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摘 要 针对传感器课程特点及传统教学模式中存在的问题，结合翻转课堂教学优势，提出基于翻转课堂的传感器课程教学模式。通过课前准备、课堂知识内化和课后知识深化三个部分，阐述教学模式的实施过程，并总结出实施过程中存在的问题，以利于进一步增强翻转课堂的效果。
关键词 傳感器；检测技术；翻转课堂；教学模式
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）04-0123-03
Abstracts In this paper， the flipped classroom teaching mode can be
introduced in the Sensor courses to overcome some problems. The teaching mode is built by three parts： preparation before class， class-
room knowledge and after-school deepening knowledge. Some pro-blems in the implementation process are summarized as to further improve the effect of the flipped classroom teaching mode.
Key words transducer； detection technology； flipped classroom； tea-
ching model
1 概述
翻转课堂是近年来新兴的一种教学模式。所谓翻转课堂，就是在数字化、信息化的教学平台中，教师提供录制或现有的优质微视频、课程相关的文献资料为主要形式的学习资源，学生在上课之前对其进行学习和测试，在课堂上教师帮助学生完成知识的内化、答疑解惑，师生一起完成协作探究和交流学习心得等活动的一种新型教学模式[1]。
高等学校人才培养的目标除了要学生掌握扎实的理论知识外，更重要的是培养学生的科学思维能力和创新能力。传统的教学模式以教师为中心，学生被动地接受众多专业知识，大多数学生只是充当知识的搬运工，他们的科学思维能力和创新能力并没有被激发出来。翻转课堂颠覆了传统的教学流程，可以做到以学生为中心，让学生主动去学习和思考。本文对翻转课堂在传感器课程（南通大学电气工程学院本课程为传感器与检测技术）教学模式改革中的应用进行探索和实践，以促进学生自主学习，增强教学效果，进而更好地培养出创新科技人才。
2 传感器课程教学现状
传感器与检测技术课程属于综合性课程，涉及物理、化学、电工电子、微机原理以及高数等，其课程特点集中体现为知识的密集性、内容的离散性、品种的庞杂性、功能的智能性、工艺的复杂性和应用的广泛性。这些特点使得该课程成为“教师难教、学生难学”的技术基础课程之一。它又是一门包含多种传感器和检测方法的工业应用性课程，如涡流检测、电磁检测、微波检测、微机检测等，涉及的前续课程较多，相关的理论较为复杂并有一定深度。传感器与检测技术在教学过程中存在以下3个主要问题。
1）学生在课程学习过程中缺乏学习主动性。传统的教学模式以填鸭式教学为主，学生只是被动接受知识而不能很好地消化知识。传感器与检测技术课程内容多且难，学生缺乏兴趣而变得被动，对理论知识不能深入理解，无法更好地应用到实践中。
2）不易实现分层教学和因材施教。传统的教学模式进度单一，对待不同的学生“一刀切”，无法照顾到不同层次的学生，不同层次的学生无法按照自己的学习能力和消化水平制订符合自己的学习计划。
3）课程的教学内容和教学方法需要改革。传感器与检测技术课程传统教学方法不够灵活，无法顾及教学内容广度与深度的结合和新知识的融入，很难培养学生的工程意识和创新能力。
根据该课程课堂教学与实践教学方面的不同需求，如果将翻转课堂这一创新模式的优势融入教学过程中，将会大幅提高教师的教学质量和学生的学习质量，也更符合现代高校人才培养的要求。
3 基于翻转课堂的教学模式设计
美国富兰克林学院的Robert Talbert教授经过多年的翻转课堂实践研究，提出翻转课堂的结构模型[2]，如图1所示。该模型将课程学习分为两部分：课前和课中。课前主要是有针对性地观看视频和练习，课堂上教师通过测试了解学生的疑问并解决问题，促进知识的内化。
传感器与检测技术课程是一门综合性较强的专业基础课程，涉及多学科知识，既有深度又有广度，要求学生既要有扎实的理论，又要有很强的实践能力。根据本课程的特点及学生的学习现状，课题组基于Robert Talbert教授的翻转课堂模型，构建了更加完善的教学模型。如图2所示，在本课程的学习过程中，教学活动分为三部分：课前准备、课堂知识内化和课后知识深化。
