结合翻转课堂和行李安检案例的核电子学教学探索

【摘要】核电子学通过电子学方法获取和处理核信息，在核科学领域中具有十分重要的地位。翻转课堂教学是对传统课堂教学结构与流程的彻底颠覆，可有效加强学生学习的主动性及参与感；行李安检是核电子学在民用领域的典型应用之一，为了保证旅客以及运输系统的安全，行李安检广泛应用于地铁、火车站、汽车站、机场等人群密集场所。本文结合翻转课堂教学和行李安检案例，探索核电子学课程教学改革的有效途径。

【关键词】核电子学；翻转课堂；案例教学；行李安检

【中图分类号】TN4 【文献标识码】A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

Abstract： Nuclear electronics plays a very important role in the field of nuclear science through the acquisition and processing of nuclear information by electronic methods. Flipped classroom teaching subverts the structure and process of the traditional classroom teaching completely， which can effectively enhance students' learning initiative and sense of participation； baggage inspection is one of the typical applications of nuclear electronics in civilian areas. To ensure the safety of passengers and transport system， baggage inspection has been widely used in subway， railway stations， bus stations， airports and other crowded places. In this paper， the effective ways of teaching reform of nuclear electronics are explored based on the combination of flipped classroom teaching and baggage inspection case.

Keywords： Nuclear Electronics； flipped classroom； case teaching； baggage inspection

一、引言

翻转课堂模式是大教育运动的一部分，它与混合式学习、探究性学习、其他教学方法和工具在含义上有所重叠，都是为了让学习更加灵活、主动，让学生的参与度更强。"翻转课堂式"是对基于印刷术的传统课堂教学结构与教学流程的彻底颠覆，由此将引发教师角色、课程模式、管理模式等一系列变革[1，2]。案例教学通过给学生设置课题，引导学生结合课堂教学内容，通过自学、讨论与合作等方式去探讨解决问题的方法，它有别于传统讲授教学方式，有利于学生变被动学习为主动学习。由此可见结合翻转课堂教学和案例教学可有效提高教学质量和效果。

新型核辐射探测技术、电子学和嵌入式系统的迅猛发展，有力推动了核电子学技术的发展；与此同时，核电子学技术的发展又有力促进了核科学技术的发展，并广泛运用于现代核科学技术领域，成为现代核科学技术的重要基础和进一步发展的前提[3-5]。但核电子学课程主要涉及大量核电子学电路及随机信号处理的理论基础，与实际应用联系不太紧密，导致学生积极性不高。为了充分调动学生的学习兴趣、知识综合应用能力以及解决实际问题的能力，选择一个有效的应用教学案例，并结合翻转课堂教学模式非常必要。本文介绍了结合翻转课堂教学及行李安检应用案例的核电子学课程教学改革的初步探索。

二、行李安检简介

行李安检是核电子学在民用领域的典型应用之一，与大家的日常生活密切相关。为了保证旅客以及运输系统的安全，行李安检广泛应用于地铁、火车站、汽车站、机场等人群密集场所。行李安检涉及多方面专业知识，包括X射线的产生、X射线探测器、核电子学、辐射防护、机械结构设计、机电控制、图像处理与分析等。

安检系统整体结构如图1所示，主要分成六大部分：X射线源模块、电气控制模块、系统控制模块、传动部分、数据采集模块、PC机和人机交互部分[6]。数据采集模块包括以下主要两个部分：数据采集前端（L型探测器阵列）、数据采集控制模块[6]，如图2所示。

数据采集前端的主要作用是对核辐射探测器输出的微弱电流信号进行调理，将弱信号转化为数据采集控制模块可以读取的数字信号，这是核电子学课程涉及的主要内容之一。

综上所述，通过对行李安检案例的教学实践可以实现对核技术多门专业知识的有效联接，同时拓展其专业知识范围，融入机械、机电控制、图像处理与分析等方面的专业知识，可有效激发学生学习和探索知识的兴趣，提高核电子学教学质量和效果。

三、教学模式

为了取得良好的教学质量和效果，案例教学采用翻转课堂的教学方式，在这种教学模式下，课堂内的宝贵时间，学生能够更专注于主动的基于项目的学习，共同研究解决实际问题，从而获得更深层次的理解。

为此，首先给学生布置行李安检的探究任务，将学生按寝室分组，每组3～5人，每组设组长一名，负责组内的探究活动。小组成员都必须积极参与探究活动，在课余时间通过互联网及实地考察收集整理行李安检的有关资料，小组成员通过交流与合作，撰写调研报告，报告内容包括背景、需求分析、工作原理、设备结构与功能、器件选型、辐射防护等内容，然后在课堂上教师与学生共同进行学习与交流，各组逐一上台展示其调研报告，老师和学生一起对各小组的报告进行交流与讨论，并对报告的内容进行共同评判。

四、教学效果与展望

结合翻转课堂及行李安检案例教学，学生对X射线产生过程、X射线探测原理与方法、核信号采集与处理、辐射防护等相关的专业知识融会贯通，同时对机械结构设计、机电控制、图像处理与分析等内容也有了初步了解，可有效拓展专业知识结构，调动学生学习的兴趣，同时也培养了学生的团队合作精神。

将案例教学与翻转课堂教学模式相融合，可取得良好的教学效果。在教学过程中，引入更多的案例，采用翻转课堂教学模式，必将在有效提高教学质量和效果、培养更加优秀的人才等方面发挥重要作用。

参考文献

[1] 张金磊，王颖，张宝辉. 翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志， 2012（4）： 46-51.

[2] 王红， 赵蔚， 孙立会， 刘红霞. 翻转课堂教学模型的设计—基于国内外典型案例分析[J]. 现代教育技术， 2013，23（8）： 5-10.

[3] 王芝英. 核电子技术原理[M]. 北京： 原学能出版社， 1989.

[4] 陈伯显，张智. 核辐射物理及探测学[M]. 哈尔滨： 哈尔滨工程大学出版社， 2011.

[5] 周正东. 核电子学讲义[M]. 南京： 南京航空航天大学， 2014.

[6] 周其伟. X射线安检设备的硬件设计[D]. 江苏南京： 东南大学， 2005.