“传感器技术”项目成果融入课堂教学效果对比研究

胡 浩，钟丽琼

(贵阳学院 机械工程学院，贵州 贵阳 550005)

对于机械工程学科的学生而言，涉及传感器教学内容的课程有测试技术、传感器原理及应用、机电一体化系统设计等主干课程，还有单片机、机械控制工程、可编程控制器等课程与传感器内容存在很大的关联，需要具有一定的传感器学习基础。因此，较好掌握传感器方面的知识对机械工程学科的学生完成大学学业是十分重要的，同时，传感器相关内容的教学也显得非常重要。为了较好地完成“传感器类”课程的教学，提升教学效果，本文把教师的传感器相关科研项目与教学过程进行融合，使传感器最新成果与发展趋势穿插在教学中去，从而实现提升教学效果的目的。[1-6]为了评价教学效果的提升程度，本文拟进行教学效果的对比研究。通过两届学生对比，一届学生为传统教学内容，仅讲授课本内容，第二届学生把项目成果融入课堂教学中，利用教师在科研中的体会与总结，对课本知识进行延伸与拓展，在课堂教学中加入一些有趣的主题讨论，如“新型传感器的发展现状”“传感器在无人驾驶汽车中的用途”“传感器在智能家居中的应用”“航空航天领域中的传感器”等，通过这些前沿领域知识的拓展，使学生在学习课本知识的同时能大量了解到现代传感器的作用与功能，知道传感器在各个领域的广泛应用及重要性，明白自身学习传感器相关知识的目的，从而能更好地增进学习的积极性，提升学习的效果。

1 方案设计

本文拟通过从课堂教学效果与课后教学效果两个方面对学生进行对比，拟订两个方面的评价指标，实现多角度的教学效果评价。

1.1 课堂教学效果

课堂教学效果可以应用课堂的活跃程度与课堂纪律情况进行综合评价，这一指标能体现出学生对上课内容的兴趣及学生主动参与到学习中的积极程度。学生课堂越活跃，说明学生对课堂教学内容越感兴趣，那么学生能主动学到的知识就越多，最终的教学效果就越好；课堂纪律情况越好，说明学生越能主动参与到学习中，那么最终的教学效果也会越好。课堂活跃程度指标可以通过如下公式进行计算：

(1)

式中：α为课堂活跃程度指标，ai为某一个问题的回答人数，D为授课班级总人数，n为课堂提出探索性问题的个数。该表达式的含义是，课堂教学中提出了n个探索性的问题，对于每一个探索性问题，计算出学生主动回答的人数占总人数的比例，即主动答题比，再计算出n个探索性问题主动答题比的算术平均数。

课堂纪律情况指标可以通过如下公式进行计算：

(2)

式中：β为课堂纪律情况指标，bj为某一次课的学生到课人数，cj为某一次课学生不听课人数，D为授课班级总人数，m为统计区间内上课的总节数。该表达式的含义是，统计区间内一共上了m节课，对于每一次课，计算出学生的出勤率与不听课率之差，即课堂参与比，再计算出统计区间m节课的课堂参与比的算术平均数。

那么课堂教学效果就可以表示为：

k=α+β

(3)

式中：k为课堂教学效果的综合评价指标，k值越大，说明课堂教学效果就越好。

1.2 课后教学效果

课后教学效果可以用课后作业的完成情况与考试成绩的分布情况进行综合评价，课后作业的完成情况包括作业完成率及作业完成的效果，考试成绩的分布情况主要是考试成绩在良好以上等次的学生占比，这两方面指标越高，说明学生通过课堂及课外学习，知识掌握的越牢，应用知识的能力越强，且课后进行自我学习的积极性也越高，进一步反映了学生通过课堂学习，培养出对这门课程的兴趣程度。课后教学效果综合评价可表示为：

(4)

