“對分課堂”應(yīng)用于傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)的探討與實(shí)踐

曲春英

摘要：通過在傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)中采用對分課堂教學(xué)法，既體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用，又調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并能在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)下可以保質(zhì)、保量地完成教學(xué)任務(wù)，不失為課堂教學(xué)改革的一個(gè)好方法。

關(guān)鍵詞：對分課堂；傳感器與檢測技術(shù)；教學(xué)改革實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）26-0158-02

聶榮臻元帥曾說過：科技要發(fā)展，計(jì)量須先行；俄國化學(xué)家門捷列夫講：沒有測量就沒有科學(xué)；國家質(zhì)檢總局局長支樹平在2015年亞太計(jì)量規(guī)劃組織（APMP）大會(huì)上講：計(jì)量測試技術(shù)是創(chuàng)新的“種子”和“引擎”，是國家核心競爭力的重要標(biāo)志之一。由此可見，傳感器與檢測技術(shù)舉足輕重。確實(shí)，國內(nèi)外的許多大學(xué)開設(shè)了與傳感器相關(guān)的課程。如何打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，為社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新性、思考能力強(qiáng)的專業(yè)人才，是本課程教學(xué)亟待解決的問題。

一、傳感器與檢測技術(shù)課程現(xiàn)狀分析

我校自動(dòng)化專業(yè)自2004年開設(shè)以來，傳感器與檢測技術(shù)課程作為核心專業(yè)課，筆者一直承擔(dān)著此課程的課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，尋求如何從本質(zhì)上提高課程授課效果的方法，加強(qiáng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師課堂講授和學(xué)生課后學(xué)習(xí)兩個(gè)過程分離，師生交互很少，學(xué)生被動(dòng)接受，難以培養(yǎng)思維能力和探索精神。討論式教學(xué)可以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，但由于課堂時(shí)間有限，當(dāng)堂提問、討論缺乏內(nèi)化思考過程，效果也不盡人意。筆者還發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的上課狀態(tài)一屆不如一屆，主動(dòng)性差，“教師講，學(xué)生聽”的教學(xué)方法無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，作業(yè)很多是在應(yīng)付，甚至有雷同現(xiàn)象。還有就是，新的培養(yǎng)計(jì)劃學(xué)時(shí)數(shù)大大壓縮。現(xiàn)在，傳感器與檢測技術(shù)課程課堂學(xué)時(shí)僅為36學(xué)時(shí)，且該課程涉及多學(xué)科內(nèi)容，有相當(dāng)多的物理、電路、數(shù)學(xué)等方面的知識(shí)。傳統(tǒng)方法主要分析電路原理，一些特性需要進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)，在如此短的時(shí)間把8章內(nèi)容完整地教授給學(xué)生，是不可能的。

二、對分課堂

對分課堂是復(fù)旦大學(xué)張學(xué)新教授提倡的一種高效的教學(xué)方法，它結(jié)合傳統(tǒng)課堂與討論式課堂的優(yōu)勢，核心理念是把一半的課堂時(shí)間分配給教師進(jìn)行講授，另一半分配給學(xué)生自主、交互式學(xué)習(xí)。其關(guān)鍵的創(chuàng)新在于把講授和討論錯(cuò)開，讓學(xué)生在中間有一定的時(shí)間自主安排學(xué)習(xí)，進(jìn)行個(gè)性化的內(nèi)化吸收；最核心的特點(diǎn)是隔堂討論，本堂討論上堂課的內(nèi)容。

對分課堂把教學(xué)時(shí)間清晰分離出三個(gè)過程，分別為講授（presentation）、內(nèi)化吸收（assimilation）和討論（discussion），也可簡稱為PAD課堂。講授環(huán)節(jié)組織討論，主要是通過單向講授，介紹教學(xué)內(nèi)容的框架、重點(diǎn)和難點(diǎn)，不覆蓋細(xì)節(jié)。講授和討論兩個(gè)環(huán)節(jié)之間，學(xué)生有一周的時(shí)間來閱讀教材，以最適合自己的方式、方法深入理解，進(jìn)行個(gè)性化的內(nèi)化、吸收，完成教師課堂上提出的問題、布置的作業(yè)。在討論環(huán)節(jié)，針對教師上次課的講授內(nèi)容和布置的問題，學(xué)生分享自己內(nèi)化的學(xué)習(xí)結(jié)果、困惑，互相答疑，互相啟發(fā)，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(jìn)行解答，并做章節(jié)總結(jié)。對分可以在整個(gè)學(xué)期的每次課上都使用，也可在其中幾個(gè)章節(jié)中運(yùn)用或只運(yùn)用一次，非常靈活。

三、對分在傳感器與檢測技術(shù)課堂的實(shí)踐

在了解“對分課堂”基本理論及操作的基礎(chǔ)上，本文在傳感器與檢測技術(shù)課程中選擇第三章電容傳感器中差動(dòng)式變極距的特性和重要的測量電路脈寬調(diào)制電路的分析進(jìn)行“對分課堂”實(shí)踐。

