“互聯網+”行動指引下的多元混合教學模式在傳感器課程中的應用研究

繆建華，周達左

（常州紡織服裝職業技術學院，江蘇 常州 213164）

1 引言

國務院于2017 年印發的《國家教育事業發展“十三五”規劃》明確指出“積極發展‘互聯網+教育’”“鼓勵教師利用信息技術提升教學水平、創新教學模式，利用翻轉課堂、混合式學習等多種方式用好優質數字資源”；在教育部辦公廳印發的《2017 年教育信息化工作要點》中指出，要“促進信息技術與教育教學融合發展”“推進信息技術在教學中的深入普遍應用”“推動教育信息化應用典型師范”。可見，以混合式教學模式為代表的“互聯網+”背景下的教學模式將成為職業教育教學改革的新方向[1-2]。

物聯網感知層的信息獲取采集主要是依靠傳感器，物聯網專業學生的一項基本技能就是掌握各種典型傳感器的應用，要求學生掌握傳感器的類型選擇、接口電路設計、傳感數據采集、處理以及傳輸等技能。傳統的傳感器課程教學是先學習理論知識，在理論學習的過程中穿插幾次驗證性實驗，部分院校會在學期末安排短期的實踐課程，理論課與實踐課開設獨立，理論課程以教師為主體，將理論知識的講授作為重點，學生是單純的理論知識接受者，導致理論學習十分抽象，枯燥無味，理論知識學不扎實，形成實踐課程也掌握不到位的惡性循環。

目前，學生被稱為“數字原住民”，從小就接觸電腦和網絡，處于數字化信息大爆發時代，個性化較強，對事物需求多樣化，喜歡個性化的學習方式；同時，教師被稱為“數字移民”，對于知識不再壟斷，學生對獲取知識不再完全依賴教師和教材，高效的學習不一定局限于課堂之上，無論管理還是評價方式，教師都必須緊跟時代步伐而改變，因此，理論學習和實踐教學都需要隨著當前學生認知行為模式的改變而改變[3-4]。

2 課程整體設計

傳感器課程由7 個項目模塊組成。每個模塊都由“引導案例”“學習目標”“知識拓展”“項目小結”以及多個關聯任務組成。

“引導案例”從生活中的實際應用場景入手，實現案例引入、直觀引入、情景引入。

“學習目標”闡述了通過本模塊的教學，學生應能達成的知識目標、能力目標、素質目標。

每個模塊由淺入深進行組織重構知識點，構成一個實際應用的完整項目。每個任務都由“任務描述”“任務目標”“任務資訊”“任務實施”“任務評價”5 個部分組成。

“任務描述”對本單元要解決的實際任務進行描述。

“任務目標”闡明了通過本任務的教學，學生應能達成的能力目標。

“項目資訊”給出了要解決實際任務需要學習和掌握的系統的應用知識。

“任務實施”引導師生分步完成任務，并將專業能力、自主學習等方法能力、與人合作等社會能力融入其中。

“任務評估”對任務完成情況進行檢測，對職業能力目標達成狀況進行評估。

“知識拓展”列舉了與本模塊相關的其他傳感器，以拓展學生的知識面。

課程具有以下5 點特色：①遵循“任務驅動、項目導向”“學生主體、教師主導”，突出“學習工具”的作用；②以傳感器+單片機“應用”技能培養為核心，緊跟行業發展動態；③任務的選擇突出“完整性”，兼顧“普適性”；④以工程師視角組織內容，突出“應用”特色；⑤創新課后習題形式，培養學生自主學習與技能應用能力。

課程預期取得以下3 點效果。

2.1 加強教師與學生的互動

師生雙方通過多種交流方式，線上線下結合、隨時隨地；面對問題時采用針對性評判、分析和改正的方法。教師要引導學生積極參與思考、敢于糾錯，充分利用課余時間，提升傳感器方面的職業能力。

2.2 加強學生之間的互動

鼓勵學生多動手、多思考、多討論，培養學生之間的協作能力和團隊精神，提高學生的創新能力。

2.3 教師積極充分調動學生的學習的積極性和主動性

提高學生的參與度和自我認同感；在強化學生的思維方式和實踐方式上想辦法，并努力為學生的快樂學習和持續學習提供有效動機。

本文中以“智能家居系統的設計與安裝”課題為例，采用多元混合的教學模式，教學過程中采用信息化教學手段，注意突出重點，突破難點，教師積極從知識、技能和素養三個方面引導學生實現自我提升[5]。

