比喻教學法在傳感器技術教學中的應用

鄭香偉

摘 要：傳感器技術的教學內容主要以各種電學理論為基礎，通過分析理論公式里面各參數的變化，來說明傳感器的原理。由于理論性比較強，往往使學生感到枯燥乏味。通過合理運用比喻教學法，能使課堂活躍起來，大大提高學生的學習興趣，有利于學生對知識的理解和記憶，適合每位教師在教學中進行嘗試和應用。

關鍵詞：比喻教學法；傳感器技術；興趣；成才

提高自身教學能力和學生的學習效果永遠是一名教師不懈的追求。積極思考和探索行之有效的教學方法，并運用到自己的教學實踐中，再經過不斷地總結和改進，形成自己的教學特色，這應該是我們每位教師都力所能及又切實可行的做法。比喻教學法就是一種操作簡單、應用靈活、效果明顯的一種教學方法。

比喻，是通過描述一種事物去說明與其本質不同而又有相似點的另一事物的修辭手法。比喻的范圍非常廣泛，不但可以進行物與物之間的比喻，還可以用一種場景比喻另一種場景。比喻并不需要描繪事物的全像，其關鍵是找到恰當的“相似點”。通過比喻，可以把抽象的事物變得具體，把深奧的道理變得淺顯，而這一點也正是我們在教學中孜孜以求的教學效果。比喻教學法正是基于這種修辭手法的奇妙作用，在教學上得到了“跨界”應用。

傳感器技術這門課是很多工科類專業中的一門必修課，尤其在自動化、機電設備、汽車、航空航天等相關的專業中開設非常廣泛。有的專業雖然沒有開設這門課，但也有包含傳感器技術的其他課程來補充這方面的知識。這門課主要有以下幾個特點：一是涉及的原理多，二是都與看不見摸不著的“電”相關，三是具有很強的實踐性。因此，教師要教好這門課，除了要有深厚的電學基礎、掌握電工電子技術的相關知識，并且對傳感器在生產、生活中的實際應用具有全面的認識之外，還要采取有效方法，讓學生輕松愉快又印象深刻地掌握各種看似枯燥的概念、原理和理論。其中比喻教學法的恰當使用，就達到了這種效果。

比喻教學法就是利用學生熟悉的事物，去描述、說明和解釋教學中遇到的深奧、抽象和復雜的問題。經過在傳感器技術課程中的教學實踐，該方法有以下幾個特點和作用。

一、貼近生活、生動形象的比喻，能夠活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣

我國國家標準《傳感器通用術語（GB7665-2005）》，對傳感器的定義是：“能感受被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。”對于這種專業性較強的抽象定義，學生往往難于理解和記憶，但通過一個相關的情景去比喻，問題就很好地解決了。“你（學生）正在家里專心致志地寫作業，家門外拴了一只很厲害的大黑狗。這時有一個陌生人來訪，而你在屋里看不到外面的情況。當陌生人向房門走近時，立即引起狗的狂吠，叫聲傳到你的耳朵，你很快判斷出外面有人來了。”在這個過程中，被測量是“陌生人來訪”這個信息，在我們不能或不便直接獲取這個信息的情況下，利用狗將這個信息轉換成了聲音信號（叫聲），并通過空氣傳輸，傳入我們的耳朵，從而間接判斷出“陌生人來訪”這個信息。我們再結合傳感器的定義描述這個過程：能感受到“陌生人來訪”的信息（被測量）并按照“見到陌生人就叫”的規律，轉換成“叫聲”（可用輸出的信號）的狗（器件或裝置），就是傳感器。利用這種比喻來講解傳感器的概念，教學效果如何呢？教學實踐中，在下一次課的課堂提問時，一個平時不愛學習的學生積極回答到：“見到陌生人就叫的狗就是傳感器。”雖然引起課堂的哄笑，但說明這種比喻確實引起了學生的學習興趣。

