《傳感與檢測技術(shù)》基于課時的教學(xué)方法與過程

何赟澤 王洪金 張宏

摘? 要：《傳感與檢測技術(shù)》是湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院電氣、自動化、電子和測控等四個專業(yè)的學(xué)類核心課。在授課過程中，作者探索到一些行之有效的教學(xué)方法，如課程思政、雨課堂等，并以課時為單位總結(jié)出了通用的教學(xué)過程。通過這些方法的具體實施，一方面提升了自己的教學(xué)技能，另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。任課教師獲得校基本功比賽一等獎、校青年教師教書育人模范、教學(xué)能手等稱號。學(xué)生、督導(dǎo)和同行對該課程的評價為優(yōu)秀，充分表明這些教學(xué)方法和過程可以進(jìn)行推廣。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法;雨課堂;課程思政

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）19-0105-03

Abstract： Sensing and detection technology is one of the core courses of four majors including electrical， automation， electronics and measurement and control in the college of Electrical and Information Engineering with Hunan University. During the two-year teaching process， authors have explored some teaching methods， and summarized the general teaching process based on the class hour. Through the specific implementation of these methods and process， authors have improved their teaching skills， cultivated students' interest in learning， and improved the teaching effect of courses. The teachers won the first prize in the teaching competition， the Model Young Teacher for Teaching and Education， the Award of Master Teacher， etc. The evaluation from students， supervision and teachers for the course was "excellent"， which fully indicated that these methods can be further extended to other colleges and universities.

Keywords： teaching method; Rain Classroom; ideological and political education in all courses

一、概述

《傳感與檢測技術(shù)》（以下簡稱為《傳感》）課程是面向電氣與信息工程學(xué)院測控、電氣、控制和電子等專業(yè)的學(xué)類核心課。課堂教學(xué)48學(xué)時，3學(xué)分。在講授該課程時，筆者發(fā)現(xiàn)以下問題：1. 師生課堂互動少，學(xué)生積極性和主動性欠缺;2. 思政教育內(nèi)容薄弱;3. 對傳感與檢測技術(shù)的理解不深入;4. 課堂管理效率低下;5. 年輕教師缺少教案等。

二、教學(xué)方法

為解決以上問題，任課教師苦苦思索，通過兩個學(xué)期的實踐，終于找到一些行之有效的方法，現(xiàn)介紹如下：

1. 每個課時增加隱性的課程思政內(nèi)容[1，2]。為此，筆者總結(jié)了“課程思政”應(yīng)遵循的五大原則，即言傳身教、隱性教育、雙向設(shè)計、自我教育和拼圖特色。在此基礎(chǔ)上，合理選用直接類比、案例引出、對比方法、回顧歷史、成就展示、問題牽引、視頻加強(qiáng)、信息化教學(xué)、討論等教學(xué)方法，將知識點與思政要素緊密結(jié)合起來[3]。在《傳感》課中，筆者通過社會熱點等引出正確的世界觀、人生觀和價值觀。通過科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史，引出科學(xué)家為科學(xué)奉獻(xiàn)的精神與感人事跡，以及蘊(yùn)含的精神品質(zhì)。通過國家重大工程，增強(qiáng)同學(xué)的民族自豪感和民族自信等。通過研究團(tuán)隊的成果介紹，激發(fā)學(xué)生對科研的興趣。把課程內(nèi)容與國家實施的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合起來。

2. 積極使用學(xué)校課程中心網(wǎng)站，探索雨課堂等信息化教學(xué)新方法，并將這些方法和平臺有機(jī)結(jié)合起來：課前將課件、視頻等學(xué)習(xí)資料預(yù)先發(fā)布;課堂上采用雨課堂把知識框架、重點、難點進(jìn)行精心講解[4-6];留下一些知識點給學(xué)生在課外進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)和內(nèi)化，再在下次課堂以雨課堂實時測試和“隔堂討論”的形式進(jìn)行鞏固和答疑。這樣既可以把知識點講透徹，又可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，還不會拖延教學(xué)進(jìn)度，有一舉三得的效果。在每個課時，參賽者都會采用雨課堂進(jìn)行課堂測試，當(dāng)堂分析課堂測試效果，進(jìn)行形成性評價。課堂上實時答題、彈幕互動、投票、隨機(jī)點名，課后還能及時生成課堂報告，這就為傳統(tǒng)課堂教學(xué)師生互動提供了完美解決方案。

