对分课堂在“传感器原理与应用”课程中的教学改革探索
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作者:胡代弟
摘要：针对目前“传感器原理与应用”课程中传统教学方法中存在的问题，结合超星学习通平台实现线上线下混合教学，提出对分课堂的教学模式。本文以我校2019级自动化专业的“传感器原理与应用”课程为例，着重对教学模式创新实施方法进行阐述，并对改革实施效果进行了分析总结。通过在本课程中实施对分课堂的教学方法，提高了学生上课的学习效率和教学效率。
关键词：传感器原理与应用;对分课堂;混合式教学模式
一、绪论
互联网的发展让学生获得知识的途径发生了很大的变化，高等教育领域的教学方法、教学手段也都发生了颠覆式的改。当代的教学是单一的以教师为主导，以课堂为中心，教师提出问题学生回答的课堂教学模式，已经很难适应目前教学环境。如何合理地利用各种教学平台和资源，以学生为中心，引导学生自主学习，调动学生的积极性以实现高效的课堂，解决学生主要存在的不愿学、学不会、不会用，但又乐于接受新事物等问题，由此国内外的教师都在孜孜不倦地探索新的教学模式和教学方法。
2014年复旦大学心理系张学新教授针对当前高校课堂存在的主要问题，结合讲授式课堂与讨论式课堂的优点，提出了名为“对分课堂”的教学新模式。其核心理念是分配一半课堂时间给教师讲授，另一半给学生讨论，并把讲授和讨论时间错开，使学生在课后有一周时间自主安排学习，进行个性化的内化吸收。对分课堂强调两个核心要素：一是把一半课堂时间分配给教师讲授，一半分配给学生讨论;二是把教师讲授和学生讨论在时间上错开，让学生在中间进行自主学习和个性化吸收。对分课堂的出发点是调动学生的学习积极性，要让学生主动参与，教师必须让出部分课堂时间，交给学生掌控、主导，形成师生“对分”课堂的格局。对分课堂把教学刻画为在时间上清晰分离的三个过程，分别为讲授、内化吸收和讨论。
二、“传感器原理与应用”课程现状
“传感器原理与应用”这门课程是我校自动化专业大三上学期开设的一门专业课程，本课在自动化专业的课程体系中具有承上启下的作用。本课程涉及物理、化学、力学、电学、光学、半导体技术等多门学科知识的交叉，学生的先修课程有高等数学、大学物理、电路基础、模拟电子、数字电子、信号与系统等课程，通过“传感器原理与应用”课程的学习，能了解、熟悉和掌握各种类型传感器的结构、工作原理、技术及工程应用，涉及信息采集、信息处理、计算机技术、自动控制等工程方法，为后续课程的学习提供理论基础。
目前的课堂教学仍采用注入式的教学模式，以教师为主，采用讲授式、启发式、探究式等方法。为了提高学生理论和实践结合的能力、实际的动手能力和创新能力，2018年在本课程的教学中实施《基于Arduino套件的传感器原理课程教学改革探索》的教学改革。通过教学改革的实施，学生的学习积极性和实际的动手能力有了一定改善。但是这些教学模式下，教师关注的是学生对课程知识的掌握情况，没有足够重视引导学生对学习过程进行反思和对学习方法进行优化，这在一定程度上导致学生综合应用能力不够强，对学习方法的掌握欠缺，进而学习能力有待提高。
针对以上问题，我们提出在“传感器原理与应用”课程中引入对分课堂的教学模式。希望通过课程中引入对分课堂教学模式，调动学生的学习积极性，以学生为中心，让学生主动参与课堂，教师把部分课堂时间交给学生主导和掌控，让学生对所学的知识内化吸收，学生通过教学过程的实施最后取得学习成果。最终完成体现以学生为中心，体现知识、能力、素质三个维度的教学目标，使学生掌握各种类型传感器的结构、工作原理，具备运用传感器的基本理论对控制系统中传感器的各种问题进行技术分析，并得到解决方案的能力，让学生能够分析问题、解决问题、理论和实际结合;掌握传感器的工程应用，具备通过文献研究、分析设计、维护系统的能力，以培养学生的综合工程素养、创新精神和团队沟通、合作精神。让学生愿意学、能学会、能运用，最终能培养出高素质应用型的人才。
三、教学目标的调整
在教学过程中，所有的教学活动是以教学目标为导向，并围绕教学目标而进行。设立教学目标后，学生通过教学过程的实施最后取得学习成果。因此，首先需要调整教学目标。设立体现以学生为中心，体现知识、能力、素质三个维度的教学目标，使学生掌握各种类型传感器的结构、工作原理，具备运用传感器的基本理论对控制系统中传感器的各种问题进行技术分析，并得到解决方案的能力，让学生能够分析问题、解决问题、理论和实际结合;掌握传感器的工程应用，具备通过文献研究、分析设计、维护系统的能力，以培养学生的综合工程素养、创新精神和团队合作精神。根据培养方案和教学大纲的要求，利用超星学习通平台，建立每个章节的内容构架，明确每个章节的重点和难点，学生可通过自学和课堂导学、自主完成项目进行课程的学习，并开展讨论，最终能让学生参与、主导课程的学习，让学生愿意学、学会、能运用，最终能培养出高素质应用型的人才。
四、教学改革方案
本次“传感器原理与应用”课程的改革在我校2019级自动化专业1班、2班、3班进行，在2019级自动化1班、2班实施对分课堂教学模式，在2019级自动化3班实施传统的教学模式。
（一）开课前的准备工作
1.学生分组
开课前和学生沟通后，班级的学生按3人一组自由组合构成学习小组，每个学习小组采用组长负责制，由组长负责本学期本小组的学习工作。每小组除了要完成理论课程的学习之外，还在本学期利用课余时间查阅和课程相关的资料，要组织至少一次主题讨论或知识分享，完成一个以上和课程相关的创新项目，并进行讲解和项目展示。小组分组情况如表1所示。
2.在超星学习通系统发布自学资料
依托于超星学习通平台，从2018年开始，“传感器原理与应用”课程采用了线上线下结合的混合式教学模式。平台中提供学习视频、PPT、课程拓展的链接等学习资料，以保证学生可以通过网络进行自主的学习。在学习通系统发布教师自行研发的传感器开发板全套资料、课程项目资料、自学视频等内容。课程资源情况如表2所示。
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