)用”“推動教育信息化應(yīng)用典型師范”?？梢姡曰旌鲜浇虒W(xué)模式為代表的“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的教學(xué)模式將成為職業(yè)教育教學(xué)改革的新方向[1-2]。

物聯(lián)網(wǎng)感知層的信息獲取采集主要是依靠傳感器，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的一項基本技能就是掌握各種典型傳感器的應(yīng)用，要求學(xué)生掌握傳感器的類型選擇、接口電路設(shè)計、傳感數(shù)據(jù)采集、處理以及傳輸?shù)燃寄?。傳統(tǒng)的傳感器課程教學(xué)是先學(xué)習(xí)理論知識，在理論學(xué)習(xí)的過程中穿插幾次驗證性實驗，部分院校會在學(xué)期末安排短期的實踐課程，理論課與實踐課開設(shè)獨(dú)立，理論課程以教師為主體，將理論知識的講授作為重點(diǎn)，學(xué)生是單純的理論知識接受者，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)十分抽象，枯燥無味，理論知識學(xué)不扎實，形成實踐課程也掌握不到位的惡性循環(huán)。

目前，學(xué)生被稱為“數(shù)字原住民”，從小就接觸電腦和網(wǎng)絡(luò)，處于數(shù)字化信息大爆發(fā)時代，個性化較強(qiáng)，對事物需求多樣化，喜歡個性化的學(xué)習(xí)方式；同時，教師被稱為“數(shù)字移民”，對于知識不再壟斷，學(xué)生對獲取知識不再完全依賴教師和教材，高效的學(xué)習(xí)不一定局限于課堂之上，無論管理還是評價方式，教師都必須緊跟時代步伐而改變，因此，理論學(xué)習(xí)和實踐教學(xué)都需要隨著當(dāng)前學(xué)生認(rèn)知行為模式的改變而改變[3-4]。

2 課程整體設(shè)計

傳感器課程由7 個項目模塊組成。每個模塊都由“引導(dǎo)案例”“學(xué)習(xí)目標(biāo)”“知識拓展”“項目小結(jié)”以及多個關(guān)聯(lián)任務(wù)組成。

“引導(dǎo)案例”從生活中的實際應(yīng)用場景入手，實現(xiàn)案例引入、直觀引入、情景引入。

“學(xué)習(xí)目標(biāo)”闡述了通過本模塊的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)能達(dá)成的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)。

每個模塊由淺入深進(jìn)行組織重構(gòu)知識點(diǎn)，構(gòu)成一個實際應(yīng)用的完整項目。每個任務(wù)都由“任務(wù)描述”“任務(wù)目標(biāo)”“任務(wù)資訊”“任務(wù)實施”“任務(wù)評價”5 個部分組成。

“任務(wù)描述”對本單元要解決的實際任務(wù)進(jìn)行描述。

“任務(wù)目標(biāo)”闡明了通過本任務(wù)的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)能達(dá)成的能力目標(biāo)。

“項目資訊”給出了要解決實際任務(wù)需要學(xué)習(xí)和掌握的系統(tǒng)的應(yīng)用知識。

“任務(wù)實施”引導(dǎo)師生分步完成任務(wù)，并將專業(yè)能力、自主學(xué)習(xí)等方法能力、與人合作等社會能力融入其中。

“任務(wù)評估”對任務(wù)完成情況進(jìn)行檢測，對職業(yè)能力目標(biāo)達(dá)成狀況進(jìn)行評估。

“知識拓展”列舉了與本模塊相關(guān)的其他傳感器，以拓展學(xué)生的知識面。

課程具有以下5 點(diǎn)特色：①遵循“任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向”“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”，突出“學(xué)習(xí)工具”的作用；②以傳感器+單片機(jī)“應(yīng)用”技能培養(yǎng)為核心，緊跟行業(yè)發(fā)展動態(tài)；③任務(wù)的選擇突出“完整性”，兼顧“普適性”；④以工程師視角組織內(nèi)容，突出“應(yīng)用”特色；⑤創(chuàng)新課后習(xí)題形式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與技能應(yīng)用能力。

課程預(yù)期取得以下3 點(diǎn)效果。

2.1 加強(qiáng)教師與學(xué)生的互動

師生雙方通過多種交流方式，線上線下結(jié)合、隨時隨地；面對問題時采用針對性評判、分析和改正的方法。教師要引導(dǎo)學(xué)生積極參與思考、敢于糾錯，充分利用課余時間，提升傳感器方面的職業(yè)能力。

2.2 加強(qiáng)學(xué)生之間的互動

鼓勵學(xué)生多動手、多思考、多討論，培養(yǎng)學(xué)生之間的協(xié)作能力和團(tuán)隊精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.3 教師積極充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性和主動性

提高學(xué)生的參與度和自我認(rèn)同感；在強(qiáng)化學(xué)生的思維方式和實踐方式上想辦法，并努力為學(xué)生的快樂學(xué)習(xí)和持續(xù)學(xué)習(xí)提供有效動機(jī)。

本文中以“智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與安裝”課題為例，采用多元混合的教學(xué)模式，教學(xué)過程中采用信息化教學(xué)手段，注意突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，教師積極從知識、技能和素養(yǎng)三個方面引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)自我提升[5]。

3 組織實施

本文研究的是多元混合的教學(xué)模式，教師充分利用信息化手段將整個教學(xué)過程分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)，三環(huán)節(jié)相互配合，在預(yù)設(shè)的教學(xué)情境中完成知識和技能的內(nèi)化，以達(dá)到提高技術(shù)技能人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)[6]。

