基于项目化教学与翻转课堂的《传感器技术》课程教学研究

刘华

摘 要：针对《传感器技术》课程的教学特点及存在问题，结合学习通软件平台，提出了一种适合现代大学生的新的教学模式，项目化教学与翻转课堂相结合的教学方法。详细介绍了课堂教学设计、教學实施步骤，最后分析了教学效果。

关键词：传感器技术;学习通;翻转课堂

一、引言

《传感器技术》这门课程是计算机应用技术、物联网应用技术等专业的必修专业课程，在学生的本科毕业论文、电子竞赛等方面有非常重要的作用。本门课程具有很强的实践性，而且理论部分综合了电路原理、模拟电路与数字电路、单片机原理与应用等理论知识，难度比较大。这门课程包含了力、位移、加速度、流量、湿度、温度等参数的测量和检测技术，涉及电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式等传感器，课程内容比较多，比较综合[1-2]。

《传感器技术》一般采用教师在课堂上讲授，讲授完理论知识后，再进行实验操作的教学方法。这种教学模式容易使学生在课堂教学中感觉枯燥泛味，凭空想象传感器器件，逐渐失去学习兴趣。实验操作主要是在实验箱上连线电路图为主，也无法吸引学生的兴趣。这种教学方法容易使学生失去学习的动力，影响学习效果。

二、结合项目教学的翻转课堂设计

根据课程特点，结合实践要求，以电势型传感器这一章节中，压电式简易门铃的制作与调试项目为例，将教学设计分为课前知识准备，课中项目讨论，课后知识巩固三部分内容[3-4]。教学设计方案如图1所示。

结合项目式的翻转课堂教学，在课前准备中，学生通过手机、电脑、ipad等电子产品登录学习通APP，观看教师上传的学习资料，包括微视频、课件、动画等，进行自主学习。明确学习任务后，查阅相关资料，进行预习。在课堂上，根据压电式简易门铃的制作与调试项目进行分组讨论，完成项目设计要求。课后，除了要完成压电式简易门铃的制作与调试项目的作品以外，还需要学生录制视频，介绍完成作品情况、设计原理等，视频上传学习通APP。学生及时登录学习通进行复习，完成相关的试题或单元测试。

图1 压电式简易门铃的制作与调试教学设计

三、翻转课堂的教学实施

以压电式简易门铃的制作与调试项目为例，在课前准备工作中，明确教学目标，在学习通平台发布教学任务，与压电式简易门铃制作与任务相关的微视频，压电效应原理的动画演示，相关网站，制作好课件，学生利用学习通平台自主进行课前学习。这样可以将课本上的枯燥文字以图文并茂、动画演示的方式更好的展现出来。学生在预习过程中遇到的问题，可以在学习通上发布或讨论，这样方便老师更好的明白学生遇到了哪些问题。教师也可以提前在学习通上发布讨论，比如正压电效应或逆压电效应的产生需要什么条件？石英晶体的受力和电荷之间有什么关系？压电式传感器中采用电荷放大器有什么优点？

在课中项目讨论过程中，学生首先通过课前的学习，明确学习任务目标，针对压电式简易门铃的制作与调试项目，将学生分组，讨论这一项目的设计思路、电路原理、设计电路图等内容。课堂以学生为主，讲解自己的设计思路，对于学生碰到解决不了的问题，由教师进行讲解，师生之间交流，生生之间交流。这样可以更好的调动起学生学习的积极性，活跃课堂气氛，体现了翻转课堂的特性。再结合实验教学，学生动手完成压电式简易门铃的焊接制作与调试工作，更好的培养了学生自学能力、动手能力和语言表达能力[5]。

在课后知识巩固过程中，教师在学习通教师端发布作业，主要考察学习任务点，主要形式有：1.将制作的压电式简易门铃作品演示出来，以视频的形式上传到学习通，并介绍相关的设计原理、设计思路等2.教师在学习通发布练习题库或者单元测试，学生课下完成。

四、翻转课堂教学效果分析

通过翻转课堂形式教学，取得了良好的教学效果。主要表现在以下几个方面：

在教师方面，通过使用学习通平台记录课堂数据，教师可以更方便的观察上课情况，发现问题或者有需要改进的地方，或者学习资源有需要补充修正的地方，可以及时补充和总结。比如，可以在学习通APP上发布讨论，供学生交流，教师可以了解学生的掌握情况。在学习通APP上，学生提交作业或者完成章节测试，如果学生测试成绩普遍偏低，教师反思教学任务点是否讲解不到位等。

在学生方面，首先，翻转课堂的教学模式大大的提高了学生的学习兴趣。在传统课堂上，一般是老师在讲台上讲，学生在下面听，填鸭式的教学。引入翻转课堂后，结合项目化教学，学生由传统的接受知识变为主动思考、参与者，提高了学生对传感器技术这门课的学习积极性。课前准备阶段，采用微课短视频、动画等形式，很好的吸引学生的注意力。其次，学生在学习过程中，遇到问题，会自主查阅资料来解决问题，这也很好的提高了学生解决问题的能力。最后，提高了学生的动手能力与自主创新能力。比如说，在设计简易压电门铃这一项目中，学生通过设计电路图，完成压电门铃的焊接工作，整个过程需要学生自己寻找并解决问题。

教学任务完成后，教师和学生可以对作品进行相互评价。除了教师对作品的评价外，学生也可以对自己的设计的PCB图，传感元器件的选择等进行评价，找出可以改进的地方，促进自己不断进步。

五、结束语

本文结合项目化教学，采用了翻转课堂的教学形式，进行对《传感器技术》课程的不断尝试，学生从中学到了理论知识并锻炼了实践动手操作能力，取得了很好的教学效果。但也存在过程不够系统化，还需进一步改进。

参考文献：

[1]刘璐玲，陈里.基于微信公众平台的翻转课堂应用研究[J].高教学刊，2017（10）：62-63+66.

[2]郑永军，李文军等.基于翻转课堂的《传感器技术》课程教学探索[J].高教学刊，2017（18）：75-77.

[3]钟志群.基于翻转课堂的《传感器原理及应用》课程教学模式研究[J].智库时代，2019：151+154.

[4]杨利南，向曈等.基于MOOC的《传感器与检测技术》课程翻转课堂教学模式研究[J].文化创新比较研究，2019（22）：149-150.

[5]魏书宁，董俊等.基于混合模式翻转课堂的《传感器与检测技术》课程教学探索和研究[J].教育现代化，2019（53）：156-158+180.