3 組織實施

本文研究的是多元混合的教學模式，教師充分利用信息化手段將整個教學過程分為課前、課中、課后三個環節，三環節相互配合，在預設的教學情境中完成知識和技能的內化，以達到提高技術技能人才培養質量的目標[6]。

3.1 課前

學生在網絡課堂的APP（比如學習通、云課堂等）上接到通知，下載該課的學習任務書，提前了解課程內容，觀看微課視頻，并在學習平臺上完成關于傳感器原理的測試，在此過程中可以在平臺上提取相關學習資料，與學生、教師展開討論，多種方式完成課前預習工作。教師通過觀察后臺數據了解學生學習情況，進行課堂分組?？紤]到第一環節是讓學生進行智能家居系統方案設計，學生之間要一起討論問題，一起設計方案，共同提高學習能力，相互促進學習，本次分組采用異質分組方式對學生進行分組，將動手能力、理解能力、探究特質有較大差異的學生分為一組。

3.2 課中任務探討和實施

3．2．1 任務引入

用一段微視頻將學生引入“智能家居”生活環境中，讓學生對智能家居有一個比較直觀的認識；本堂課的任務是設計一套智能家居系統，并在物聯網實驗室進行安裝。實施任務分成設計和安裝兩個環節。

3．2．2 方案設計

網絡平臺，查閱要點：方案設計按照教師分好的小組討論設計智能家居系統方案。在討論方案的過程中，學生如果對某個傳感器的相關原理和硬件接線等理論知識不太熟悉，可隨時查看網絡平臺中理論知識的內容。

仿真軟件，制訂方案：學生打開智能家居仿真軟件，添加各種虛擬傳感器，在軟件中觀看傳感器安裝是否到位，并記錄正確的坐標。在此過程中，學生可以通過網絡教學平臺進行交流發言。

網絡平臺，生生互評：學生將完成好的設計方案上傳到網絡平臺，借助網絡學習平臺的生生互評功能，從平臺獲得其他小組的方案，實現學生之間方案互查，小組合作分析設計方案的優缺點，此環節的設計極大地提升了學生分析問題、解決問題的能力。

技術融合，強化重點：通過仿真軟件和網絡平臺的交互使用，學生分組討論互評得出最佳智能家居的解決方案。

3．2．3 系統安裝

考慮到安裝環節的特性，系統安裝采用同質分組方式對學生進行分組，根據最終方案中的傳感器進行分類，每個小組負責各自傳感器模塊安裝。

分組合作，硬件連接：首先，學生完成傳感器與Zigbee模塊的硬件連線。

仿真軟件，確定位置：然后將連接好的傳感器模塊安裝在仿真軟件給出的三維坐標位置。

實時監控，突破難點：在安裝過程中，教師實時監控每個小組的安裝過程，學生出現問題，監控終端實時報警，教師及時給予分析指導，突破了傳統教學中，教師難顧全所有學生安裝過程的指導難題。

安裝完畢，驗證效果：驗證安裝效果，例如學生在門口安裝完人體紅外傳感器后，小組成員從門口走過，移動終端出現提示信息。

3．2．4 總結評價

在完成安裝后，各小組進行交流發言，在網絡平臺上對各個小組安裝過程的視頻從安全性、準確性等角度進行自評互評；同時教師針對一些共性的問題進行講解，并讓完成的比較優秀的學生進行經驗分享，同時提出優化提升的課后強化任務。

3.3 課后任務強化和提升

課后每位同學完成任務書，上傳至學習平臺，同時可以在網站上下載學習資料，并在論壇上與同學們展開討論，隨時獲得教師的點評。教師將后臺生成的積分數據與隨堂評價信息進行匯總，學生可清晰地了解到自己在學習過程中的所有表現，教師也可清楚知道整個班級在此項目學習中存在的優勢及不足，通過交流互動平臺給學生提供針對性的幫助。

4 結語

傳感器課程作為職業院校一門鍛煉學生實踐技能的核心課程，傳統的課堂教學時間有限，“互聯網+”行動指引下的多元混合教學模式在提高課堂效率方面有很大的作用，教學活動做到以學生為主體，課堂不再分課前、課中還是課后，使學生能隨時隨地學習，并與同學、教師進行互動，在充分調動學生的學習積極性和主觀能動性的同時又提升了學生的職業素養。