“互联网+”行动指引下的多元混合教学模式在传感器课程中的应用研究

缪建华，周达左

（常州纺织服装职业技术学院，江苏 常州 213164）

1 引言

国务院于2017 年印发的《国家教育事业发展“十三五”规划》明确指出“积极发展‘互联网+教育’”“鼓励教师利用信息技术提升教学水平、创新教学模式，利用翻转课堂、混合式学习等多种方式用好优质数字资源”；在教育部办公厅印发的《2017 年教育信息化工作要点》中指出，要“促进信息技术与教育教学融合发展”“推进信息技术在教学中的深入普遍应用”“推动教育信息化应用典型师范”。可见，以混合式教学模式为代表的“互联网+”背景下的教学模式将成为职业教育教学改革的新方向[1-2]。

物联网感知层的信息获取采集主要是依靠传感器，物联网专业学生的一项基本技能就是掌握各种典型传感器的应用，要求学生掌握传感器的类型选择、接口电路设计、传感数据采集、处理以及传输等技能。传统的传感器课程教学是先学习理论知识，在理论学习的过程中穿插几次验证性实验，部分院校会在学期末安排短期的实践课程，理论课与实践课开设独立，理论课程以教师为主体，将理论知识的讲授作为重点，学生是单纯的理论知识接受者，导致理论学习十分抽象，枯燥无味，理论知识学不扎实，形成实践课程也掌握不到位的恶性循环。

目前，学生被称为“数字原住民”，从小就接触电脑和网络，处于数字化信息大爆发时代，个性化较强，对事物需求多样化，喜欢个性化的学习方式；同时，教师被称为“数字移民”，对于知识不再垄断，学生对获取知识不再完全依赖教师和教材，高效的学习不一定局限于课堂之上，无论管理还是评价方式，教师都必须紧跟时代步伐而改变，因此，理论学习和实践教学都需要随着当前学生认知行为模式的改变而改变[3-4]。

2 课程整体设计

传感器课程由7 个项目模块组成。每个模块都由“引导案例”“学习目标”“知识拓展”“项目小结”以及多个关联任务组成。

“引导案例”从生活中的实际应用场景入手，实现案例引入、直观引入、情景引入。

“学习目标”阐述了通过本模块的教学，学生应能达成的知识目标、能力目标、素质目标。

每个模块由浅入深进行组织重构知识点，构成一个实际应用的完整项目。每个任务都由“任务描述”“任务目标”“任务资讯”“任务实施”“任务评价”5 个部分组成。

“任务描述”对本单元要解决的实际任务进行描述。

“任务目标”阐明了通过本任务的教学，学生应能达成的能力目标。

“项目资讯”给出了要解决实际任务需要学习和掌握的系统的应用知识。

“任务实施”引导师生分步完成任务，并将专业能力、自主学习等方法能力、与人合作等社会能力融入其中。

“任务评估”对任务完成情况进行检测，对职业能力目标达成状况进行评估。

“知识拓展”列举了与本模块相关的其他传感器，以拓展学生的知识面。

课程具有以下5 点特色：①遵循“任务驱动、项目导向”“学生主体、教师主导”，突出“学习工具”的作用；②以传感器+单片机“应用”技能培养为核心，紧跟行业发展动态；③任务的选择突出“完整性”，兼顾“普适性”；④以工程师视角组织内容，突出“应用”特色；⑤创新课后习题形式，培养学生自主学习与技能应用能力。

课程预期取得以下3 点效果。

2.1 加强教师与学生的互动

师生双方通过多种交流方式，线上线下结合、随时随地；面对问题时采用针对性评判、分析和改正的方法。教师要引导学生积极参与思考、敢于纠错，充分利用课余时间，提升传感器方面的职业能力。

2.2 加强学生之间的互动

鼓励学生多动手、多思考、多讨论，培养学生之间的协作能力和团队精神，提高学生的创新能力。

2.3 教师积极充分调动学生的学习的积极性和主动性

提高学生的参与度和自我认同感；在强化学生的思维方式和实践方式上想办法，并努力为学生的快乐学习和持续学习提供有效动机。

本文中以“智能家居系统的设计与安装”课题为例，采用多元混合的教学模式，教学过程中采用信息化教学手段，注意突出重点，突破难点，教师积极从知识、技能和素养三个方面引导学生实现自我提升[5]。