课前准备
1）教学资源传送。教学资源是基于翻转课堂教学模式的基础和前提。为保证学生自主学习的有效开展，就要求任课教师在课前指定教学任务，将各类教学资源传送给学生，让学生在明确的学习目标下进行自主学习。传感器与检测技术课程是高校工科电气信息类专业的重要专业必修课，现有教学资源比较丰富，南通大学精品课程网站提供了各类学习资料。教师根据知识点的不同，既可使用各类已有的优质视频、课件等资源，也可根据专业培养目标以及课程特点，为学生量身定制视频和课件，对教学内容进行针对性讲解；还可根据学生的基础不同来录制不同的视频，更好地进行因材施教和分层教学。
2）学生自主学习。教师所布置的教学任务根据知识点的不同可分为3种形式：①学生对教师所传送的教学资源进行学习后，完成课前练习，检查对知识点的掌握情况，并记录各自问题；②对于一些重点内容，可按不同的知识点由不同学生自行制作课件，并要求其在课上进行讲解；③对教学内容提出思考题，引导学生进行拓展思维和深度思考，以加深对教学内容的理解。 在课前准备阶段，教师和学生之间还可通过各种聊天平台或QQ群进行实时的交流讨论，教师可以了解学生的疑问所在，学生也可通过与教师的沟通加深对知识的理解。
课堂知识内化 翻转课堂的特点之一就是在最大化地开展课前预习的基础上，不断延长课堂学习时间，提高学习效率，关键就在于如何通过课堂活动设计完成知识内化的最大化[3]。基于翻转课堂的课堂活动可分为5个部分。
1）由学生对某些知识点进行讲解。通过对南通大学电气工程学院电131-2班进行试点教学，学生自己制作课件并讲解的效果远好于传统教学模式中教师独霸课堂的被动教学模式。
2）对于课前准备阶段学生所记录的问题以及在学生讲解过程中产生的新问题，教师可以根据问题的性质选取部分问题进行分组讨论。学生只有在积极思考后才能提出问题，通过讨论对问题进行分析和求解后，就可以深刻地掌握知识点。
3）通过分组讨论和课堂讨论仍未能解决的问题，教师应进行讲解。
4）在解决相应问题后，应对学生进行简单测试，对学习效果进行即时评价。
5）对测试結果进行分析并结合学生之前所提问题，教师应对教学内容进行总结，为学生梳理教学内容。
课后知识深化 学生课前自主学习教师指定的教学内容，课堂上通过开展各种教学活动进行知识内化，最终目的是进行更深层次的学习。根据传感器与检测技术课程大纲要求，学生不仅要掌握各种传感器与检测技术，更重要的是能灵活地使用这些技术并应用到实际中。在每阶段教学内容结束后，要求学生完成相应的课内课程设计并进行答辩。在课后完成课程设计的过程中，教师与学生之间同样可以通过各种平台进行交流沟通。课程设计在对知识进行拓展的基础上，可促进学生积极思考，培养学生的创新和实践能力。
4 基于翻转课堂教学模式实施中存在的问题
将基于翻转课堂的教学模式应用于教学实践中，固然可以带动学生的学习积极性，有利于培养学生的创新思维能力，但在具体实施过程中也存在诸多问题。
1）学生能否积极配合做好课前准备？翻转课堂教学理念的核心是以学生为中心，课前理论知识的预习效果大部分取决于学生自我控制内驱力[4-5]。而此次翻转课堂试点班级的多数学生并没有课前预习的习惯，自控能力不足，教师提前传送的各类教学资源没有充分学习，导致课堂讨论效果没有达到预期。要让依赖教师进行被动学习已成习惯的学生变得独立起来，尚需一定的过程。
2）教师是否有足够的能力应对翻转课堂的挑战？课前准备工作中，教师要准备大量视频和课件资源，不仅工作量大幅增加，视频和课件的制作对教师的能力要求也提高。课堂和课后的教学活动中，教师也必须有充分的知识储备和实践经验，才能顺利应对翻转课堂中出现的各种问题。
3）如何更客观地评价学生的学习效果？基于翻转课堂的教学模式将学习过程延伸到课下，贯穿于课程学习的始末，仅凭期中、期末等考核无法充分反映学生的学习效果，应更注重过程性考核，将课堂讨论和课内课程设计都计入过程性考核范畴。要想更好地对传感器课程进行教学模式改革，教学评价方式也应进行相应的改革。
5 小结
将翻转课堂模式应用于传感器与检测技术课程，可以打破传统的一对多教学，通过课前准备、课堂互动实现更高效的教学。这种新教学模式对教师和学生提出新要求，在后续工作中应采取有效措施来提高学生的课前准备效率和教师的专业技能，更好地促进基于翻转课堂教学模式的有效开展！
参考文献
[1]焦仁宝，王桂莲.基于翻转课堂创新型人才培养模式的研究[J].中国电力教育，2014（36）：68-69.
[2]Inverting the Linear Algebra Classroom[DB/OL].[2013-06-
01].http：//prezi.com/dz0rbkpy6tam/inverting-the-linear-algebra-
classroom.
[3]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.