1.講授。通過對分課堂這個(gè)環(huán)節(jié)，教師可全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)。在之前的授課中，教師會(huì)把變極距式電容傳感器的原理講清，之后推導(dǎo)出靜態(tài)靈敏度，得出差動(dòng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。脈寬調(diào)制電路要講解整個(gè)調(diào)制過程，輸出的方波信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾波后，得到的直流信號(hào)UO=UA-UB=U1 。教材中直接給出結(jié)果，教師要講解推導(dǎo)過程，涉及傅立葉級(jí)數(shù)展開等。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)歷，電容這塊內(nèi)容要花三四個(gè)學(xué)時(shí)，重要的是學(xué)生坐在那里，盯著屏幕或黑板被動(dòng)接受，失去獨(dú)立的思考能力。在實(shí)施對分的過程中，教師先講授這部分內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)，簡單的內(nèi)容要求學(xué)生自學(xué)掌握，并在相應(yīng)的部分給學(xué)生留幾個(gè)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(guān)；為什么靈敏度提高一倍，線性度就會(huì)得到改善；討論脈寬調(diào)制電路各點(diǎn)的波形，推導(dǎo)出輸出直流電壓的結(jié)果。教師大概用一個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間，而且當(dāng)學(xué)生聽說下次課要提問，他們的神經(jīng)都會(huì)緊張起來，注意力集中，用筆在書上記下問題，畫出重點(diǎn)。

2.學(xué)生內(nèi)化吸收。傳感器與檢測技術(shù)安排在大三上學(xué)期，它是一門綜合性較強(qiáng)的課程，對學(xué)生的電路、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高。為了提高學(xué)生的課后自主學(xué)習(xí)效率，加強(qiáng)對重難點(diǎn)知識(shí)的理解，我們提供了優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)資源，如愛課程網(wǎng)、華信資源課程網(wǎng)等。據(jù)調(diào)查了解，大部分學(xué)生能在課后認(rèn)真積極對待，根據(jù)自身情況安排時(shí)間及時(shí)消化吸收，沒掌握好的基礎(chǔ)知識(shí)，能夠通過翻看之前的電路書、數(shù)學(xué)書進(jìn)一步鞏固。例如，這節(jié)課的內(nèi)容，學(xué)生會(huì)再次重溫雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、比較器、電容充放電等知識(shí)，由于忘記傅立葉級(jí)數(shù)公式，輸出的直流信號(hào)在推導(dǎo)過程中也遇到難題，進(jìn)行生生間的討論。

3.討論。這個(gè)環(huán)節(jié)，先是溫習(xí)上次學(xué)習(xí)內(nèi)容，雖沒有進(jìn)行具體的分組討論，但是給了學(xué)生10分鐘的時(shí)間讓他們同桌間、前后桌間互相解答疑難，交流體會(huì)。接下來，教師隨機(jī)提問學(xué)生，并提出一些新問題，考查他們對知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。例如，讓學(xué)生畫出兩個(gè)差動(dòng)電容的電壓波形時(shí)，可以詢問為什么是直線增加、直線下降呢？對于知識(shí)點(diǎn)掌握透徹的學(xué)生，就能很好地回答這個(gè)問題。在剩余時(shí)間，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出疑難，集中起來加以解答，最后總結(jié)。這樣下來，電容傳感器這部分的知識(shí)只用了2個(gè)學(xué)時(shí)，且學(xué)生反饋效果較好。

四、總結(jié)

研讀了對分課堂的教學(xué)方法，本人把其應(yīng)用到正在講授的傳感器與檢測技術(shù)的教學(xué)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(gè)教學(xué)過程中，并使用對分易教學(xué)平臺(tái)貫穿在教學(xué)改革中，使信息技術(shù)與教育深度融合。

另外，結(jié)合實(shí)際運(yùn)用情況，筆者得出了一些應(yīng)用對分課堂的效果。

1.教學(xué)相長。調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們獨(dú)立思考問題、解決問題的能力，同時(shí)促進(jìn)教師深入挖掘課堂，將自己的創(chuàng)新成果、經(jīng)歷和科學(xué)思維傳授給學(xué)生。

2.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力，真正實(shí)現(xiàn)教育創(chuàng)新。

3.節(jié)約課時(shí)。學(xué)生得到更飽滿的專業(yè)知識(shí)，把教師從繁重的備課工作中解放出來。

4.缺課人數(shù)減少。現(xiàn)在，學(xué)生曠課現(xiàn)象嚴(yán)重，尤其高年級(jí)學(xué)生，教師不能節(jié)節(jié)課點(diǎn)名，有甚者點(diǎn)完名后就開溜。通過使用對分課堂，可以讓學(xué)生從根本上杜絕這種思想。

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