傳感器課程翻轉課堂教學模式探索與實踐

邱愛兵　王勝鋒　華亮　張齊

摘 要 針對傳感器課程特點及傳統教學模式中存在的問題，結合翻轉課堂教學優勢，提出基于翻轉課堂的傳感器課程教學模式。通過課前準備、課堂知識內化和課后知識深化三個部分，闡述教學模式的實施過程，并總結出實施過程中存在的問題，以利于進一步增強翻轉課堂的效果。

關鍵詞 傳感器；檢測技術；翻轉課堂；教學模式

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：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

翻轉課堂是近年來新興的一種教學模式。所謂翻轉課堂，就是在數字化、信息化的教學平臺中，教師提供錄制或現有的優質微視頻、課程相關的文獻資料為主要形式的學習資源，學生在上課之前對其進行學習和測試，在課堂上教師幫助學生完成知識的內化、答疑解惑，師生一起完成協作探究和交流學習心得等活動的一種新型教學模式[1]。

高等學校人才培養的目標除了要學生掌握扎實的理論知識外，更重要的是培養學生的科學思維能力和創新能力。傳統的教學模式以教師為中心，學生被動地接受眾多專業知識，大多數學生只是充當知識的搬運工，他們的科學思維能力和創新能力并沒有被激發出來。翻轉課堂顛覆了傳統的教學流程，可以做到以學生為中心，讓學生主動去學習和思考。本文對翻轉課堂在傳感器課程（南通大學電氣工程學院本課程為傳感器與檢測技術）教學模式改革中的應用進行探索和實踐，以促進學生自主學習，增強教學效果，進而更好地培養出創新科技人才。

2 傳感器課程教學現狀

傳感器與檢測技術課程屬于綜合性課程，涉及物理、化學、電工電子、微機原理以及高數等，其課程特點集中體現為知識的密集性、內容的離散性、品種的龐雜性、功能的智能性、工藝的復雜性和應用的廣泛性。這些特點使得該課程成為“教師難教、學生難學”的技術基礎課程之一。它又是一門包含多種傳感器和檢測方法的工業應用性課程，如渦流檢測、電磁檢測、微波檢測、微機檢測等，涉及的前續課程較多，相關的理論較為復雜并有一定深度。傳感器與檢測技術在教學過程中存在以下3個主要問題。

1）學生在課程學習過程中缺乏學習主動性。傳統的教學模式以填鴨式教學為主，學生只是被動接受知識而不能很好地消化知識。傳感器與檢測技術課程內容多且難，學生缺乏興趣而變得被動，對理論知識不能深入理解，無法更好地應用到實踐中。

2）不易實現分層教學和因材施教。傳統的教學模式進度單一，對待不同的學生“一刀切”，無法照顧到不同層次的學生，不同層次的學生無法按照自己的學習能力和消化水平制訂符合自己的學習計劃。

3）課程的教學內容和教學方法需要改革。傳感器與檢測技術課程傳統教學方法不夠靈活，無法顧及教學內容廣度與深度的結合和新知識的融入，很難培養學生的工程意識和創新能力。

根據該課程課堂教學與實踐教學方面的不同需求，如果將翻轉課堂這一創新模式的優勢融入教學過程中，將會大幅提高教師的教學質量和學生的學習質量，也更符合現代高校人才培養的要求。

3 基于翻轉課堂的教學模式設計

美國富蘭克林學院的Robert Talbert教授經過多年的翻轉課堂實踐研究，提出翻轉課堂的結構模型[2]，如圖1所示。該模型將課程學習分為兩部分：課前和課中。課前主要是有針對性地觀看視頻和練習，課堂上教師通過測試了解學生的疑問并解決問題，促進知識的內化。

傳感器與檢測技術課程是一門綜合性較強的專業基礎課程，涉及多學科知識，既有深度又有廣度，要求學生既要有扎實的理論，又要有很強的實踐能力。根據本課程的特點及學生的學習現狀，課題組基于Robert Talbert教授的翻轉課堂模型，構建了更加完善的教學模型。如圖2所示，在本課程的學習過程中，教學活動分為三部分：課前準備、課堂知識內化和課后知識深化。

課前準備

1）教學資源傳送。教學資源是基于翻轉課堂教學模式的基礎和前提。為保證學生自主學習的有效開展，就要求任課教師在課前指定教學任務，將各類教學資源傳送給學生，讓學生在明確的學習目標下進行自主學習。傳感器與檢測技術課程是高校工科電氣信息類專業的重要專業必修課，現有教學資源比較豐富，南通大學精品課程網站提供了各類學習資料。教師根據知識點的不同，既可使用各類已有的優質視頻、課件等資源，也可根據專業培養目標以及課程特點，為學生量身定制視頻和課件，對教學內容進行針對性講解；還可根據學生的基礎不同來錄制不同的視頻，更好地進行因材施教和分層教學。

