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摘 要：传感与检测技术课程是湖南大学电气与信息工程学院电气、自动化、电子和测控等四个本科专业的学类核心课，包含课堂教学、实验教学、小班讨论三个教学环节。传统教学存在：1. 原理复杂，知识点与应用结合不紧密;2. 传统集中式实验效率低;3. 课堂、实验和讨论环节没能有效打通;4. 没有吸纳校外优秀资源等问题。2020年春季学期，受新型冠状病毒肺炎疫情影响，学生无法返校，传统的课堂教学、实验教学和小班讨论遇到困难。传感课程组的教师通过合理使用网络资源和搭配网络教学工具，基于BOPPPS和对分课堂理念，实现了线上直播、翻转课堂、线上讨论、线上考试等教学环节的有序进行。所有的实验视频全部上网，并通过A+D Lab和雷实验完成了对实验教学的改革和探索。并为每个知识点建立了课程思政案例、目标及教学方法。这些措施保证了教学、实验、讨论等环节能够按照教学进度顺利开展，保证了疫情期间的教学效果和立德树人成效。
关键词：线上教学;雨课堂;雷实验;直播教学;SPOC;课程思政
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）20-0106-04
Abstract： Sensing and testing technology is the core course of four undergraduate majors in electrical， automation， electronics and measurement and control with College of Electrical and Information Engineering， Hunan University， which includes classroom teaching， experimental teaching and small class discussion. There are some problems in traditional teaching： 1. the principle is complex and the understanding is not deep; 2. the efficiency of centralized experiment is low; 3. the classroom， experiment and discussion are not connected effectively; 4. excellent resources are not absorbed. In the spring semester of 2020， affected by COVID-19， conventional classroom teaching， experiment and discussion are not available. The teachers have adopted the online resource and teaching tool， LEI experiment and carried out live teaching， flipped classroom， online discussion， online examination. All the traditional experimental videos are online. Through A+D Lab and LEI experiment， the reform and exploration of experimental teaching are completed. For each knowledge point， the ideological and political cases and objectives are established. These methods ensure that teaching， experiment and discussion can be carried out orderly and improve the teaching effect during the epidemic.
Keywords： online teaching; Rain classroom; LEI experiment; live broadcast teaching; SPOC; ideological and political education in all courses
傳感与检测技术课程（以下简称为传感）是湖南大学电气与信息工程学院面向电气、自动化、电子和测控等本科专业的学类核心课，在课程体系中地位非常重要。该课程包括课堂教学48学时，小班讨论8学时，实验课时8学时，总计3学分。经过三年建设，任课教师总结出了基于课时的教学方法[1]和课程思政教学原则及方法[2]，该课程已经建设成为湖南大学课程思政示范课。但是，教师也发现传统教学存在以下问题：（1）理论与实践结合不紧密;（2）传统集中式实验效率低;（3）讨论、课堂和实验没能形成良性循环;（4）没有引进外部优秀资源;再加上突如其来的疫情更是严重影响线下教学。带着这些问题，我们做了以下革新：在课堂教学环节，主要采用线上线下混合式和基于虚拟现实的教学方法，并特别注重实践能力的培养;在实验环节，所有的实验视频全部上网，并改进A+D Lab和雷实验[3]平台进行远程操作实验;在讨论环节，突出多场景和多角色等应用特征。此外，在信息化改革的基础上，采用BOPPPS[4-5]理念和对分课堂[6]把所有信息化模块糅碎并重新组合，形成一种新的可以良性循环的教学理念;为每个知识点建立了课程思政案例和目标，把课程思政元素融入信息化教学各个环节，达成了理论传授、扎根实践和铸魂育人等目标。 一、教学理念和设计
