基于混合式教学的“传感器原理及应用”课程教学改革探索

冯辉 陈磊 邓明

摘 要：“传感器原理及应用”是物联网工程专业的核心课程，该课程具有多学科交叉的知识汇集、牵涉面广、内容松散、器件繁多等特点。为了提高“传感器原理及应用”课程的教学质量，激发学生学习兴趣，培养学生的创新意识与工程实践能力，文章将思维导图、互动平台Kahoot等引入教学环节，构建混合式教学模式，提高了学生学习积极性，教学效果较好。

关键词：传感器;翻转课堂;思维导图;Kahoot;教学改革

1 问题发现

“传感器原理及应用”是物联网工程专业的核心课程，其目的是使学生了解各种传感器及解决工程、生产及科研中遇到的各种具体的检测问题。但是传感器是多学科交叉的知识汇集，它涉及物理、机械、电子、材料、化工、生物、环境、地质、核技术等多方面知识[1]，内容繁杂，信息量大，学生在学习过程中会感到手足无措，主要表现在以下几个方面。

1.1  知识点的问题

笔者使用的教材是目前较主流的传感器教材，在教学过程中笔者发现该教材内容及所配套的课件与目前前沿传感技术相比有明显的滞后性，学生平时所接触的关于传感器的知识与书本内容有较大的出入，这在一定程度上会加深学生的困惑。另外，由于传感器牵涉学科众多，这些跨学科的知识点比较繁杂，对计算机专业学生来说是一个不小的挑战，同时对授课老师的跨学科知识储备要求较高。

1.2  教学方法的问题

传统的教学手段主要包含两个过程，即知识的传授和知识的消化。知识的传授是在课堂中完成的，知识的消化需要学生在课后通过作业、课程设计、实验报告等来完成[2]。但是整本书概念烦琐，知识点纵横交错，内容味同嚼蜡，学生会感觉抓不到重点，学习兴趣直线下降，学习效果可想而知。

如何紧跟传感器发展前沿，并将错综复杂的知识点以清晰明了的方式展现出来，让学生抓住重要知识点，提高学生学习兴趣及创新实践能力是应用型创新人才的培养要求，也是教学过程中探索的重点[2]。本文研究如何将思维导图、互动平台Kahoot引入“传感器原理及应用”教学环节，构建混合式教学模式，以适应新时代教学改革要求。

2 教学内容的改革

淮南师范学院计算机学院物联网工程系成立于2014年，并于当年开始招收物联网工程专业本科生。成立当初，缺乏相应的实验设备，“传感器原理及应用”这门课程仅仅讲授理论，无与之配套的实践项目，学生学习积极性不强，教学效果不尽人意。在随后的几年，学院陆续建立了无线传感实验室、传感器应用综合实验室，并开展“传感器原理及应用”课程设计，为培养应用型人才、提高学生的工程实践能力提供了一个较好的平台。

3 教学方法的改革

教育技术的发展为“传感器原理及应用”教学手段的改革提供了可能，网络技术的发展也为其助力，将两者结合起来，教学手段改革将进入快车道。

3.1  思维导图

思维导图又叫心智导图，是模拟大脑神经网络的树状结构，是表达发散性思维的有效工具[3]。比如在讲解传感器的基本特性时，要让学生明白传感器的基本特性可分为静态特性和动态特性，其中静态特性包括线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性、漂移等。如果按照传统方法记忆，很容易造成混淆，且难度较大，会让学生感到索然无味，降低甚至丧失学习兴趣。现在我们将思维导图引入，利用思维导图图文并茂的特点，缩减了文字数量，找出重要知识点，使知识点脉络清晰，重难点简洁明了，便于记忆。

3.2  互动平台Kahoot

Kahoot是一款国外教学互动平台，具有互动、自由、简单等特点。使用方法是老师先注册Kahoot账号，登录之后可以点击右上角“NewK！”按钮创建一个新的问答。我们可以根据自己的实际课堂需要进行选择。当你创建完问答时，点击“Host Live”，就可以选择个人比拼或者小组比拼，然后老师会得到一个PIN码，把PIN分享给学生让学生进入房间[4]。加入的学生，名字会出现在老师的屏幕上。老师点击“Start”，就可以开始做抢答游戏了。

4 教学效果分析

本文选取了淮南师范学院2018级物联网工程专业的        79名本科生作为研究对象，将混合式教学模式贯穿于“传感器原理及应用”课程教学活动中，学期结束后，通过调查问卷、访谈等形式，对学生的学习满意度、教学评价及该门课程成绩进行了分析，以评测该教学模式的教学效果。

4.1  问卷调查分析

将调查问卷发布给79名本科生，最后回收76份有效文件，有效率为96%。结果显示：86%的学生认为混合教学模式很大程度上激发了他们学习“传感器原理及应用”这门课程的兴趣，同时也增强了学习信心;10%的学生认为该模式较多依赖信息技术手段，各种软件、平台的使用占了他们的业余时间;还有4%的同学认为该混合模式与传统的教学模式相差无几。

调查问卷采用5分制，针对混合教学模式的接受程度，平均分超过了4.7。所以，基于思维导图、互动平台Kahoot的混合教学模式相比较传统课堂的教学模式，在教学效果上有了明显的优势。

4.2  成绩分析

我们对比了采用混合式教学的2018级物联网工程专业本科生和采用传统教学方式的2018级通信工程本科生的成绩（见图1）。经过统计、对比之后发现，采用了混合教学模式后，学生各分数段的平均成绩都有明显提高，这表明混合教学模式相比较传统教学方式有一定的优势，教学效果较好。

5 结语

“传感器原理及应用”是物联网专业的核心课程，也是一门对工程实践能力要求较高的课程，具有知识点繁杂，学科跨度大的特点。学习及掌握传感器的原理，提高解决工程、生产及科研中遇到的各种具体问题的能力，是新工科背景下人才培养的要求，也是淮南师范学院作为应用型本科院校培养人才的宗旨。但传统的教学方式已经不能适应人才培养的需求，课程教学改革迫在眉睫。本文将思维导图、互动平台Kahoot引入教学环节，构建混合式教学模式，活跃了课堂气氛，提高了学生学习积极性，教学效果较好。

[参考文献]

[1]吴建平.传感器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2]祝开艳，吴晓雪，梁策，等.基于混合式教学的“传感器原理與应用”课程教学研究[J].教育教学论坛，2020（24）：267-268.

[3]杨冬香，崔敏.利用思维导图构建知识网络化的应用研究—以数控技术课程为例[J].教育现代化，2017（50）：142-143.

[4]广州易汉语对外汉语.教学工具|玩转Kahoot！让学生成为课堂的“头号玩家”！[EB/OL].（2020-05-24）[2021-07-10].https：//www.baijiahao.baidu.com/s？id=1661867110104096529&wfr=spider&for=pc.2020.

（编辑 傅金睿）