比喻教学法在传感器技术教学中的应用

郑香伟

摘 要：传感器技术的教学内容主要以各种电学理论为基础，通过分析理论公式里面各参数的变化，来说明传感器的原理。由于理论性比较强，往往使学生感到枯燥乏味。通过合理运用比喻教学法，能使课堂活跃起来，大大提高学生的学习兴趣，有利于学生对知识的理解和记忆，适合每位教师在教学中进行尝试和应用。

关键词：比喻教学法；传感器技术；兴趣；成才

提高自身教学能力和学生的学习效果永远是一名教师不懈的追求。积极思考和探索行之有效的教学方法，并运用到自己的教学实践中，再经过不断地总结和改进，形成自己的教学特色，这应该是我们每位教师都力所能及又切实可行的做法。比喻教学法就是一种操作简单、应用灵活、效果明显的一种教学方法。

比喻，是通过描述一种事物去说明与其本质不同而又有相似点的另一事物的修辞手法。比喻的范围非常广泛，不但可以进行物与物之间的比喻，还可以用一种场景比喻另一种场景。比喻并不需要描绘事物的全像，其关键是找到恰当的“相似点”。通过比喻，可以把抽象的事物变得具体，把深奥的道理变得浅显，而这一点也正是我们在教学中孜孜以求的教学效果。比喻教学法正是基于这种修辞手法的奇妙作用，在教学上得到了“跨界”应用。

传感器技术这门课是很多工科类专业中的一门必修课，尤其在自动化、机电设备、汽车、航空航天等相关的专业中开设非常广泛。有的专业虽然没有开设这门课，但也有包含传感器技术的其他课程来补充这方面的知识。这门课主要有以下几个特点：一是涉及的原理多，二是都与看不见摸不着的“电”相关，三是具有很强的实践性。因此，教师要教好这门课，除了要有深厚的电学基础、掌握电工电子技术的相关知识，并且对传感器在生产、生活中的实际应用具有全面的认识之外，还要采取有效方法，让学生轻松愉快又印象深刻地掌握各种看似枯燥的概念、原理和理论。其中比喻教学法的恰当使用，就达到了这种效果。

比喻教学法就是利用学生熟悉的事物，去描述、说明和解释教学中遇到的深奥、抽象和复杂的问题。经过在传感器技术课程中的教学实践，该方法有以下几个特点和作用。

一、贴近生活、生动形象的比喻，能够活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣

我国国家标准《传感器通用术语（GB7665-2005）》，对传感器的定义是：“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。”对于这种专业性较强的抽象定义，学生往往难于理解和记忆，但通过一个相关的情景去比喻，问题就很好地解决了。“你（学生）正在家里专心致志地写作业，家门外拴了一只很厉害的大黑狗。这时有一个陌生人来访，而你在屋里看不到外面的情况。当陌生人向房门走近时，立即引起狗的狂吠，叫声传到你的耳朵，你很快判断出外面有人来了。”在这个过程中，被测量是“陌生人来访”这个信息，在我们不能或不便直接获取这个信息的情况下，利用狗将这个信息转换成了声音信号（叫声），并通过空气传输，传入我们的耳朵，从而间接判断出“陌生人来访”这个信息。我们再结合传感器的定义描述这个过程：能感受到“陌生人来访”的信息（被测量）并按照“见到陌生人就叫”的规律，转换成“叫声”（可用输出的信号）的狗（器件或装置），就是传感器。利用这种比喻来讲解传感器的概念，教学效果如何呢？教学实践中，在下一次课的课堂提问时，一个平时不爱学习的学生积极回答到：“见到陌生人就叫的狗就是传感器。”虽然引起课堂的哄笑，但说明这种比喻确实引起了学生的学习兴趣。

