线上教学优秀案例（25）|《额温枪设计》——自动化学院测控教工党支部第二课堂
【前言】目前我校在线课堂教学如火如荼，老师们在各大教学平台化身“直播高手”“网课达人”倾心打造精彩课堂，有效保证了在线学习与线下课堂教学质量实质等效。为进一步推进信息技术与教育教学深度融合，创新线上教学模式，培育和打造线上“金课”，发挥优秀案例引领示范作用，教务处通过此专栏搭建学习交流平台，总结在线课堂教学经验，展示在线课程建设成果，供老师们参考、学习和借鉴。
【本期分享】自动化学院测控教工党支部：防疫守初心，教育担使命 云教学第二课堂——额温枪设计
01
活动初心
2020年注定是不平凡的一年，冠状肺炎的蔓延让我们看到中国的强大，感受到14亿中国人的万众一心。在这场中国与疫情搏斗的战役中，我们在感叹生命的渺小和无常的同时，又被人间的真情感动。众志成城，抗击疫情，中国与疫情搏斗的这场战役必将被载入历史，而我们每一个人都是历史的亲历者和见证者。这场战役让我们深切感受到，没有人是一座孤岛，你、我、他，我们大家都处于命运共同体中，别人安全，你、我也是安全的。当别人被病毒击中时，我们都处于危险之中。在疫情面前，不仅是医护人员，同样包括每一个普通的老百姓，社区志愿者、小区安保人员，快递小哥，哪怕是奉命在家的我们每一个人，都是战士。
自动化学院测控教工党支部作为省双创样板支部，牢记立德树人之初心，践行延学不延育人之使命，发挥测控专业特长精准助疫，为奉命在家的学子们开展云教学第二课堂——额温枪设计。“防疫守初心，教育担使命”，测控教工党支部一直在行动，相信我们每个人的坚守，都是对这场疫情战无声的付出，我们每一个人尽职尽责，就是这个社会最强大的免疫力。
面对疫情第一道安全防线“温度检测”，测控技术与仪器系教工党支部党员认为，在线课堂给了老师、学生重新思考授课、学习方式的时间。为同学们开设“额温枪”第二课堂，即可以用行动守护学生健康成长，又能让我们老师充分发挥测控专业特长。真实的场景，真实的体验，不仅能激发学生的学习兴趣，引发和保持学生的学习动机，又可以帮助学生建构当前所学知识的意义。通过悟原理、学设计、解过程，不仅让学生深切感受到国家的兴衰要靠教育、科技、教师、医疗和军队，是他们在支撑民族脊梁，引导他们培养正确的价值观。同时，更让学生明白自己的专业使命，认识到每一个人都可以、也能够在自己平凡的领域有所为，为家庭、为社会、为国家，贡献自己力所能及的力量。
图1 测控教工党支部倡议书
02
活动实施
经过多次网上教学研讨，测控支部党员老师认为 “额温枪设计”授课环节构建的知识导图应该围绕人才培养方案的设定，以工程设计为授课重点，以学生必须掌握的知识、技能展开。课程讲座要做到分支明晰，整体衔接，对学生明确学习如何发生、意义如何建构、概念如何形成，以及理想的学习环境包含哪些主要因素等均能起到引导作用。
第二课堂“额温枪设计”在希沃平台直播授课，自动化学院学生200多人同时参与了三个分支的在线学习，并进行了有效的师生互动，获得学生广泛好评。1.学原理，领悟理论学习的真谛疫情防控的第一道安全防线测温。唐德翠老师给同学们展示了不同场所人体测温的使用案例，分析了不同场所测温设备的工作原理、构成及特点。重点以各小区门口、高速路口广泛使用的额温枪为例，详细讲解测温工作原理、用专业知识解开生活中的神秘，引导学生爱科学、学科学，树立正确的学习观和科学观。同时通过介绍一个科技产品设计应包含哪些环节的工作，引导学生了解这些专业知识来源于大学哪个阶段哪门课程，帮同学们扫除大学学习的困惑与迷茫。
图2 唐德翠老师在线授课场景
通过层层解剖额温枪的结构及测温原理，让学子们认识到：看起来“高大上”的红外非接触测温度本质还是用了最基础的热电偶和热敏电阻测温原理，而这些知识恰恰都是在大二的传感器课程中重点学习的内容。借助身边最典型的学以致用案例帮助他们认识到理论学习和实践应用二者之间相互依赖相互促进的关系。一堂课下来，学生纷纷互动感言“原来课本知识就是这样包装应用于实际的”、“原来生活处处是学问”、“我终于知道自己以后要怎么学专业”、“听完课程不仅仅了解了额温枪工作原理，同时也为我们以后的学习铺设了良好的道路”，“我也要成为一名科技工作者”。看着这些互动留言信息，我们内心是满足的、欣慰的，今天播下一粒科学的种子，明天定会在某个行业生根发芽，开花结果，这就是做老师最大的收获和满足。
