“對分課堂”應用于傳感器與檢測技術課程教學的探討與實踐

曲春英

摘要：通過在傳感器與檢測技術課程教學中采用對分課堂教學法，既體現了教師的主導作用，又調動了學生的學習積極性，并能在有限的教學學時下可以保質、保量地完成教學任務，不失為課堂教學改革的一個好方法。

關鍵詞：對分課堂；傳感器與檢測技術；教學改革實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）26-0158-02

聶榮臻元帥曾說過：科技要發展，計量須先行；俄國化學家門捷列夫講：沒有測量就沒有科學；國家質檢總局局長支樹平在2015年亞太計量規劃組織（APMP）大會上講：計量測試技術是創新的“種子”和“引擎”，是國家核心競爭力的重要標志之一。由此可見，傳感器與檢測技術舉足輕重。確實，國內外的許多大學開設了與傳感器相關的課程。如何打破傳統教學模式，為社會培養創新性、思考能力強的專業人才，是本課程教學亟待解決的問題。

一、傳感器與檢測技術課程現狀分析

我校自動化專業自2004年開設以來，傳感器與檢測技術課程作為核心專業課，筆者一直承擔著此課程的課堂與實驗教學，尋求如何從本質上提高課程授課效果的方法，加強學生的綜合應用能力。傳統教學中，教師課堂講授和學生課后學習兩個過程分離，師生交互很少，學生被動接受，難以培養思維能力和探索精神。討論式教學可以引發學生的學習動力，但由于課堂時間有限，當堂提問、討論缺乏內化思考過程，效果也不盡人意。筆者還發現，學生的上課狀態一屆不如一屆，主動性差，“教師講，學生聽”的教學方法無法調動學生的積極性，作業很多是在應付，甚至有雷同現象。還有就是，新的培養計劃學時數大大壓縮。現在，傳感器與檢測技術課程課堂學時僅為36學時，且該課程涉及多學科內容，有相當多的物理、電路、數學等方面的知識。傳統方法主要分析電路原理，一些特性需要進行數學推導，在如此短的時間把8章內容完整地教授給學生，是不可能的。

二、對分課堂

對分課堂是復旦大學張學新教授提倡的一種高效的教學方法，它結合傳統課堂與討論式課堂的優勢，核心理念是把一半的課堂時間分配給教師進行講授，另一半分配給學生自主、交互式學習。其關鍵的創新在于把講授和討論錯開，讓學生在中間有一定的時間自主安排學習，進行個性化的內化吸收；最核心的特點是隔堂討論，本堂討論上堂課的內容。

對分課堂把教學時間清晰分離出三個過程，分別為講授（presentation）、內化吸收（assimilation）和討論（discussion），也可簡稱為PAD課堂。講授環節組織討論，主要是通過單向講授，介紹教學內容的框架、重點和難點，不覆蓋細節。講授和討論兩個環節之間，學生有一周的時間來閱讀教材，以最適合自己的方式、方法深入理解，進行個性化的內化、吸收，完成教師課堂上提出的問題、布置的作業。在討論環節，針對教師上次課的講授內容和布置的問題，學生分享自己內化的學習結果、困惑，互相答疑，互相啟發，把普遍性問題記錄下來。最后，教師對全班討論中存在的疑難問題進行解答，并做章節總結。對分可以在整個學期的每次課上都使用，也可在其中幾個章節中運用或只運用一次，非常靈活。

三、對分在傳感器與檢測技術課堂的實踐

在了解“對分課堂”基本理論及操作的基礎上，本文在傳感器與檢測技術課程中選擇第三章電容傳感器中差動式變極距的特性和重要的測量電路脈寬調制電路的分析進行“對分課堂”實踐。