2）學生自主學習。教師所布置的教學任務根據知識點的不同可分為3種形式：①學生對教師所傳送的教學資源進行學習后，完成課前練習，檢查對知識點的掌握情況，并記錄各自問題；②對于一些重點內容，可按不同的知識點由不同學生自行制作課件，并要求其在課上進行講解；③對教學內容提出思考題，引導學生進行拓展思維和深度思考，以加深對教學內容的理解。

在課前準備階段，教師和學生之間還可通過各種聊天平臺或QQ群進行實時的交流討論，教師可以了解學生的疑問所在，學生也可通過與教師的溝通加深對知識的理解。

課堂知識內化 翻轉課堂的特點之一就是在最大化地開展課前預習的基礎上，不斷延長課堂學習時間，提高學習效率，關鍵就在于如何通過課堂活動設計完成知識內化的最大化[3]?；诜D課堂的課堂活動可分為5個部分。

1）由學生對某些知識點進行講解。通過對南通大學電氣工程學院電131-2班進行試點教學，學生自己制作課件并講解的效果遠好于傳統教學模式中教師獨霸課堂的被動教學模式。

2）對于課前準備階段學生所記錄的問題以及在學生講解過程中產生的新問題，教師可以根據問題的性質選取部分問題進行分組討論。學生只有在積極思考后才能提出問題，通過討論對問題進行分析和求解后，就可以深刻地掌握知識點。

3）通過分組討論和課堂討論仍未能解決的問題，教師應進行講解。

4）在解決相應問題后，應對學生進行簡單測試，對學習效果進行即時評價。

5）對測試結果進行分析并結合學生之前所提問題，教師應對教學內容進行總結，為學生梳理教學內容。

課后知識深化 學生課前自主學習教師指定的教學內容，課堂上通過開展各種教學活動進行知識內化，最終目的是進行更深層次的學習。根據傳感器與檢測技術課程大綱要求，學生不僅要掌握各種傳感器與檢測技術，更重要的是能靈活地使用這些技術并應用到實際中。在每階段教學內容結束后，要求學生完成相應的課內課程設計并進行答辯。在課后完成課程設計的過程中，教師與學生之間同樣可以通過各種平臺進行交流溝通。課程設計在對知識進行拓展的基礎上，可促進學生積極思考，培養學生的創新和實踐能力。

4 基于翻轉課堂教學模式實施中存在的問題

將基于翻轉課堂的教學模式應用于教學實踐中，固然可以帶動學生的學習積極性，有利于培養學生的創新思維能力，但在具體實施過程中也存在諸多問題。

1）學生能否積極配合做好課前準備？翻轉課堂教學理念的核心是以學生為中心，課前理論知識的預習效果大部分取決于學生自我控制內驅力[4-5]。而此次翻轉課堂試點班級的多數學生并沒有課前預習的習慣，自控能力不足，教師提前傳送的各類教學資源沒有充分學習，導致課堂討論效果沒有達到預期。要讓依賴教師進行被動學習已成習慣的學生變得獨立起來，尚需一定的過程。

2）教師是否有足夠的能力應對翻轉課堂的挑戰？課前準備工作中，教師要準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教師的能力要求也提高。課堂和課后的教學活動中，教師也必須有充分的知識儲備和實踐經驗，才能順利應對翻轉課堂中出現的各種問題。

3）如何更客觀地評價學生的學習效果？基于翻轉課堂的教學模式將學習過程延伸到課下，貫穿于課程學習的始末，僅憑期中、期末等考核無法充分反映學生的學習效果，應更注重過程性考核，將課堂討論和課內課程設計都計入過程性考核范疇。要想更好地對傳感器課程進行教學模式改革，教學評價方式也應進行相應的改革。

5 小結

將翻轉課堂模式應用于傳感器與檢測技術課程，可以打破傳統的一對多教學，通過課前準備、課堂互動實現更高效的教學。這種新教學模式對教師和學生提出新要求，在后續工作中應采取有效措施來提高學生的課前準備效率和教師的專業技能，更好地促進基于翻轉課堂教學模式的有效開展！

參考文獻

[1]焦仁寶，王桂蓮.基于翻轉課堂創新型人才培養模式的研究[J].中國電力教育，2014（36）：68-69.

[2]Inverting the Linear Algebra Classroom[DB/OL].[2013-06-

01].http：//prezi.com/dz0rbkpy6tam/inverting-the-linear-algebra-

classroom.

[3]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012（4）：46-51.

[4]鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究，2013（1）：58-64.

[5]徐永貴，劉成新.翻轉課堂教學實踐探索研究[J].曲阜師范大學學報：自然科學版，2015（1）：85-90.