式中：q为课后教学效果综合评价指标，dx为某一次课后作业的学生按时完成人数，ex为某一次课后作业的学生成绩为优良人数，D为授课班级总人数，z为统计区间内布置作业的总次数，f为期末考试学生的成绩为优良人数。该表达式的含义是，统计区间内一共布置了z次作业，对于每一次作业，计算出学生的按时完成率与优良率之和，即作业质量比，再计算出统计区间内z次作业的作业质量比的算术平均数，最后加上期末考试学生成绩优良率。

2 数据与分析

数据统计时，为了方便描述，把参加对比研究的两个自然教学班称为统计一班与统计二班，统计一班为仅讲授教材内容的传统教学班，该班共有37名同学，统计二班为采用拓展教学内容的拓展教学班，该班共有33名同学。如表1所示，参与对比的两个教学班的课堂活跃程度统计表。

表1 课堂活跃程度统计表

从表1看出，采用讲授教材内容的传统教学班上课主动回答问题的人数较少，而采用拓展教学内容的拓展教学班上课主动回答问题的人数较多，这说明统计一班上课时学生积极性不如统计二班的学生，最主要的原因是上课内容对学生的吸引程度不同，学生的学习积极性就不同。把表1的数据代入上述(1)式中，可计算出统计一班的课堂活跃度指标为α=0.09，计算出统计二班的课堂活跃度指标为α=0.299。计算结果显示，统计二班的课堂活跃程度是统计一班课堂活跃程度的3.32倍。

如表2所示，参与对比的两个教学班的课堂纪律情况统计表，主要统计了两个方面的课堂纪律，一是每节课学生到课人数的多少；二是每节课学生不听课的人数多少，学生不听课的判断标准为每堂课二分之一的时间在开小差，比如睡觉、玩手机、看杂书等，即统计为不听课，这个统计数据可以指派一个专人完成。

表2 课堂纪律情况统计表

从表2看出，采用讲授教材内容的传统教学班上课到课人数并不少，其到课人数的比率与采用拓展教学内容的拓展教学班到课人数比率相当，这说明统计一班与统计二班的学生基本都能积极性来上课。上课不听课人数统计一班比统计二班就要明显增多，统计一班的同学能够来教室上课，但上课听课表现不够理想，这就进一步说明了统计一班的上课内容对学生的吸引程度不够，所以开小差的同学较多。把表2内的数据代入上述(2)式中，可计算出统计一班的课堂纪律情况指标为β=0.694，计算出统计二班的课堂纪律情况指标为β=0.914。计算结果显示，统计二班的课堂纪律情况指标约是统计一班课堂纪律情况指标的1.32倍。

那么两个班的课堂教学效果综合评价指标即为：

统计一班：k=α+β=0.09+0.694=0.784

统计二班：k=α+β=0.299+0.914=1.213

很明显，统计二班的课堂教学效果综合评价指标要优于统计一班，说明统计二班的课堂教学效果较好。

如表3所示，参与对比的两个教学班的课后教学效果情况统计表，主要统计了课后作业的完成情况与考试成绩的分布情况。

表3 课后教学效果情况统计表

从表3可知，统计一班与统计二班课后作业完成人数均较高，这说明两个班的学生基本都能积极性的完成课后作业。但从表中可以发现，课后作业完成的质量统计二班要明显优于统计一班，且考试成绩统计二班也明显优于统计一班。把表3内的数据代入上述(3)式中，可计算出统计一班的课后教学效果综合评价指标为q=1.549，计算出统计二班的课后教学效果综合评价指标为q=2.171。计算结果显示，统计二班的课后教学效果约是统计一班课后教学效果的1.4倍。客观反映了采用拓展教学内容的拓展教学班课后教学效果要优于采用讲授教材内容的传统教学班。

3 结论

本文对采用讲授教材内容的传统教学方法，与采用拓展教学内容的拓展教学方法，在“传感器类”课程教学中的应用效果进行了对比研究，得出了采用拓展教学内容的拓展教学方法能有效提高“传感器类”课程的教学效果。