近年来，BOPPPS和对分课堂[6]两种教学模式在高校教师中非常流行。本文将两种模式组合使用，把理论教学、实验和讨论三个环节有效结合起来。如图1所示，在基于BOPPPS的教学过程中，插入指导、实验、讨论等环节在后测和总结之间。然后梳理教学、实验和讨论环节中的问题，引出下一个知识点或者作为下一个知识点教学的导入，由此把不同章节的知识点教学串接起来。在参与式学习环节中，把教与学活动分为精讲留白、学生独学、小组讨论、拓展答疑等四个步骤，使得学习效果得到提升。在实验环节中，采用A+D Lab和雷实验使得学生可以在家做实验，并对实验进行不断迭代更新。在讨论环节中，引入往届学长、企业导师、校外名师，使得讨论的深度不断加深，讨论范围不断拓宽，有助于实践能力的提升。
二、信息化课堂教学、实验和讨论
（一）线上线下混合式教学
第一，采用腾讯课堂和雨課堂实现了直播教学，资源包括30余个多媒体课件和40余个教学视频;按照课表，采用腾讯课堂或雨课堂进行线上直播教学。二者可以把教师的直播过程录播形成视频，有利于同学们离线自学和复习。雨课堂将复杂的信息技术手段融入到PowerPoint和微信，在课外预习与课堂教学间建立沟通桥梁，让课堂互动永不下线[7]。
第二，使用专业的导播软件vMix和腾讯会议组合的方式，实现了基于虚拟现实的教学。在虚拟教室里，视频和PPT等资源可以多视图切换，教师、同学和指导教师可以面对面的进行互动，增强学习代入感，提高学习专注力;基于虚拟现实，实现了理论、实验和讨论的场景化、情景化教学，最大程度地减少了疫情对线下教学的冲击。
第三，在中国大学MOOC网站上建立了异步SPOC（Small Private Online Course）[8]和慕课堂，实现了线上课程与线下课堂的数据融合贯通，资源包括引进的80余知识点课件和视频，还有团队自制的30余个课件和30余个实验视频。课程组教师以武汉大学吴琼水教师的国家精品课程传感器技术为基础，建立每个教学班级的专属SPOC。在该SPOC上按照教学进程同时发布武汉大学吴琼水教师课件和本校教师制作的PPT，以便同学们进行离线自学。在每章教学完成后，发布每章测试题目，进行离线测试。慕课堂是基于中国大学MOOC上的SPOC建立的虚拟课堂，将线上课程与线下课堂的数据融合贯通。传感课程教师也为教学班级建立了慕课堂，具有签到、点名、练习、问卷、公告等功能，还可以在后台一览学生线上线下学习表现的全景数据，随时掌握学生的学习情况，实现精准教学。
（二）在理论教学中注重培养学生的实践能力
第一，通过实时测试、每章测试、期中期末考试、公式推导等提升学生解决问题的能力。第二，通过100余个演示动画，展示传感器和检测系统的工作原理;第三，通过30余个交互式动画，学生可以调节传感器或环境参数，深入理解它的工作原理和应用特点;除了100余个演示动画之外，任课教师大量采用胡向东教授编写的《传感器与检测技术》（“十二五”普通高等教育国家级规划教材、国家精品课程教材）中的动画。这些动画设计美观，非常有利于同学们学习传感器的工作原理。第四，任课教师携带短波红外、超声、热成像、涡流等检测系统走进课堂，让同学们体现神奇的检测效果;第五，采用phyphox等手机APP在课堂上进行加速度、陀螺仪、温度、亮度等传感器的实验。
（三）实验环节
第一，教学团队精心录制了30余个实验的操作和讲解视频，使学生可以在家里学习实验操作过程;第二，采用便携式A+D Lab和雷实验平台，使得学生可以在宿舍做实验;第三，在新冠肺炎疫情影响下，改进了雷实验平台，使学生可以在家里远程操作实验，具体流程：教师通过雷实验软件布置实验要求，学生通过雨课堂远程接收，观看教师操作A+D Lab的视频，并通过teamviewer等软件远程修改实验参数，得到实验结论，撰写实验报告。
（四）讨论环节
设置了智能电网、自动驾驶、风电巡检、水上目标识别等多个场景式主题，并邀请实验教师、往届学长和企业导师等参与讨论，提升学生的实践能力。通过腾讯会议实现小班讨论。采取对抗性讨论，来源于“对抗性神经网络”和军队红蓝对抗演习。每班学生分为8组，按照竞技比赛的对阵方式，第1组作为专题发言之后，由第8组进行反驳提问。两组学生在提出问题、回答问题、再提出问题、再回答问题之间形成一个循环巩固，使得讨论气氛活跃、深度逐渐加大。
（五）其他教学工具
此外，还有课程中心网站、QQ群、学习通平台等信息化工具等作为辅助教学手段。1. 以本校课程中心和QQ群作为根据地。在本校课程中心完善教学资料，包括教学大纲、教学进程表、历年试卷、知识点、课件、习题解答等。在开课前建立课程QQ群，成员包含任课教师、助教、所有学生、学校学院教务口的管理人员以及督导和听课教师。上课前一天，教师在群里发布公告，告诉学生们将采用哪些教学工具进行教学，或者需要准备哪些东西。比如，有些课时需要计算和推导公式，就提前通知让学生准备好纸和笔。2. 通过学习通平台使用更多学习资源。超星学习通是面向智能手机、平板电脑等移动终端的移动学习专业平台。教师和学生不仅可以在超星学习通上进行线上学习，还可以自助完成图书馆藏书借阅查询、电子资源搜索下载、图书馆资讯浏览、查看本校通讯录，同时拥有电子图书、报纸文章以及中外文献元数据，为同学们提供方便快捷的移动学习服务。
三、课程思政
在教育部“课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，围绕政治认同、家国情怀、文化素养、宪法法治意识、道德修养等重点优化课程思政内容供给”的指导下，把课程思政要素融入到该课程所有章节知识点，并形成该课程的思政体系。实现知识技能目标和思政目标一体化的课程目标——立德树人[2]。针对所有的知识点设计的思政案例和相应目标如表1所示。 四、结束语