3 组织实施

本文研究的是多元混合的教学模式，教师充分利用信息化手段将整个教学过程分为课前、课中、课后三个环节，三环节相互配合，在预设的教学情境中完成知识和技能的内化，以达到提高技术技能人才培养质量的目标[6]。

3.1 课前

学生在网络课堂的APP（比如学习通、云课堂等）上接到通知，下载该课的学习任务书，提前了解课程内容，观看微课视频，并在学习平台上完成关于传感器原理的测试，在此过程中可以在平台上提取相关学习资料，与学生、教师展开讨论，多种方式完成课前预习工作。教师通过观察后台数据了解学生学习情况，进行课堂分组。考虑到第一环节是让学生进行智能家居系统方案设计，学生之间要一起讨论问题，一起设计方案，共同提高学习能力，相互促进学习，本次分组采用异质分组方式对学生进行分组，将动手能力、理解能力、探究特质有较大差异的学生分为一组。

3.2 课中任务探讨和实施

3．2．1 任务引入

用一段微视频将学生引入“智能家居”生活环境中，让学生对智能家居有一个比较直观的认识；本堂课的任务是设计一套智能家居系统，并在物联网实验室进行安装。实施任务分成设计和安装两个环节。

3．2．2 方案设计

网络平台，查阅要点：方案设计按照教师分好的小组讨论设计智能家居系统方案。在讨论方案的过程中，学生如果对某个传感器的相关原理和硬件接线等理论知识不太熟悉，可随时查看网络平台中理论知识的内容。

仿真软件，制订方案：学生打开智能家居仿真软件，添加各种虚拟传感器，在软件中观看传感器安装是否到位，并记录正确的坐标。在此过程中，学生可以通过网络教学平台进行交流发言。

网络平台，生生互评：学生将完成好的设计方案上传到网络平台，借助网络学习平台的生生互评功能，从平台获得其他小组的方案，实现学生之间方案互查，小组合作分析设计方案的优缺点，此环节的设计极大地提升了学生分析问题、解决问题的能力。

技术融合，强化重点：通过仿真软件和网络平台的交互使用，学生分组讨论互评得出最佳智能家居的解决方案。

3．2．3 系统安装

考虑到安装环节的特性，系统安装采用同质分组方式对学生进行分组，根据最终方案中的传感器进行分类，每个小组负责各自传感器模块安装。

分组合作，硬件连接：首先，学生完成传感器与Zigbee模块的硬件连线。

仿真软件，确定位置：然后将连接好的传感器模块安装在仿真软件给出的三维坐标位置。

实时监控，突破难点：在安装过程中，教师实时监控每个小组的安装过程，学生出现问题，监控终端实时报警，教师及时给予分析指导，突破了传统教学中，教师难顾全所有学生安装过程的指导难题。

安装完毕，验证效果：验证安装效果，例如学生在门口安装完人体红外传感器后，小组成员从门口走过，移动终端出现提示信息。

3．2．4 总结评价

在完成安装后，各小组进行交流发言，在网络平台上对各个小组安装过程的视频从安全性、准确性等角度进行自评互评；同时教师针对一些共性的问题进行讲解，并让完成的比较优秀的学生进行经验分享，同时提出优化提升的课后强化任务。

3.3 课后任务强化和提升

课后每位同学完成任务书，上传至学习平台，同时可以在网站上下载学习资料，并在论坛上与同学们展开讨论，随时获得教师的点评。教师将后台生成的积分数据与随堂评价信息进行汇总，学生可清晰地了解到自己在学习过程中的所有表现，教师也可清楚知道整个班级在此项目学习中存在的优势及不足，通过交流互动平台给学生提供针对性的帮助。

4 结语

传感器课程作为职业院校一门锻炼学生实践技能的核心课程，传统的课堂教学时间有限，“互联网+”行动指引下的多元混合教学模式在提高课堂效率方面有很大的作用，教学活动做到以学生为主体，课堂不再分课前、课中还是课后，使学生能随时随地学习，并与同学、教师进行互动，在充分调动学生的学习积极性和主观能动性的同时又提升了学生的职业素养。