[4]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013（1）：58-64.
[5]徐永贵，刘成新.翻转课堂教学实践探索研究[J].曲阜师范大学学报：自然科学版，2015（1）：85-90.
关键词 傳感器；检测技术；翻转课堂；教学模式
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）04-0123-03
Abstracts In this paper， the flipped classroom teaching mode can be
introduced in the Sensor courses to overcome some problems. The teaching mode is built by three parts： preparation before class， class-
room knowledge and after-school deepening knowledge. Some pro-blems in the implementation process are summarized as to further improve the effect of the flipped classroom teaching mode.
Key words transducer； detection technology； flipped classroom； tea-
ching model
1 概述
翻转课堂是近年来新兴的一种教学模式。所谓翻转课堂，就是在数字化、信息化的教学平台中，教师提供录制或现有的优质微视频、课程相关的文献资料为主要形式的学习资源，学生在上课之前对其进行学习和测试，在课堂上教师帮助学生完成知识的内化、答疑解惑，师生一起完成协作探究和交流学习心得等活动的一种新型教学模式[1]。
高等学校人才培养的目标除了要学生掌握扎实的理论知识外，更重要的是培养学生的科学思维能力和创新能力。传统的教学模式以教师为中心，学生被动地接受众多专业知识，大多数学生只是充当知识的搬运工，他们的科学思维能力和创新能力并没有被激发出来。翻转课堂颠覆了传统的教学流程，可以做到以学生为中心，让学生主动去学习和思考。本文对翻转课堂在传感器课程（南通大学电气工程学院本课程为传感器与检测技术）教学模式改革中的应用进行探索和实践，以促进学生自主学习，增强教学效果，进而更好地培养出创新科技人才。
2 传感器课程教学现状
传感器与检测技术课程属于综合性课程，涉及物理、化学、电工电子、微机原理以及高数等，其课程特点集中体现为知识的密集性、内容的离散性、品种的庞杂性、功能的智能性、工艺的复杂性和应用的广泛性。这些特点使得该课程成为“教师难教、学生难学”的技术基础课程之一。它又是一门包含多种传感器和检测方法的工业应用性课程，如涡流检测、电磁检测、微波检测、微机检测等，涉及的前续课程较多，相关的理论较为复杂并有一定深度。传感器与检测技术在教学过程中存在以下3个主要问题。
1）学生在课程学习过程中缺乏学习主动性。传统的教学模式以填鸭式教学为主，学生只是被动接受知识而不能很好地消化知识。传感器与检测技术课程内容多且难，学生缺乏兴趣而变得被动，对理论知识不能深入理解，无法更好地应用到实践中。
2）不易实现分层教学和因材施教。传统的教学模式进度单一，对待不同的学生“一刀切”，无法照顾到不同层次的学生，不同层次的学生无法按照自己的学习能力和消化水平制订符合自己的学习计划。
3）课程的教学内容和教学方法需要改革。传感器与检测技术课程传统教学方法不够灵活，无法顾及教学内容广度与深度的结合和新知识的融入，很难培养学生的工程意识和创新能力。
根据该课程课堂教学与实践教学方面的不同需求，如果将翻转课堂这一创新模式的优势融入教学过程中，将会大幅提高教师的教学质量和学生的学习质量，也更符合现代高校人才培养的要求。
3 基于翻转课堂的教学模式设计
美国富兰克林学院的Robert Talbert教授经过多年的翻转课堂实践研究，提出翻转课堂的结构模型[2]，如图1所示。该模型将课程学习分为两部分：课前和课中。课前主要是有针对性地观看视频和练习，课堂上教师通过测试了解学生的疑问并解决问题，促进知识的内化。
传感器与检测技术课程是一门综合性较强的专业基础课程，涉及多学科知识，既有深度又有广度，要求学生既要有扎实的理论，又要有很强的实践能力。根据本课程的特点及学生的学习现状，课题组基于Robert Talbert教授的翻转课堂模型，构建了更加完善的教学模型。如图2所示，在本课程的学习过程中，教学活动分为三部分：课前准备、课堂知识内化和课后知识深化。
课前准备