二、恰當運用比喻教學法，可以有效地化繁為簡、化深為淺、化虛為實

霍爾傳感器是利用霍爾效應工作的一種傳感器，能夠測量的量很多，包括轉速、角度、角速度、位移、壓力、液位、流速、流量等等，而且這類傳感器都可以實現非接觸測量，在機電系統中應用非常廣泛。霍爾效應是指：當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差，這一現象被稱為霍爾效應。其產生的原因是：導體中的電荷在外加磁場中運動時，因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發生偏移，并在導體兩側分別產生正負電荷的積累，繼而形成垂直于電流方向的電場；當電子受到的洛侖茲力與電場力相平衡時，在導體兩側將建立起一個穩定的電勢差，即霍爾電壓。霍爾效應涉及電流、電壓、電場、電荷、磁場、洛倫茲力等多個量之間的相互作用，而且這些量都是我們看不見的“虛”的東西。為了便于學生理解和記憶，并能夠一次性說明所有有關的量及相互關系，在講解中構造如下場景來比喻：有一個游行隊伍（電流）正從南向北走在一條商業街（導體）上，這時突然天降暴雨（從上至下的磁場），負責人命令（洛倫茲力）大家都到西側的屋檐下一邊避雨一邊繼續前進，并且不允許穿過街道到東側避雨。這使西側的屋檐下十分擁擠（正電荷），而東側的屋檐下卻是空的（負電荷），大家都有穿過街道到對面的意愿（電場），但迫于命令，都不敢過去。如果我們在兩側的房屋下修一個相通的地下通道（連接導線），那么一部分西側的人就可以通過通道到達東側（在霍爾電壓下形成電流），而且我們通過記錄人流（電流）的大小就可以知道地面上的擁擠情況（霍爾電壓的大小）。通過這種場景的比喻，學生很容易在頭腦中形成形象、長久的記憶，同時也理解了相對復雜和抽象的霍爾效應。

三、有利于對學生創造性思維和發散性思維的培養，讓學生的大腦動起來、活起來，并適當融合思想品德教育，更能起到錦上添花的效果

比喻的本體和喻體本質上是不同的，尋找相似之處需要開闊的視野和開放的思維。在教師的引導下，學生的思維也要天馬行空，不斷在不同事物間來回切換和尋求聯系。讓學生的大腦充滿豐富多彩的內容，而不再只是面對深奧的理論和枯燥的公式，這對學生創造性和發散性思維的培養有很好的促進作用。另外，無論教授什么課程，德育都是我們每個教師要承擔的教學任務。作為專業課教師，表面上看實施德育的“機會”并不多。但只要我們勤于思考，德育的“機會”是無處不在的。比如在講解傳感器“分辨力”概念的時候，就可以進行一次品德教育。傳感器的分辨力是指：傳感器能夠感受到被測量最小變化的能力。也就是說，如果被測量變化的數值沒有超過某一數值時，傳感器的輸出量并不變化。只有當被測量的變化超過一定數值時，傳感器的輸出才發生變化。那么引起傳感器輸出變化的這個最小的輸入值就是傳感器的分辨力。以上雖然對概念進行了解釋，但仍然比較抽象，不易理解。做個比喻就很容易明白了：甲乙兩個值日生，當甲值日時，他認為地面上沒有紙屑時地面是干凈的，無需清掃。只要紙屑增加，達到或超過一片，甲會立即行動，進行清掃。當乙值日時，他認為地面上的紙屑少于十片時地面是干凈的，無需清掃。當地面的紙屑達到或超過十片時，乙會立即進行清掃。根據分辨力的概念，地面上有一片紙屑（輸入量）時，甲會進行清掃（引起輸出變化），因此甲的分辨力就是一片紙屑。同樣，乙的分辨力是十片紙屑。那么如何描述誰的分辨力高呢？因為甲同學值日很細心，所以甲的分辨力高于乙的分辨力。從這里也說明我們要提高自己的“分辨力”，做一個做事嚴謹、認真負責的人。

