传感技术是一门理论性很强的专业基础课,理论教学是使学生掌握基础理论的重要教学方法。课堂讨论和学生做主讲等教学方法的使用可以培养学生独立思考的能力。课堂上展示图片等可以激发学生主动学习的积极性。
以黑龙江省高校测控技术与仪器重点实验室为基础,创建了“传感技术实验室”,已得到了国家863项目、国家自然科学基金、省市基金、中央地方共建、省精品课建设的支持,共投资近500万元,建成了常规性实验、开放性实验、创新性实验及课程设计的实训基地近800平方米。作为大学生研学基地,吸收了大批学生参与到各类设计竞赛、开放性实验、创新实验以及科学研究项目中。
已编写了适合动态分层异步教学的教材《传感器原理与应用》,已由清华大学出版社出版。该教材深浅适度,层次分明,从不同的角度出发,包括了传感器工作原理、基本结构、测量电路和大量的工程实例。书中大量采用新的工程实例,从传感器新应用、新技术、新发展进行了多角度的阐述,满足不同层次教学的需要。编写的与教材配套的习题集(附答案),由清华大学出版(正在印刷中)。设计制作的与教材配套的多媒体课件,配有大量图片、影像资料,以动态形式演示传感器工作原理和工程实例,并将工业现场应用以影音、动画形式直接引入课堂,即解决了学生缺少直观的传感器在复杂工业现场应用的概念,又解决了相关传感器的原理和结构问题,使学生延伸视野看到实验室不可能具备的种类繁多传感器和某些昂贵传感器。
教学改革包括教学内容的改革;教学形式的改革;教学方法和手段的改革。
成果解决教学问题的方法
在总结三项校级教学研究课题(1)“《传感技术》动态分层次教学方法研究”;(2)“传感技术课程实践教学改革与学生创新能力培养的研究”;(3)“《传感技术》CAI课件”基础上,研究了分层教学理论和异步教学理论,掌握动态分层异步教学思想,建立科学考评系统,对学生学习综合能力进行评价,实现合理分层。提出了动态分层异步教学方法,构建了课堂教学结构和实践教学体系。
异步课堂教学以“层”为授课班级,每个授课班级分成若干学习小组,每组人数6~10人,由小组成员轮流担任组长。“
布置内容”是异步课堂教学结构的第一步。将教学内容划分成一个个教学单元,在开始一个单元学习之前,教师向学生布置该单元学习内容(不同层学生学习内容有所不同)。明确学习任务之后,教师通过
“指示方法”指导学生采取的学习方法、手段以及学习的思路等。在教师指示方法后,学生进入四步自主学习阶段。
“个体自学”指学生按着教师指示的学习方法、手段,利用学校实体图书馆、网络数字化图书馆查阅资料,了解本单元知识的发展现状以及应用范围;利用指定教材、参考教材以及网络资源学习教师布置的单元学习内容。在此基础上,每个学生完成一份
“自学报告”,然后进入到第三步
“研讨互学”。
“研讨互学”在小组内进行,由组长负责组织。针对教师布置的学习内容,组内学生展开讨论,互相学习,达成共识后,互相批阅自学报告,给出成绩,在此基础上形成一份
“总结报告”。这四步学生自主学习阶段要求学生在课外时间完成。课堂教学直接进入教师指导第三步
“互动与评价”,教师批阅每组总结报告,给出成绩,这个成绩将累计到小组每个成员自学成绩里。教师组织各组展开讨论,通过提问-回答的方式,实现教师与学生、学生与学生的互动交流,对本单元内容给出基本知识点、重点、难点以及易混淆点,对讨论过程中学生的回答与提问给出评定成绩。
“强化总结”是教师为强化学习效果,对本单元内容进行归纳总结。动态分层异步教学结构如图1所示。
图1 动态分层异步教学结构示意图
课堂教学实施方案(以教学单元“电阻式传感器”为例)如图2所示。
图2 课堂教学实施方案示例图
动态分层异步教学方法已用于我校测控技术与仪器专业05级~08级的“传感技术”课程的4轮教学实践中,取得了良好的教学效果。