1）教学资源传送。教学资源是基于翻转课堂教学模式的基础和前提。为保证学生自主学习的有效开展，就要求任课教师在课前指定教学任务，将各类教学资源传送给学生，让学生在明确的学习目标下进行自主学习。传感器与检测技术课程是高校工科电气信息类专业的重要专业必修课，现有教学资源比较丰富，南通大学精品课程网站提供了各类学习资料。教师根据知识点的不同，既可使用各类已有的优质视频、课件等资源，也可根据专业培养目标以及课程特点，为学生量身定制视频和课件，对教学内容进行针对性讲解；还可根据学生的基础不同来录制不同的视频，更好地进行因材施教和分层教学。
2）学生自主学习。教师所布置的教学任务根据知识点的不同可分为3种形式：①学生对教师所传送的教学资源进行学习后，完成课前练习，检查对知识点的掌握情况，并记录各自问题；②对于一些重点内容，可按不同的知识点由不同学生自行制作课件，并要求其在课上进行讲解；③对教学内容提出思考题，引导学生进行拓展思维和深度思考，以加深对教学内容的理解。 在课前准备阶段，教师和学生之间还可通过各种聊天平台或QQ群进行实时的交流讨论，教师可以了解学生的疑问所在，学生也可通过与教师的沟通加深对知识的理解。
课堂知识内化 翻转课堂的特点之一就是在最大化地开展课前预习的基础上，不断延长课堂学习时间，提高学习效率，关键就在于如何通过课堂活动设计完成知识内化的最大化[3]。基于翻转课堂的课堂活动可分为5个部分。
1）由学生对某些知识点进行讲解。通过对南通大学电气工程学院电131-2班进行试点教学，学生自己制作课件并讲解的效果远好于传统教学模式中教师独霸课堂的被动教学模式。
2）对于课前准备阶段学生所记录的问题以及在学生讲解过程中产生的新问题，教师可以根据问题的性质选取部分问题进行分组讨论。学生只有在积极思考后才能提出问题，通过讨论对问题进行分析和求解后，就可以深刻地掌握知识点。
3）通过分组讨论和课堂讨论仍未能解决的问题，教师应进行讲解。
4）在解决相应问题后，应对学生进行简单测试，对学习效果进行即时评价。
5）对测试結果进行分析并结合学生之前所提问题，教师应对教学内容进行总结，为学生梳理教学内容。
课后知识深化 学生课前自主学习教师指定的教学内容，课堂上通过开展各种教学活动进行知识内化，最终目的是进行更深层次的学习。根据传感器与检测技术课程大纲要求，学生不仅要掌握各种传感器与检测技术，更重要的是能灵活地使用这些技术并应用到实际中。在每阶段教学内容结束后，要求学生完成相应的课内课程设计并进行答辩。在课后完成课程设计的过程中，教师与学生之间同样可以通过各种平台进行交流沟通。课程设计在对知识进行拓展的基础上，可促进学生积极思考，培养学生的创新和实践能力。
4 基于翻转课堂教学模式实施中存在的问题
将基于翻转课堂的教学模式应用于教学实践中，固然可以带动学生的学习积极性，有利于培养学生的创新思维能力，但在具体实施过程中也存在诸多问题。
1）学生能否积极配合做好课前准备？翻转课堂教学理念的核心是以学生为中心，课前理论知识的预习效果大部分取决于学生自我控制内驱力[4-5]。而此次翻转课堂试点班级的多数学生并没有课前预习的习惯，自控能力不足，教师提前传送的各类教学资源没有充分学习，导致课堂讨论效果没有达到预期。要让依赖教师进行被动学习已成习惯的学生变得独立起来，尚需一定的过程。
2）教师是否有足够的能力应对翻转课堂的挑战？课前准备工作中，教师要准备大量视频和课件资源，不仅工作量大幅增加，视频和课件的制作对教师的能力要求也提高。课堂和课后的教学活动中，教师也必须有充分的知识储备和实践经验，才能顺利应对翻转课堂中出现的各种问题。
3）如何更客观地评价学生的学习效果？基于翻转课堂的教学模式将学习过程延伸到课下，贯穿于课程学习的始末，仅凭期中、期末等考核无法充分反映学生的学习效果，应更注重过程性考核，将课堂讨论和课内课程设计都计入过程性考核范畴。要想更好地对传感器课程进行教学模式改革，教学评价方式也应进行相应的改革。
5 小结
将翻转课堂模式应用于传感器与检测技术课程，可以打破传统的一对多教学，通过课前准备、课堂互动实现更高效的教学。这种新教学模式对教师和学生提出新要求，在后续工作中应采取有效措施来提高学生的课前准备效率和教师的专业技能，更好地促进基于翻转课堂教学模式的有效开展！
参考文献
[1]焦仁宝，王桂莲.基于翻转课堂创新型人才培养模式的研究[J].中国电力教育，2014（36）：68-69.
[2]Inverting the Linear Algebra Classroom[DB/OL].[2013-06-
01].http：//prezi.com/dz0rbkpy6tam/inverting-the-linear-algebra-
classroom.
[3]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.
[4]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013（1）：58-64.
[5]徐永贵，刘成新.翻转课堂教学实践探索研究[J].曲阜师范大学学报：自然科学版，2015（1）：85-90.