二、恰当运用比喻教学法，可以有效地化繁为简、化深为浅、化虚为实

霍尔传感器是利用霍尔效应工作的一种传感器，能够测量的量很多，包括转速、角度、角速度、位移、压力、液位、流速、流量等等，而且这类传感器都可以实现非接触测量，在机电系统中应用非常广泛。霍尔效应是指：当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象被称为霍尔效应。其产生的原因是：导体中的电荷在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在导体两侧分别产生正负电荷的积累，继而形成垂直于电流方向的电场；当电子受到的洛仑兹力与电场力相平衡时，在导体两侧将建立起一个稳定的电势差，即霍尔电压。霍尔效应涉及电流、电压、电场、电荷、磁场、洛伦兹力等多个量之间的相互作用，而且这些量都是我们看不见的“虚”的东西。为了便于学生理解和记忆，并能够一次性说明所有有关的量及相互关系，在讲解中构造如下场景来比喻：有一个游行队伍（电流）正从南向北走在一条商业街（导体）上，这时突然天降暴雨（从上至下的磁场），负责人命令（洛伦兹力）大家都到西侧的屋檐下一边避雨一边继续前进，并且不允许穿过街道到东侧避雨。这使西侧的屋檐下十分拥挤（正电荷），而东侧的屋檐下却是空的（负电荷），大家都有穿过街道到对面的意愿（电场），但迫于命令，都不敢过去。如果我们在两侧的房屋下修一个相通的地下通道（连接导线），那么一部分西侧的人就可以通过通道到达东侧（在霍尔电压下形成电流），而且我们通过记录人流（电流）的大小就可以知道地面上的拥挤情况（霍尔电压的大小）。通过这种场景的比喻，学生很容易在头脑中形成形象、长久的记忆，同时也理解了相对复杂和抽象的霍尔效应。

三、有利于对学生创造性思维和发散性思维的培养，让学生的大脑动起来、活起来，并适当融合思想品德教育，更能起到锦上添花的效果

比喻的本体和喻体本质上是不同的，寻找相似之处需要开阔的视野和开放的思维。在教师的引导下，学生的思维也要天马行空，不断在不同事物间来回切换和寻求联系。让学生的大脑充满丰富多彩的内容，而不再只是面对深奥的理论和枯燥的公式，这对学生创造性和发散性思维的培养有很好的促进作用。另外，无论教授什么课程，德育都是我们每个教师要承担的教学任务。作为专业课教师，表面上看实施德育的“机会”并不多。但只要我们勤于思考，德育的“机会”是无处不在的。比如在讲解传感器“分辨力”概念的時候，就可以进行一次品德教育。传感器的分辨力是指：传感器能够感受到被测量最小变化的能力。也就是说，如果被测量变化的数值没有超过某一数值时，传感器的输出量并不变化。只有当被测量的变化超过一定数值时，传感器的输出才发生变化。那么引起传感器输出变化的这个最小的输入值就是传感器的分辨力。以上虽然对概念进行了解释，但仍然比较抽象，不易理解。做个比喻就很容易明白了：甲乙两个值日生，当甲值日时，他认为地面上没有纸屑时地面是干净的，无需清扫。只要纸屑增加，达到或超过一片，甲会立即行动，进行清扫。当乙值日时，他认为地面上的纸屑少于十片时地面是干净的，无需清扫。当地面的纸屑达到或超过十片时，乙会立即进行清扫。根据分辨力的概念，地面上有一片纸屑（输入量）时，甲会进行清扫（引起输出变化），因此甲的分辨力就是一片纸屑。同样，乙的分辨力是十片纸屑。那么如何描述谁的分辨力高呢？因为甲同学值日很细心，所以甲的分辨力高于乙的分辨力。从这里也说明我们要提高自己的“分辨力”，做一个做事严谨、认真负责的人。