2020年春季学期，传感课程组的教师完成以下工作。第一，采用动画、实验和APP进课堂等方式让理论和实践结合的更加紧密;第二，采用视频，远程操作雷实验等方式开展线上实验教学;第三，采用BOPPPS和对分理念使得讨论、课堂和实验形成良性循环;第四，采用SPOC，vMix虚拟现实等方式实现了混合式教学，最大程度减小了疫情对教学的冲击;第五，为每個知识点建立了思政案例和基于案例的教学方法。这些措施保证了教学、实验、讨论等环节能够按照教学进度顺利开展，保证了疫情期间的教学效果和立德树人成效。这些方法可进一步推广到其他高校的传感类课程。未来，任课教师还将开发传感与检测技术的虚拟仿真实验平台，建设信息化教材，使得信息化教学更加全面系统。
参考文献：
[1]何赟泽，王洪金，张宏.传感与检测技术基于课时的教学方法与过程[J].高教学刊，2020（19）：105-107.
[2]何赟泽，王洪金，张宏.理工类专业课程思政的教学原则、方法和案例研究[J].教育现代化，2020（76）：95-98.
[3]吴亚琼，韩雪岩，曹晰，等.基于“雨课堂+雷实验”的实验教学改革模式研究——以“电子技术实验课程”为例[J].现代教育技术，2019，29（6）：109-114.
[4]Lou S J， Dzan W Y， Lee C Y， et al. Learning Effectiveness of Applying TRIZ-Integrated BOPPPS[J]. International Journal of Engineering Education， 2014，30（5）：1303-1312.
[5]Chung C C， Dzan W Y， Shih R C， et al. Study on BOPPPS Application for Creativity Learning Effectiveness[J]. International Journal of Engineering Education， 2015，31（2）：648-660.
[6]张学新.对分课堂：中国教育的新智慧[M].北京：科学出版社，2017.
[7]于歆杰. 善用雨课堂工具成就一线老师的理想课堂[C]//全国工程专业学位研究生教育指导委员会.全国工程专业学位研究生教育指导委员会，2017：1-18.
[8]王娜，张敬源.基于“SPOC+小课堂”的大学英语翻转课堂教学模式设计研究[J].中国大学教学，2016（9）：57-63.
关键词：线上教学;雨课堂;雷实验;直播教学;SPOC;课程思政
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）20-0106-04
Abstract： Sensing and testing technology is the core course of four undergraduate majors in electrical， automation， electronics and measurement and control with College of Electrical and Information Engineering， Hunan University， which includes classroom teaching， experimental teaching and small class discussion. There are some problems in traditional teaching： 1. the principle is complex and the understanding is not deep; 2. the efficiency of centralized experiment is low; 3. the classroom， experiment and discussion are not connected effectively; 4. excellent resources are not absorbed. In the spring semester of 2020， affected by COVID-19， conventional classroom teaching， experiment and discussion are not available. The teachers have adopted the online resource and teaching tool， LEI experiment and carried out live teaching， flipped classroom， online discussion， online examination. All the traditional experimental videos are online. Through A+D Lab and LEI experiment， the reform and exploration of experimental teaching are completed. For each knowledge point， the ideological and political cases and objectives are established. These methods ensure that teaching， experiment and discussion can be carried out orderly and improve the teaching effect during the epidemic.