1.講授。通過對分課堂這個環節，教師可全面了解學生的學習難點。在之前的授課中，教師會把變極距式電容傳感器的原理講清，之后推導出靜態靈敏度，得出差動結構的優點。脈寬調制電路要講解整個調制過程，輸出的方波信號經低通濾波器濾波后，得到的直流信號UO=UA-UB=U1 。教材中直接給出結果，教師要講解推導過程，涉及傅立葉級數展開等。根據以往的教學經歷，電容這塊內容要花三四個學時，重要的是學生坐在那里，盯著屏幕或黑板被動接受，失去獨立的思考能力。在實施對分的過程中，教師先講授這部分內容的重點、難點，簡單的內容要求學生自學掌握，并在相應的部分給學生留幾個問題。例如，為什么電容傳感器的等效靈敏度與供電頻率和電纜電感有關；為什么靈敏度提高一倍，線性度就會得到改善；討論脈寬調制電路各點的波形，推導出輸出直流電壓的結果。教師大概用一個學時的時間，而且當學生聽說下次課要提問，他們的神經都會緊張起來，注意力集中，用筆在書上記下問題，畫出重點。

2.學生內化吸收。傳感器與檢測技術安排在大三上學期，它是一門綜合性較強的課程，對學生的電路、數學基礎要求較高。為了提高學生的課后自主學習效率，加強對重難點知識的理解，我們提供了優質的網絡資源，如愛課程網、華信資源課程網等。據調查了解，大部分學生能在課后認真積極對待，根據自身情況安排時間及時消化吸收，沒掌握好的基礎知識，能夠通過翻看之前的電路書、數學書進一步鞏固。例如，這節課的內容，學生會再次重溫雙穩態觸發器、比較器、電容充放電等知識，由于忘記傅立葉級數公式，輸出的直流信號在推導過程中也遇到難題，進行生生間的討論。

3.討論。這個環節，先是溫習上次學習內容，雖沒有進行具體的分組討論，但是給了學生10分鐘的時間讓他們同桌間、前后桌間互相解答疑難，交流體會。接下來，教師隨機提問學生，并提出一些新問題，考查他們對知識點的掌握情況。例如，讓學生畫出兩個差動電容的電壓波形時，可以詢問為什么是直線增加、直線下降呢？對于知識點掌握透徹的學生，就能很好地回答這個問題。在剩余時間，教師可以鼓勵學生大膽提出疑難，集中起來加以解答，最后總結。這樣下來，電容傳感器這部分的知識只用了2個學時，且學生反饋效果較好。

四、總結

研讀了對分課堂的教學方法，本人把其應用到正在講授的傳感器與檢測技術的教學中，收到意想不到的效果。也打算全面鋪開，將此方法貫穿在整個教學過程中，并使用對分易教學平臺貫穿在教學改革中，使信息技術與教育深度融合。

另外，結合實際運用情況，筆者得出了一些應用對分課堂的效果。

1.教學相長。調動學生的學習積極性，培養他們獨立思考問題、解決問題的能力，同時促進教師深入挖掘課堂，將自己的創新成果、經歷和科學思維傳授給學生。

2.培養學生的創新能力。增強學生學習的主動性和能動性，提高學生的創新意識、創新能力，真正實現教育創新。

3.節約課時。學生得到更飽滿的專業知識，把教師從繁重的備課工作中解放出來。

4.缺課人數減少。現在，學生曠課現象嚴重，尤其高年級學生，教師不能節節課點名，有甚者點完名后就開溜。通過使用對分課堂，可以讓學生從根本上杜絕這種思想。

參考文獻：

[1]張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014，12（5）：5-10.

[2]馮瑞玲.”對分課堂”在《路基工程》理論教學中的實踐與思考[J].教育教學論壇，2016，11（46）：107-109.

[3]宋益善，盛潔，王朝瑾.對分課堂在農業大學“有機化學”教學中的應用探討[J].教育教學論壇，2016，12（49）：159-160.

[4]劉勤明，呂文元.“對分課堂”教學模式在工業工程專業課教學中的應用[J].教育教學論壇，2017，（7）：165-166.

[5]劉明秋.“對分課堂”教學模式在微生物學教學中的應用[J].微生物學通報，2016，43（4）：730-734.