3.1 課前

學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課堂的APP（比如學(xué)習(xí)通、云課堂等）上接到通知，下載該課的學(xué)習(xí)任務(wù)書，提前了解課程內(nèi)容，觀看微課視頻，并在學(xué)習(xí)平臺上完成關(guān)于傳感器原理的測試，在此過程中可以在平臺上提取相關(guān)學(xué)習(xí)資料，與學(xué)生、教師展開討論，多種方式完成課前預(yù)習(xí)工作。教師通過觀察后臺數(shù)據(jù)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行課堂分組?？紤]到第一環(huán)節(jié)是讓學(xué)生進(jìn)行智能家居系統(tǒng)方案設(shè)計，學(xué)生之間要一起討論問題，一起設(shè)計方案，共同提高學(xué)習(xí)能力，相互促進(jìn)學(xué)習(xí)，本次分組采用異質(zhì)分組方式對學(xué)生進(jìn)行分組，將動手能力、理解能力、探究特質(zhì)有較大差異的學(xué)生分為一組。

3.2 課中任務(wù)探討和實施

3．2．1 任務(wù)引入

用一段微視頻將學(xué)生引入“智能家居”生活環(huán)境中，讓學(xué)生對智能家居有一個比較直觀的認(rèn)識；本堂課的任務(wù)是設(shè)計一套智能家居系統(tǒng)，并在物聯(lián)網(wǎng)實驗室進(jìn)行安裝。實施任務(wù)分成設(shè)計和安裝兩個環(huán)節(jié)。

3．2．2 方案設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)平臺，查閱要點(diǎn)：方案設(shè)計按照教師分好的小組討論設(shè)計智能家居系統(tǒng)方案。在討論方案的過程中，學(xué)生如果對某個傳感器的相關(guān)原理和硬件接線等理論知識不太熟悉，可隨時查看網(wǎng)絡(luò)平臺中理論知識的內(nèi)容。

仿真軟件，制訂方案：學(xué)生打開智能家居仿真軟件，添加各種虛擬傳感器，在軟件中觀看傳感器安裝是否到位，并記錄正確的坐標(biāo)。在此過程中，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行交流發(fā)言。

網(wǎng)絡(luò)平臺，生生互評：學(xué)生將完成好的設(shè)計方案上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺，借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的生生互評功能，從平臺獲得其他小組的方案，實現(xiàn)學(xué)生之間方案互查，小組合作分析設(shè)計方案的優(yōu)缺點(diǎn)，此環(huán)節(jié)的設(shè)計極大地提升了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

技術(shù)融合，強(qiáng)化重點(diǎn)：通過仿真軟件和網(wǎng)絡(luò)平臺的交互使用，學(xué)生分組討論互評得出最佳智能家居的解決方案。

3．2．3 系統(tǒng)安裝

考慮到安裝環(huán)節(jié)的特性，系統(tǒng)安裝采用同質(zhì)分組方式對學(xué)生進(jìn)行分組，根據(jù)最終方案中的傳感器進(jìn)行分類，每個小組負(fù)責(zé)各自傳感器模塊安裝。

分組合作，硬件連接：首先，學(xué)生完成傳感器與Zigbee模塊的硬件連線。

仿真軟件，確定位置：然后將連接好的傳感器模塊安裝在仿真軟件給出的三維坐標(biāo)位置。

實時監(jiān)控，突破難點(diǎn)：在安裝過程中，教師實時監(jiān)控每個小組的安裝過程，學(xué)生出現(xiàn)問題，監(jiān)控終端實時報警，教師及時給予分析指導(dǎo)，突破了傳統(tǒng)教學(xué)中，教師難顧全所有學(xué)生安裝過程的指導(dǎo)難題。

安裝完畢，驗證效果：驗證安裝效果，例如學(xué)生在門口安裝完人體紅外傳感器后，小組成員從門口走過，移動終端出現(xiàn)提示信息。

3．2．4 總結(jié)評價

在完成安裝后，各小組進(jìn)行交流發(fā)言，在網(wǎng)絡(luò)平臺上對各個小組安裝過程的視頻從安全性、準(zhǔn)確性等角度進(jìn)行自評互評；同時教師針對一些共性的問題進(jìn)行講解，并讓完成的比較優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行經(jīng)驗分享，同時提出優(yōu)化提升的課后強(qiáng)化任務(wù)。

3.3 課后任務(wù)強(qiáng)化和提升

課后每位同學(xué)完成任務(wù)書，上傳至學(xué)習(xí)平臺，同時可以在網(wǎng)站上下載學(xué)習(xí)資料，并在論壇上與同學(xué)們展開討論，隨時獲得教師的點(diǎn)評。教師將后臺生成的積分?jǐn)?shù)據(jù)與隨堂評價信息進(jìn)行匯總，學(xué)生可清晰地了解到自己在學(xué)習(xí)過程中的所有表現(xiàn)，教師也可清楚知道整個班級在此項目學(xué)習(xí)中存在的優(yōu)勢及不足，通過交流互動平臺給學(xué)生提供針對性的幫助。

4 結(jié)語

傳感器課程作為職業(yè)院校一門鍛煉學(xué)生實踐技能的核心課程，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)時間有限，“互聯(lián)網(wǎng)+”行動指引下的多元混合教學(xué)模式在提高課堂效率方面有很大的作用，教學(xué)活動做到以學(xué)生為主體，課堂不再分課前、課中還是課后，使學(xué)生能隨時隨地學(xué)習(xí)，并與同學(xué)、教師進(jìn)行互動，在充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性的同時又提升了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。