四、提高教師的教學興趣和工作積極性，讓教師享受教學的過程、成果和意義

當一個成功的比喻在教學中取得很好的效果時，教師比學生更能體會到這種教學成果帶來的樂趣。尤其是經過教師的冥思苦想和巧妙設計的比喻輕松闡明了一個復雜問題的時候，更會產生很強的成就感。這里面凝結了教師的勤勞和智慧，也體現了教師對生活的細心觀察和對教學工作的熱情投入。在很多教師因為枯燥的教學而產生職業倦怠的時候，通過比喻教學法不斷地開發自己的創意思維，會讓教學工作時刻充滿新意和激情，也會更加積極主動地思考和探索新的教學方法，并付諸教學實踐中。

比喻教學法應用過程中，要注意的幾個問題。

（1）防止喧賓奪主。只取相似點，避免對無關內容的過多描述。比喻的根本目的是要說明本體的特征，所以在描述喻體的時候，時刻要把重點放在喻體與本體的相似點上。不要脫離本體而把喻體講得“淋漓盡致”，最后讓學生只記得“精彩故事”，不記得“深刻道理”。

（2）防止弄巧成拙。以不懂喻不懂，學生還是不懂。比喻中的喻體不但教師要熟悉，學生也必須熟悉。教師與學生的經歷、經驗和對事物的理解程度都是不同的。教師在選擇喻體的時候，一定要針對不同的教學對象，選擇學生聽過、見過、最好是經歷過的事物。因此，教師要了解當前不同年齡段的學生感興趣的事物是什么，生活的環境怎么樣，都有哪些成長的經歷。比如當教師描述自己小時候玩過的一種游戲時，發現現在的學生根本就沒有聽說過，學生不但感受不到實際的情景，而且對這種描述感到茫然，用這樣的喻體做比喻，只能讓學生對本體的特征也更迷惑。

（3）防止不當比喻。不相似的相似點，會讓學生“誤入歧途”。備課時教師要反復斟酌比喻是否恰當，不當比喻不如不喻，防止“畫虎不成反類犬”。比如在講解溫度傳感器中的熱電偶時，重點要說明的有兩點：一是兩種不同導體的兩端分別連接形成閉合回路，二是兩端要有溫度差。如果這時用自己的左手拉右手來比喻兩種導體的連接，兩個胳膊比喻兩個導體，手與身體內部也有溫度差，看似條件都比較符合，但實際是不恰當的。因為兩個胳膊屬于相同的物體，不能說明熱電偶中的兩種“不同”導體，容易使學生忽略熱電偶的這個關鍵特征。另外，也不好進一步說明熱電動勢的產生。

（4）可用“本體”求“喻體”，讓學生拓展思維，尋找生活中的相似事物。在教學實踐中，教師講解完某部分內容時，可以讓學生思考所講的內容在生活中有沒有相似的事物，讓大家一起討論像什么、像在哪里。這種方式要求學生要充分放開自己的思維局限，從各個角度去思索、去搜尋，這對鍛煉學生的發散性、創造性思維非常有效。另外，從學生想到的各種事物，也能反映出學生對教學內容理解的不足之處，通過討論和對比，可以讓學生全面、深刻地理解和掌握教學內容。初次使用這種方法的時候，由于與學生日常學習的思維方式不同，學生可能會不適應，教師在備課時可以預先準備幾個“喻體”，授課時引導學生思考和討論，一旦學生找到了其中的樂趣，就會變得積極主動了。

比喻教學法從嚴格意義上講并不是一種教學方法，更不是一種教學模式，只能算是一種教學技巧。當前我國從小學到大學，主流的教學形式仍然是傳統的“填鴨式”，或稱“注入式”。雖然這種方式廣為詬病，也早有各方聲音倡導新的教學方法，但目前仍然沒有根本性的改變。一名普通的教師雖然改變不了這種大環境，但努力改善自己的教學小環境還是可以做到的。比喻教學法應用非常靈活，適用于各種教學形式和教學環境中，因此，值得我們每一位教師去思考和應用。

參考文獻：

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（內蒙古呼倫貝爾職業技術學院）