3. 課堂、實驗和討論三維一體，形成反饋和回路。安排實驗和討論對課堂講授的重要知識點進(jìn)行鞏固和提高;與實驗課指導(dǎo)老師充分溝通，科學(xué)合理設(shè)計實驗;準(zhǔn)確掌握實驗效果，任課教師至少全程參與2次實驗，審閱全部實驗報告;在課堂和討論課上要對實驗結(jié)果和問題進(jìn)行二次消化、歸納和總結(jié)。設(shè)計改進(jìn)了部分實驗，并購買很多傳感器實物帶到課堂，以提高學(xué)生對傳感和檢測技術(shù)的理解，并逐漸培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新能力。以“雷實驗”為平臺，開發(fā)行走的實驗室，讓學(xué)生在宿舍可以進(jìn)行實驗，老師可以通過互聯(lián)網(wǎng)來查看實驗結(jié)果。這些實驗涵蓋了課程幾個重要的知識點，在實驗結(jié)束后，還會和學(xué)生們再次討論實驗心得，真正的實現(xiàn)教學(xué)“回路”，及時了解到學(xué)生們對于課程的理解情況。這樣講授、實驗和討論三維一體的教學(xué)方法，能夠使學(xué)生對課程的認(rèn)識和理解更加深入透徹。

4.梳理課程知識點，從中找到了幾個重要的知識點，貫穿全課程，做到首尾呼應(yīng)。“傳感器的靜態(tài)特性”、“傳感器的差動改進(jìn)方法”、“傳感器的分類”等幾個知識點的概念都在第一章進(jìn)行了講授，但是很泛，沒有具體到某個傳感器。實際上，這些知識點是貫穿后續(xù)全部章節(jié)的。比如，每章傳感器都會涉及采用差動方法來提高靈敏度、消除非線性誤差，那么差動方法顯然是本門課的一個重要知識點。再比如，傳感器的分類，第一章只是介紹了分類方法，但是后續(xù)所有傳感器都可以很具體的分析它到底屬于哪一類傳感器，為什么屬于這一類傳感器。參賽者在每一章講授時都會結(jié)合第一章和當(dāng)前章來分析這些知識點，這樣才能把知識點有機(jī)聯(lián)系起來，前后呼應(yīng)，加深學(xué)生對傳感器分類方法等知識點的理解。

5. 注重以問題或工業(yè)場景來引出知識點。由問題引出相關(guān)知識點，再深入探究，使課堂教學(xué)過程跌宕起伏，氣氛活躍。特別注意從當(dāng)前火熱的技術(shù)如機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)、人工智能等引出問題。比如，以“機(jī)器視覺如何感知目標(biāo)”為切入點，讓學(xué)生明白各種傳感器的應(yīng)用價值，以此來引導(dǎo)學(xué)生把對機(jī)器視覺的興趣遷移到課堂。

6. 改進(jìn)了平時成績考評方法，盡量做到既公平公正，又鼓勵先進(jìn)。該課程平時成績主要由基于“雨課堂”的課堂測試、回答問題等構(gòu)成，既讓每個學(xué)生都回答同樣的問題，顯示了公平公正性，又鼓勵學(xué)生在課堂主動回答問題，獲得額外的獎勵分。教師在課堂作業(yè)和測試方面主要有以下三個歷程：（1）課后作業(yè)，發(fā)現(xiàn)課后作業(yè)抄襲較為嚴(yán)重，后續(xù)逐漸減少了課后作業(yè);（2）傳統(tǒng)課堂測試，限定了答題時間，必須準(zhǔn)時交作業(yè)，后來發(fā)現(xiàn)效率較低;（3）基于“雨課堂”的課堂測試，則比較公平，且統(tǒng)計分?jǐn)?shù)快捷高效，當(dāng)前主要采用這種方法。在回答問題方面，經(jīng)歷了以下三個歷程：（1）隨機(jī)提問，教師有意識的鼓勵較差的學(xué)生來回答一些比較簡單的問題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心;（2）循環(huán)提問，保證了每位同學(xué)都有回答問題的機(jī)會;（3）主動回答，在PPT課件上凡是標(biāo)有“問題Q”的問題，屬于獎勵分，學(xué)生可以主動舉手回答，調(diào)動學(xué)生的積極性。綜上，目前的平時成績考評方法既公平公正，快捷高效又可以鼓勵先進(jìn)。2019年，采用雨課堂進(jìn)行期中課堂測試試驗，效果很好。