四、提高教师的教学兴趣和工作积极性，让教师享受教学的过程、成果和意义

当一个成功的比喻在教学中取得很好的效果时，教师比学生更能体会到这种教学成果带来的乐趣。尤其是经过教师的冥思苦想和巧妙设计的比喻轻松阐明了一个复杂问题的时候，更会产生很强的成就感。这里面凝结了教师的勤劳和智慧，也体现了教师对生活的细心观察和对教学工作的热情投入。在很多教师因为枯燥的教学而产生职业倦怠的时候，通过比喻教学法不断地开发自己的创意思维，会让教学工作时刻充满新意和激情，也会更加积极主动地思考和探索新的教学方法，并付诸教学实践中。

比喻教学法应用过程中，要注意的几个问题。

（1）防止喧宾夺主。只取相似点，避免对无关内容的过多描述。比喻的根本目的是要说明本体的特征，所以在描述喻体的时候，时刻要把重点放在喻体与本体的相似点上。不要脱离本体而把喻体讲得“淋漓尽致”，最后让学生只记得“精彩故事”，不记得“深刻道理”。

（2）防止弄巧成拙。以不懂喻不懂，学生还是不懂。比喻中的喻体不但教师要熟悉，学生也必须熟悉。教师与学生的经历、经验和对事物的理解程度都是不同的。教师在选择喻体的时候，一定要针对不同的教学对象，选择学生听过、见过、最好是经历过的事物。因此，教师要了解当前不同年龄段的学生感兴趣的事物是什么，生活的环境怎么样，都有哪些成长的经历。比如当教师描述自己小时候玩过的一种游戏时，发现现在的学生根本就没有听说过，学生不但感受不到实际的情景，而且对这种描述感到茫然，用这样的喻体做比喻，只能让学生对本体的特征也更迷惑。

（3）防止不当比喻。不相似的相似点，会让学生“误入歧途”。备课时教师要反复斟酌比喻是否恰当，不当比喻不如不喻，防止“画虎不成反类犬”。比如在讲解温度传感器中的热电偶时，重点要说明的有两点：一是两种不同导体的两端分别连接形成闭合回路，二是两端要有温度差。如果这时用自己的左手拉右手来比喻两种导体的连接，两个胳膊比喻两个导体，手与身体内部也有温度差，看似条件都比较符合，但实际是不恰当的。因为两个胳膊属于相同的物体，不能说明热电偶中的两种“不同”导体，容易使学生忽略热电偶的这个关键特征。另外，也不好进一步说明热电动势的产生。

（4）可用“本体”求“喻体”，让学生拓展思维，寻找生活中的相似事物。在教学实践中，教师讲解完某部分内容时，可以让学生思考所讲的内容在生活中有没有相似的事物，让大家一起讨论像什么、像在哪里。这种方式要求学生要充分放开自己的思维局限，从各个角度去思索、去搜寻，这对锻炼学生的发散性、创造性思维非常有效。另外，从学生想到的各种事物，也能反映出学生对教学内容理解的不足之处，通过讨论和对比，可以让学生全面、深刻地理解和掌握教学内容。初次使用这种方法的时候，由于与学生日常学习的思维方式不同，学生可能会不适应，教师在备课时可以预先准备几个“喻体”，授课时引导学生思考和讨论，一旦学生找到了其中的乐趣，就会变得积极主动了。

比喻教学法从严格意义上讲并不是一种教学方法，更不是一种教学模式，只能算是一种教学技巧。当前我国从小学到大学，主流的教学形式仍然是传统的“填鸭式”，或称“注入式”。虽然这种方式广为诟病，也早有各方声音倡导新的教学方法，但目前仍然没有根本性的改变。一名普通的教师虽然改变不了这种大环境，但努力改善自己的教学小环境还是可以做到的。比喻教学法应用非常靈活，适用于各种教学形式和教学环境中，因此，值得我们每一位教师去思考和应用。

参考文献：

[1]陈文涛.传感器技术及应用[M].北京：机械工业出版社，

2013.

[2]宋健.传感器技术及应用[M].北京：北京理工大学出版社，

2007.

[3]国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.传

感器通用术语[S].北京：中国标准出版社，2005.

（内蒙古呼伦贝尔职业技术学院）