“对分课堂”应用于传感器与检测技术课程教学的探讨与实践

曲春英

摘要：通过在传感器与检测技术课程教学中采用对分课堂教学法，既体现了教师的主导作用，又调动了学生的学习积极性，并能在有限的教学学时下可以保质、保量地完成教学任务，不失为课堂教学改革的一个好方法。

关键词：对分课堂；传感器与检测技术；教学改革实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）26-0158-02

聂荣臻元帅曾说过：科技要发展，计量须先行；俄国化学家门捷列夫讲：没有测量就没有科学；国家质检总局局长支树平在2015年亚太计量规划组织（APMP）大会上讲：计量测试技术是创新的“种子”和“引擎”，是国家核心竞争力的重要标志之一。由此可见，传感器与检测技术举足轻重。确实，国内外的许多大学开设了与传感器相关的课程。如何打破传统教学模式，为社会培养创新性、思考能力强的专业人才，是本课程教学亟待解决的问题。

一、传感器与检测技术课程现状分析

我校自动化专业自2004年开设以来，传感器与检测技术课程作为核心专业课，笔者一直承担着此课程的课堂与实验教学，寻求如何从本质上提高课程授课效果的方法，加强学生的综合应用能力。传统教学中，教师课堂講授和学生课后学习两个过程分离，师生交互很少，学生被动接受，难以培养思维能力和探索精神。讨论式教学可以引发学生的学习动力，但由于课堂时间有限，当堂提问、讨论缺乏内化思考过程，效果也不尽人意。笔者还发现，学生的上课状态一届不如一届，主动性差，“教师讲，学生听”的教学方法无法调动学生的积极性，作业很多是在应付，甚至有雷同现象。还有就是，新的培养计划学时数大大压缩。现在，传感器与检测技术课程课堂学时仅为36学时，且该课程涉及多学科内容，有相当多的物理、电路、数学等方面的知识。传统方法主要分析电路原理，一些特性需要进行数学推导，在如此短的时间把8章内容完整地教授给学生，是不可能的。

二、对分课堂

对分课堂是复旦大学张学新教授提倡的一种高效的教学方法，它结合传统课堂与讨论式课堂的优势，核心理念是把一半的课堂时间分配给教师进行讲授，另一半分配给学生自主、交互式学习。其关键的创新在于把讲授和讨论错开，让学生在中间有一定的时间自主安排学习，进行个性化的内化吸收；最核心的特点是隔堂讨论，本堂讨论上堂课的内容。

对分课堂把教学时间清晰分离出三个过程，分别为讲授（presentation）、内化吸收（assimilation）和讨论（discussion），也可简称为PAD课堂。讲授环节组织讨论，主要是通过单向讲授，介绍教学内容的框架、重点和难点，不覆盖细节。讲授和讨论两个环节之间，学生有一周的时间来阅读教材，以最适合自己的方式、方法深入理解，进行个性化的内化、吸收，完成教师课堂上提出的问题、布置的作业。在讨论环节，针对教师上次课的讲授内容和布置的问题，学生分享自己内化的学习结果、困惑，互相答疑，互相启发，把普遍性问题记录下来。最后，教师对全班讨论中存在的疑难问题进行解答，并做章节总结。对分可以在整个学期的每次课上都使用，也可在其中几个章节中运用或只运用一次，非常灵活。

三、对分在传感器与检测技术课堂的实践

在了解“对分课堂”基本理论及操作的基础上，本文在传感器与检测技术课程中选择第三章电容传感器中差动式变极距的特性和重要的测量电路脉宽调制电路的分析进行“对分课堂”实践。

1.讲授。通过对分课堂这个环节，教师可全面了解学生的学习难点。在之前的授课中，教师会把变极距式电容传感器的原理讲清，之后推导出静态灵敏度，得出差动结构的优点。脉宽调制电路要讲解整个调制过程，输出的方波信号经低通滤波器滤波后，得到的直流信号UO=UA-UB=U1 。教材中直接给出结果，教师要讲解推导过程，涉及傅立叶级数展开等。根据以往的教学经历，电容这块内容要花三四个学时，重要的是学生坐在那里，盯着屏幕或黑板被动接受，失去独立的思考能力。在实施对分的过程中，教师先讲授这部分内容的重点、难点，简单的内容要求学生自学掌握，并在相应的部分给学生留几个问题。例如，为什么电容传感器的等效灵敏度与供电频率和电缆电感有关；为什么灵敏度提高一倍，线性度就会得到改善；讨论脉宽调制电路各点的波形，推导出输出直流电压的结果。教师大概用一个学时的时间，而且当学生听说下次课要提问，他们的神经都会紧张起来，注意力集中，用笔在书上记下问题，画出重点。

2.学生内化吸收。传感器与检测技术安排在大三上学期，它是一门综合性较强的课程，对学生的电路、数学基础要求较高。为了提高学生的课后自主学习效率，加强对重难点知识的理解，我们提供了优质的网络资源，如爱课程网、华信资源课程网等。据调查了解，大部分学生能在课后认真积极对待，根据自身情况安排时间及时消化吸收，没掌握好的基础知识，能够通过翻看之前的电路书、数学书进一步巩固。例如，这节课的内容，学生会再次重温双稳态触发器、比较器、电容充放电等知识，由于忘记傅立叶级数公式，输出的直流信号在推导过程中也遇到难题，进行生生间的讨论。

3.讨论。这个环节，先是温习上次学习内容，虽没有进行具体的分组讨论，但是给了学生10分钟的时间让他们同桌间、前后桌间互相解答疑难，交流体会。接下来，教师随机提问学生，并提出一些新问题，考查他们对知识点的掌握情况。例如，让学生画出两个差动电容的电压波形时，可以询问为什么是直线增加、直线下降呢？对于知识点掌握透彻的学生，就能很好地回答这个问题。在剩余时间，教师可以鼓励学生大胆提出疑难，集中起来加以解答，最后总结。这样下来，电容传感器这部分的知识只用了2个学时，且学生反馈效果较好。

四、总结

研读了对分课堂的教学方法，本人把其应用到正在讲授的传感器与检测技术的教学中，收到意想不到的效果。也打算全面铺开，将此方法贯穿在整个教学过程中，并使用对分易教学平台贯穿在教学改革中，使信息技术与教育深度融合。

另外，结合实际运用情况，笔者得出了一些应用对分课堂的效果。

1.教学相长。调动学生的学习积极性，培养他们独立思考问题、解决问题的能力，同时促进教师深入挖掘课堂，将自己的创新成果、经历和科学思维传授给学生。

2.培养学生的创新能力。增强学生学习的主动性和能动性，提高学生的创新意识、创新能力，真正实现教育创新。

3.节约课时。学生得到更饱满的专业知识，把教师从繁重的备课工作中解放出来。

4.缺课人数减少。现在，学生旷课现象严重，尤其高年级学生，教师不能节节课点名，有甚者点完名后就开溜。通过使用对分课堂，可以让学生从根本上杜绝这种思想。

参考文献：

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