Keywords： online teaching; Rain classroom; LEI experiment; live broadcast teaching; SPOC; ideological and political education in all courses
傳感与检测技术课程（以下简称为传感）是湖南大学电气与信息工程学院面向电气、自动化、电子和测控等本科专业的学类核心课，在课程体系中地位非常重要。该课程包括课堂教学48学时，小班讨论8学时，实验课时8学时，总计3学分。经过三年建设，任课教师总结出了基于课时的教学方法[1]和课程思政教学原则及方法[2]，该课程已经建设成为湖南大学课程思政示范课。但是，教师也发现传统教学存在以下问题：（1）理论与实践结合不紧密;（2）传统集中式实验效率低;（3）讨论、课堂和实验没能形成良性循环;（4）没有引进外部优秀资源;再加上突如其来的疫情更是严重影响线下教学。带着这些问题，我们做了以下革新：在课堂教学环节，主要采用线上线下混合式和基于虚拟现实的教学方法，并特别注重实践能力的培养;在实验环节，所有的实验视频全部上网，并改进A+D Lab和雷实验[3]平台进行远程操作实验;在讨论环节，突出多场景和多角色等应用特征。此外，在信息化改革的基础上，采用BOPPPS[4-5]理念和对分课堂[6]把所有信息化模块糅碎并重新组合，形成一种新的可以良性循环的教学理念;为每个知识点建立了课程思政案例和目标，把课程思政元素融入信息化教学各个环节，达成了理论传授、扎根实践和铸魂育人等目标。 一、教学理念和设计
近年来，BOPPPS和对分课堂[6]两种教学模式在高校教师中非常流行。本文将两种模式组合使用，把理论教学、实验和讨论三个环节有效结合起来。如图1所示，在基于BOPPPS的教学过程中，插入指导、实验、讨论等环节在后测和总结之间。然后梳理教学、实验和讨论环节中的问题，引出下一个知识点或者作为下一个知识点教学的导入，由此把不同章节的知识点教学串接起来。在参与式学习环节中，把教与学活动分为精讲留白、学生独学、小组讨论、拓展答疑等四个步骤，使得学习效果得到提升。在实验环节中，采用A+D Lab和雷实验使得学生可以在家做实验，并对实验进行不断迭代更新。在讨论环节中，引入往届学长、企业导师、校外名师，使得讨论的深度不断加深，讨论范围不断拓宽，有助于实践能力的提升。
二、信息化课堂教学、实验和讨论
（一）线上线下混合式教学
第一，采用腾讯课堂和雨課堂实现了直播教学，资源包括30余个多媒体课件和40余个教学视频;按照课表，采用腾讯课堂或雨课堂进行线上直播教学。二者可以把教师的直播过程录播形成视频，有利于同学们离线自学和复习。雨课堂将复杂的信息技术手段融入到PowerPoint和微信，在课外预习与课堂教学间建立沟通桥梁，让课堂互动永不下线[7]。
第二，使用专业的导播软件vMix和腾讯会议组合的方式，实现了基于虚拟现实的教学。在虚拟教室里，视频和PPT等资源可以多视图切换，教师、同学和指导教师可以面对面的进行互动，增强学习代入感，提高学习专注力;基于虚拟现实，实现了理论、实验和讨论的场景化、情景化教学，最大程度地减少了疫情对线下教学的冲击。
第三，在中国大学MOOC网站上建立了异步SPOC（Small Private Online Course）[8]和慕课堂，实现了线上课程与线下课堂的数据融合贯通，资源包括引进的80余知识点课件和视频，还有团队自制的30余个课件和30余个实验视频。课程组教师以武汉大学吴琼水教师的国家精品课程传感器技术为基础，建立每个教学班级的专属SPOC。在该SPOC上按照教学进程同时发布武汉大学吴琼水教师课件和本校教师制作的PPT，以便同学们进行离线自学。在每章教学完成后，发布每章测试题目，进行离线测试。慕课堂是基于中国大学MOOC上的SPOC建立的虚拟课堂，将线上课程与线下课堂的数据融合贯通。传感课程教师也为教学班级建立了慕课堂，具有签到、点名、练习、问卷、公告等功能，还可以在后台一览学生线上线下学习表现的全景数据，随时掌握学生的学习情况，实现精准教学。
（二）在理论教学中注重培养学生的实践能力
第一，通过实时测试、每章测试、期中期末考试、公式推导等提升学生解决问题的能力。第二，通过100余个演示动画，展示传感器和检测系统的工作原理;第三，通过30余个交互式动画，学生可以调节传感器或环境参数，深入理解它的工作原理和应用特点;除了100余个演示动画之外，任课教师大量采用胡向东教授编写的《传感器与检测技术》（“十二五”普通高等教育国家级规划教材、国家精品课程教材）中的动画。这些动画设计美观，非常有利于同学们学习传感器的工作原理。第四，任课教师携带短波红外、超声、热成像、涡流等检测系统走进课堂，让同学们体现神奇的检测效果;第五，采用phyphox等手机APP在课堂上进行加速度、陀螺仪、温度、亮度等传感器的实验。
（三）实验环节