7. 注重應(yīng)用和國際前沿性，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣。在教學(xué)內(nèi)容上注重需求和應(yīng)用的結(jié)合，介紹了傳感與檢測技術(shù)在電力、新能源、航空、軌道交通、石化、海洋、土木等多個領(lǐng)域的需求和應(yīng)用;此外，本課程兼具基本理論與國際前沿，不僅介紹了各項檢測技術(shù)的基本概念和基礎(chǔ)理論，而且融合了作者團(tuán)隊近年來取得的先進(jìn)成果，以及相關(guān)國際最新成果，培養(yǎng)了學(xué)生的科研興趣。并在課程里邊增加歷史科學(xué)小故事，比如居里發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)等。此外，教師開放自己的實驗室，可供學(xué)有余力的同學(xué)來實驗室進(jìn)行科研實驗。

8. 課堂講授注意技巧和工具。（1）開胃菜：每堂課前或重要知識點前講述一些與知識點相關(guān)的工業(yè)實例、歷史、人文、科技等知識，寓教于樂，活躍課堂氣氛，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;（2）發(fā)紅包;（3）投票與隨機(jī)點名。

9. 豐富的視頻和動畫。（1）80%以上的課時都有視頻素材，其中部分視頻還是英語的，用于拓展學(xué)生能力。（2）動畫展示工作原理，在每個課時都有老師精心收集的動畫來展示各種傳感器的工作原理。

10. 板書的使用。通過板書來推導(dǎo)一些重要的公式;通過板書來進(jìn)行課時總結(jié);請同學(xué)使用板書來繪制電路圖和板書。

三、以課時為單位的教學(xué)過程

《傳感》課程所有課時都按照圖1所示的六個環(huán)節(jié)開展教學(xué)過程。上述10個教學(xué)方法貫穿于這六個環(huán)節(jié)：（1）課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)主要利用問題驅(qū)動、工業(yè)場景、生活實例等引出將要講授的傳感器;該部分內(nèi)容同時含有隱性的課程思政內(nèi)容，通過社會熱點、歷史故事、國家戰(zhàn)略、重大工程等話題引入思政內(nèi)容。（2）知識回顧環(huán)節(jié)主要回顧已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識點，并為本節(jié)課打好基礎(chǔ);（3）課程展開環(huán)節(jié)將循序漸進(jìn)講授知識點、重點和難點;（4）課程拓展環(huán)節(jié)主要介紹一些傳感器的行業(yè)話題和傳感器方向的學(xué)術(shù)前沿知識;該部分內(nèi)容也會含有課程思政內(nèi)容。（5）實踐思考環(huán)節(jié)主要展示傳感器實物、演示實驗、基于工業(yè)應(yīng)用場景來進(jìn)行討論等;（6）課程小結(jié)環(huán)節(jié)將總結(jié)本課時的知識點，布置課后作業(yè)等。

四、結(jié)束語

在《傳感》的授課過程中，筆者探索到一些行之有效的教學(xué)方法，并以課時為單位總結(jié)了通用的教學(xué)過程。通過這些方法的具體實施，一方面提升了自己的教學(xué)技能，另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。任課教師獲得校基本功比賽一等獎、校青年教師教書育人模范、教學(xué)能手等稱號。學(xué)生、督導(dǎo)和同行對該課程的評價為優(yōu)秀。這些方法也起到了良好的社會效益，教學(xué)事跡被湖南大學(xué)新聞網(wǎng)報道[7]。部分方法也獲得教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目、湖南大學(xué)全英文課程的資助。這些方法可進(jìn)一步推廣到其他高校的檢測類課程，為高校人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和服務(wù)社會提供有效的支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜波，李麗君.三全育人視域高校“思政課程”到“課程思政”轉(zhuǎn)變的路徑探析[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（57）：260-262.

[2]高德毅，宗愛東.從思政課程到課程思政：從戰(zhàn)略高度構(gòu)建高校思想政治教育課程體系[J].中國高等教育，2017（01）：43-46.

[3]教師教學(xué)發(fā)展中心.教師教學(xué)發(fā)展中心舉行“課程思政”示范課展示研討工作坊[EB/OL].2019;Available from： http：//jwc.hnu.edu.cn/info/1220/6875.htm.

[4]于歆杰.善用雨課堂工具成就一線老師的理想課堂[C]//北京：首屆全國工程專業(yè)學(xué)位研究生教育混合式教學(xué)研討論壇論文集，2017：1-18.

[5]馬山剛，于歆杰.在線開放課程相關(guān)名詞及其相互關(guān)系[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2017，39（6）：1-4，46.

[6]朱桂萍，于歆杰.“電路原理”MOOC資源的多種應(yīng)用形式實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2017，39（3）：6-8，28.

[7]湖南大學(xué)宣傳部.何赟澤：堅持走教研相長路線[EB/OL].2018;Available from： http：//news.hnu.edu.cn/hdrw/2018-01-03/20892.html？isappinstalled=0&from=timeline.