朱慧勇

摘要：在互联网+的时代背景下，信息技术正在潜移默化地影响到社会中的各个领域。文章以“超声波传感器的应用”为研究对象，从教学环境、教学设计内容、教学方法、教学策略、教学反思5方面进行教学设计，具体展示了其信息化教学设计过程。

关键词：超声波传感器；信息化教学设计；信息技术

教学设计可针对一个教学任务、一个教学单元或一个任务模块的教学内容进行设计并在实际教学中应用实施。随着高职院校信息化水平的提升，信息化教学应用于更多课程中，对整合教学内容与教学手段，提高学生学习兴趣与效果，起到较好的作用，促进了高职教学水平的提升。

“检测与传感技术”课程是铁道机车车辆专业基础领域的一门主干课程，是铁道机车车辆专业必修课。该课程理论与实际联系紧密，学生不仅要掌握一定的理论知识，更强调学生实践操作与应用能力。而传统检测与传感技术课堂更多实行满堂灌的填鸭式教学，极难调动学生的课堂参与性与主动学习思考，课程重点难点内容难以把握，容易造成课堂沉闷乏味。因而急需进行教学方法和教学手段的改进。实施信息化教学对提升教学效果是一种有效的教学改革。以本院“检测与传感技术”课程中“超声波传感器的应用”为例，进行信息化教学设计，提升教学效果，为高职铁道机车类专业其他相关课程的信息化教学开展提供示范。

1 教学环境

1.1 学生情况

教学对象是能够熟练使用计算机、网络、手机等信息化技术的“95后”，是信息化時代的原住民。

1.2 教材

教材选用的是高职高专机电一体化专业规划的教材，由于多年使用该教材，我们对教材的内容非常熟悉，并且对每一章做了幻灯片（ Powerpoint，PPT），这些PPT可以帮助学生更好地学习。

1.3 教学设备

学院为每个班级都配备了多媒体教室。为充分发挥网络的作用，针对所带班级建立一个QQ群，让学生下载安装优慕课APP，学生可以利用平台课前进行预习，课后进行复习。

2 教学设计内容

2.1 教学目标

依据铁道机车专业人才培养方案和“检测与传感”课程的标准要求，确定本部分教学内容。本节课以使学生掌握超声波的概念、特性与传播为基础，结合压电效应，让学生掌握超声波传感器的工作原理，并且了解超声波传感器的应用。本课程内容涉及超声波探伤，结合在西安机车检修段实践的经历，让学生了解超声波探伤在企业中应用。为此，需要给学生提供大量的应用实例以便建构其知识体系。这在传统教学中是无法想象的。

2.2 教学内容与教学过程

学生利用优慕课教学平台，课前先预习超声波的概念、特性与传播。结合上节课所学压电效应与逆压电效应，学生能够掌握超声波传感器的工作原理。超声波垂直入射到界面时的反射和透射，以及超声波斜入射到界面时的反射和折射是超声波检测的基础，引导学生对超声波探伤的思考。

2.3 重难点

重点：超声波探伤；难点：超声波物位传感器。

2.4 教学评价

教学拓展，主要是依靠网络和视频，让学生进行自主探究学习。

教学创新，结合西安机车检修段超声波探伤的实际应用，让学生开阔眼界，实现在教室就能体验现场。超声波探伤仪与探头如图l所示。

3 教学方法

借助信息化教学资源库中大量的图片、视频等信息，采用任务驱动、自主探究等方法。

4 教学策略

4.1 课前准备策略

（1）教师利用优慕课教学平台和QQ群发布课前任务，学生接受任务。

（2）学生可以通过手机、笔记本等上网搜集资料超声波传感器的视频资料。

（3）教师利用优慕课教学平台在线测试，及时了解学生对超声波基础知识的掌握情况，并针对班级做出相应的因材施教。优慕课APP界面截图如图2所示。

4.2 重点突破教学策略

重点：超声波探伤。

（1）夯实基础，认真学习超声波垂直入射到界面时的反射和透射，以及超声波斜入射到界面时的反射和折射。

（2）教师利用动画演示讲解超声波在标准试块中垂直入射与斜入射的知识，并且与对比试块的情况进行对比，从而引导学生理解超声波探伤的原理。图3是车轮与车轴做成的标准试块。

（3）大量举例，让学生了解超声波探伤的应用，引导学生完成知识迁移。

（4）结合在检修段现场的视频与照片，让铁路类的学生及早开阔眼界，实现教室现场的结合。

图3标准试块

以上策略的应用，使学生掌握了超声波探伤的原理，并且通过检修段现场的视频与照片，学生对实际应用也有一定的了解。

4.3 难点突破教学策略

难点：超声波物位传感器。

（1）夯实基础，复习所学的勾股定理与超声波在两种介质的分界面上的反射，了解超声波在各种液体中的传播速度。

（2）教师利用动画演示超声波在两种介质的分界面上的反射的知识，从而引导学生理解超声波物位传感器的工作原理。

（3）通过4道典型的例题，学生计算各种液面的高度，从而掌握超声波物位传感器。

（4）动画演示和计算液面高度让难以理解的内容变得有规律可循，形象直观便于掌握，轻松化解教学难点。

4.4 教学拓展教学策略

（1）课前学生可以通过手机、笔记本等上网搜集资料超声波传感器的视频资料。

（2）课上利用多媒体教室，播放在西安检修段超声波探伤的照片与视频，实现坐在教室就能体验现场。

（3）课后利用优慕课教学平台，学生可以在答疑讨论区进行提问，教师进行解答。

（4）课后利用中国知网找一些超声波探伤相关方面的文章，及时推送给学生，学生能够深入学习。

4.5 教学评价教学策略

（1）因材施教，教师根据优慕课教学平台在线测试，及时了解学生对超声波基础知识的掌握情况，进行诊断性评价；（2）在超声波物位传感器计算液面高度的时候，学生需要把计算的高度填写到优慕课教学平台上，教师可以根据统计的数据进行讲解；（3）课后在线测试提交成绩，总结性评价。

5 教学反思

教学效果方面。运用信息化教学后，学生乐在其中，并获得较好的效果。

教学创新方面。创新点1：利用动画演示超声波传播的相关原理，大大激发了学生的学习兴趣；创新点2：“坐在教室就能体验现场”，进一步加深了学生对超声波探伤的认识和理解。

6 结语

上好一门课程是每一个教师的天职，教学设计是教师上好一门课的基础，随着互联网+时代的到来，采用先进的理念引领课程设计，利用先进的现代化手段进行教学实施，成为当今高职教育的一大特点。在信息化教学设计中，教师应根据教学内容和教学对象的特点，合理选用信息技术、数字资源和信息化教学设施，创设学习的情境，并根据实际教学情况及时调整、优化教与学的过程。