教学系统在《传感器应用技术》课程教学中的应用研究

　　中图分类号：G712；G423 文献标识码：A

　　0 引言

　　《传感器应用技术》是我院智能楼宇工程技术专业的一门重要的专业基础课程，但是在教学过程中总存在课堂教学效果不理想的情况，教师感觉难教，学生觉得枯燥学习兴趣不大以至于课堂教学效果不明显。本文将从我院该课程教学效果不理想可能存在的原因着手进行分析，借鉴4MAT和信息加工理论（IPT）探索一些行之有效的教学方法来提高学生主动学习的可能性，从而达到提高该课程课堂教学效果的目的。

　　1 当前存在的问题

　　《传感器应用技术》课程课堂教学效果不理想的原因有：

　　1.1 教学方式有待改进

　　该课程理论性强，教学方式大多却还沿用了传统的讲授法，即大多数时间是老师在讲，学生是机械性的被动式的学习，教学过程难以实现以学生为主体从而影响了学生学习的兴趣。

　　1.2 教学条件的限制

　　现在我院这门课程的教学过程多在多媒体教室进行，虽然依靠多媒体教学进行实例演示效果好的优点，但是这个过程的实现都是依赖教师来完成，不能充分发挥学生学习的主观能动性。而且由于这类教室的课桌多半是固定的，学生很难真正实现团队合作。

　　1.3 不能充分调动基础差学生学习的兴趣

　　以10级楼宇专业为例，学生总人数为54人，其中高考录取分数最高分是500分，最低分是197分，学生的知识结构水平参差不齐。教师在授课过程当中很容易将基础好的学生的知识能力掌握的程度最为全体学生掌握程度的依据，以一概全，忽略基础差学生的掌握程度。长此以往，基础差的学生对课程学习的兴趣越来越小，严重影响了课堂教学质量的提高。

　　3 4MAT系统的核心思想

　　4MAT系统的开发者麦卡锡（Bernice McCarthy），About Learning公司董事长。她在教育领域的影响不仅在于她的公司，还有她创立的4MAT系统。“4MAT”教学策略的精髓就是

　　要了解每个学生的学习风格，提供合适的学习方式和恰当的练习机会，允许学生根据自身要求对学习内容、学习方式进行调整[1]。

　　由图一知： 4MAT循环分为四个象限，它以象限一创建经验开始，这一点非常重要，如果教师精心设计的话，这一象限的活动可以抓住学生的注意，激活他们的原有知识。象限二呈现内容，活动的目的在于理解教师传授的概念。象限三展开练习，教师鼓励学生去测试对所学内容的理解，通过练习，教师对他们的表现做出反馈，使之形成程序性知识。最后象限四鼓励学生运用所学作为整个循环的结束。它融合了教学当中的有效策略――COVER，练习和反馈以及合作学习。这些原则通常在课堂环境中得以运用，4MAT把它们融合在单元教学和每节课教学中，为我们提供的既是一种符合学生共有的自然学习循环的模式，又是对教学进行思考的方式。4MAT模式体现了一个自然循环的过程，我们可以借助它拓展教学活动，并且使用4MAT作为教学设计系统或者工具来提高学生主动学习的积极性。

　　4 教学实践

　　笔者运用4MAT和信息加工理论（IPT）在我院10级楼宇1001班进行了教学实践，其主要思想是：采用项目教学，同时将项目分解成若干个任务，以任务实施作为主线，即将枯燥的理论知识分解到一个个生动实用的任务中去，真正实现以学生为主体，能力为本位的教学模式。该课程的具体教学流程是：任务布置、知识点导入、任务实施、任务考核。

　　4.1 任务布置

　　利用4MAT和信息加工理论（IPT）第一象限是通过学习引起学生学习的兴趣，在授课过程中，如何精确地把握学生的兴趣点，激发学习热情是上好一堂高质量课的关键[2]。具体的实施步骤是比如在讲述压力传感器相关知识时，我们可以给学生布置任务，要求学生对简单电子称进行设计。任务的布置本身就是一种基于问题的学习（PBL）[3]，又称真实性学习或基于问题的学习，其核心目的是提出一个问题，引导学生通过研究来解决它。接下来教师讲述任务要求，即让学生搜索与电子称设计的案例，这个任务的完成我们可以在教室设置wifi网络，学生通过手机获取相关资料，选出一个最合适的方案然后集体讨论（如图2）。这种案例分析的教学模式是在课堂教学开始时需要解决的问题，对应着第一象限的创建经验，学生通过这个环节对这类电子称的组成会有一个初步认识。

　　4.2 知识点导入

　　利用4MAT和信息加工理论（IPT）第二象限的cover[4] 策略的“形象化”呈现内容，讲授陈述性知识. 具体操作手段是教师为学生提供完成这个任务所需的常用电子称的图片，让学生能更直观认识到它的功能和应用领域，同时引出电子称当中最重要的传感器―压力传感器。此时教师通过多媒体课件演示的方式可以形象、生动、直观地展示教学内容，这对这类传感器知识的形象化、组织以及相互关系的展现有极大益处。这一环节可以使学生在新知识和保持在长时记忆的旧知识间建立起联系，那么新知识就可以转入长时记忆，形成陈述性知识。

　　4.3 任务实施

　　利用4MAT和信息加工理论（IPT）第三象限的练习策略开展教学，此时会要求学生根据分析的案例和介绍过的常见的压力传感器进行选型，完成电子称的设计方案。为了保证这个环节的正确实施，我们采取的具体措施有：整个过程在理实一体化教室实施（如图2）；设计方案完成后学生可以自由组合成任务小组，每组讨论选出一个最合适的设计方案。完成后由每组组长汇报设计方案的具体情况，然后大家动手制作电子称直至完成。这种互动的教学方式不仅巩固了所学知识，也使得部分基础较差的同学通过实践激发对理论知识学习的积极性，课堂的气氛十分活跃。

　　4.4 任务考核

　　利用4MAT和信息加工理论（IPT）第四象限的鼓励以及应用策略激励学生进行主动学习。目的在于增强学生自信，培养自主参与意识，提高参与能力[5]。具体实施办法是：1）、设计方案小组互评。学生完成的设计方案进行小组互评，分别指出对方方案的优点和不足，由各小组小组长汇报，最后由教师点评。完成点评后要求各个组根据点评意见对设计方案极性整改。然后对设计方案做进一步讨论、归纳，实现对信息的精细加工。2）、任务考核方式。任务的考核分为个人、小组长和教师三方评价，三方均对小组成员设计方案完成情况、结果以及任务完成参与情况进行考核。

　　5 结束语

　　4MAT和信息加工理论（IPT）这种教学设计系统是是以学生为主体的教学模式，教学实施过程当中注重了学生动手能力的培养，通过在实践中提高了学生学习的主动性，因此在实践中也取得了很好的教学效果。课程期末考试及格率达到了81%，与09级相比提高了3%。同时在对学生后期学习的跟踪调查中发现，该班的学生的学习能力在同年级当中显得更加突出。在2012年全国职业院校技能大赛，该班学生陈豪、曾相权、严凯获得“楼宇自动化系统安装与调试”赛项一等奖的好成绩。当然教学设计系统还需要在以后的教学实践中不断地完善。

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