第一，教学团队精心录制了30余个实验的操作和讲解视频，使学生可以在家里学习实验操作过程;第二，采用便携式A+D Lab和雷实验平台，使得学生可以在宿舍做实验;第三，在新冠肺炎疫情影响下，改进了雷实验平台，使学生可以在家里远程操作实验，具体流程：教师通过雷实验软件布置实验要求，学生通过雨课堂远程接收，观看教师操作A+D Lab的视频，并通过teamviewer等软件远程修改实验参数，得到实验结论，撰写实验报告。
（四）讨论环节
设置了智能电网、自动驾驶、风电巡检、水上目标识别等多个场景式主题，并邀请实验教师、往届学长和企业导师等参与讨论，提升学生的实践能力。通过腾讯会议实现小班讨论。采取对抗性讨论，来源于“对抗性神经网络”和军队红蓝对抗演习。每班学生分为8组，按照竞技比赛的对阵方式，第1组作为专题发言之后，由第8组进行反驳提问。两组学生在提出问题、回答问题、再提出问题、再回答问题之间形成一个循环巩固，使得讨论气氛活跃、深度逐渐加大。
（五）其他教学工具
此外，还有课程中心网站、QQ群、学习通平台等信息化工具等作为辅助教学手段。1. 以本校课程中心和QQ群作为根据地。在本校课程中心完善教学资料，包括教学大纲、教学进程表、历年试卷、知识点、课件、习题解答等。在开课前建立课程QQ群，成员包含任课教师、助教、所有学生、学校学院教务口的管理人员以及督导和听课教师。上课前一天，教师在群里发布公告，告诉学生们将采用哪些教学工具进行教学，或者需要准备哪些东西。比如，有些课时需要计算和推导公式，就提前通知让学生准备好纸和笔。2. 通过学习通平台使用更多学习资源。超星学习通是面向智能手机、平板电脑等移动终端的移动学习专业平台。教师和学生不仅可以在超星学习通上进行线上学习，还可以自助完成图书馆藏书借阅查询、电子资源搜索下载、图书馆资讯浏览、查看本校通讯录，同时拥有电子图书、报纸文章以及中外文献元数据，为同学们提供方便快捷的移动学习服务。
三、课程思政
在教育部“课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，围绕政治认同、家国情怀、文化素养、宪法法治意识、道德修养等重点优化课程思政内容供给”的指导下，把课程思政要素融入到该课程所有章节知识点，并形成该课程的思政体系。实现知识技能目标和思政目标一体化的课程目标——立德树人[2]。针对所有的知识点设计的思政案例和相应目标如表1所示。 四、结束语
2020年春季学期，传感课程组的教师完成以下工作。第一，采用动画、实验和APP进课堂等方式让理论和实践结合的更加紧密;第二，采用视频，远程操作雷实验等方式开展线上实验教学;第三，采用BOPPPS和对分理念使得讨论、课堂和实验形成良性循环;第四，采用SPOC，vMix虚拟现实等方式实现了混合式教学，最大程度减小了疫情对教学的冲击;第五，为每個知识点建立了思政案例和基于案例的教学方法。这些措施保证了教学、实验、讨论等环节能够按照教学进度顺利开展，保证了疫情期间的教学效果和立德树人成效。这些方法可进一步推广到其他高校的传感类课程。未来，任课教师还将开发传感与检测技术的虚拟仿真实验平台，建设信息化教材，使得信息化教学更加全面系统。
参考文献：
[1]何赟泽，王洪金，张宏.传感与检测技术基于课时的教学方法与过程[J].高教学刊，2020（19）：105-107.
[2]何赟泽，王洪金，张宏.理工类专业课程思政的教学原则、方法和案例研究[J].教育现代化，2020（76）：95-98.
[3]吴亚琼，韩雪岩，曹晰，等.基于“雨课堂+雷实验”的实验教学改革模式研究——以“电子技术实验课程”为例[J].现代教育技术，2019，29（6）：109-114.
[4]Lou S J， Dzan W Y， Lee C Y， et al. Learning Effectiveness of Applying TRIZ-Integrated BOPPPS[J]. International Journal of Engineering Education， 2014，30（5）：1303-1312.
[5]Chung C C， Dzan W Y， Shih R C， et al. Study on BOPPPS Application for Creativity Learning Effectiveness[J]. International Journal of Engineering Education， 2015，31（2）：648-660.
[6]张学新.对分课堂：中国教育的新智慧[M].北京：科学出版社，2017.
[7]于歆杰. 善用雨课堂工具成就一线老师的理想课堂[C]//全国工程专业学位研究生教育指导委员会.全国工程专业学位研究生教育指导委员会，2017：1-18.
[8]王娜，张敬源.基于“SPOC+小课堂”的大学英语翻转课堂教学模式设计研究[J].中国大学教学，2016（9）：57-63.