图3 唐德翠老师授课内容
2.听设计，体验理论与实践结合的魅力
《马克思恩格斯选集》第1卷第16页非常清楚地告诉我们：一个理论，是否正确反映了客观实际，是不是真理，只能靠社会实践来检验。
在“额温枪设计第二讲”中，袁飞老师通过具体的电路设计案例，从电路设计的目的、设计内容和制作要点方面，进行逐层深入。用工程应用设计思维，结合热电堆传感器工作原理，围绕测温目标，导出额温枪信号处理电路的两大设计目标，围绕该两大目标，结合电路理论知识，分析设计信号处理电路的设计任务，最后在实践制作部分，介绍了处理电路中关键元器件知识和制作小技巧等。这部分课程内容融合了模拟电子技术、电工电子技术、传感器与检测技术等多门课程知识，为培养高年级学生应用实践能力，提供了很好的案例，也让低年级学生体会到专业课程、实验实训和课外实践等教学环节的重要性，更让学生体会到专业知识与生活的关联性，科学技术对社会的促进作用，提升了学生专业自豪感。授课中，学生们积极思考并互动，课后还有同学积极与老师交流，再次点燃了学生对专业知识的渴望。
图4 袁飞老师在线授课场景
图5 袁飞老师授课内容
3.解过程，工程理念与思政元素并驾齐驱面对疫情，祁伟老师首先给同学们讲述了疫情面前人们的心情，讲述了奋斗在疫情一线的勇士，讲述了我们每一个人亲历和见证的中国与疫情搏斗的这场战役，同时深切感受到大家都处于命运共同体中。讲述到在疫情面前，不仅是医护人员，同样包括每一个普通的老百姓，社区志愿者、小区安保人员，快递小哥，哪怕是奉命在家的我们每一个人应该如何应对这场战役。我们教师延学不延育人，你们停课不停学习。我们每个人的坚守，都是对这场疫情战无声的付出，我们每一个人尽职尽责，就是这个社会最强大的免疫力。我们希望，培养出来的你们，明天能用你们的智慧和掌握的技术成为第一道安全防线的设计者。如图6所示
图6 祁伟老师的”思政课堂”
在信号采集、处理及显示设计讲解中，充分展现了设计中的工程元素。叙述了AD转换的精度要求，标度变换中线性标度变换、非线性参数的标度变换处理思想。通过分析额温枪设计主要考虑的因素、额温枪使用的MSP430FE427微控制器、依据电路及模拟电子技术学习设计的MRT115信号处理电路，使用Altium Designer15绘制额温枪原理图、使用AutoCAD绘制LCD_60557液晶模块定制加工图、Microsoft Office Visio 2003绘制的额温枪主程序流程图设计及应用C语言编写编程算法等为同学们勾画了大学一年级至四年级的课程设置，进一步使同学们明确了学习任务，如图7所示。
图7 祁伟老师授课内容
03
活动效果
1.对学生进行了一次鲜活的国情教育
新冠病毒的肆虐，让师生共同见证了生死别离的悲痛，网络谣言的四起，还看到了生命在疾病面前的渺小和脆弱，打破自然规则的惩戒，更被抗疫时期令人动容的感人故事和画面震撼。疫情彰显了中国速度，中国优势，中国温度，中国精神，中国力量，这种力量来自于我们党领导下的万众一心，同舟共济，它让我们更加勇敢坚毅，让世界钦佩折服。作为教育工作者，我们将疫情防控实践转化为鲜活的课程思政教育素材，将中央决策部署、疫情防控案例、英雄人物事迹、爱国主义教育、感恩教育、生命教育、科技教育等融入到特殊时期的思政教育中，向学生讲述中国故事、中国力量。作为高校教育工作者，我们把疫情变成教材，落实立德树人根本任务，引导学生深刻认识中国共产党领导和中国特色社会主义制度的巨大优势，增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”，努力把学生培养成能够担当民族复兴大任的时代新人。本次第二课堂以抗疫时期身边广泛使用的额温枪为经典案例，通过悟原理、学设计、解过程，引导学生明白自己的专业使命，明白工科生所肩负的时代责任与担当，合理规划大学生活。一支小小的额温枪在疫情中能发挥这么重要的作用，也让学生认识到每个人都可以、也能够在自己平凡的领域有所为，在必要时为社会、为国家，贡献自己力所能及的力量，为他们未来的成长之路播下一粒优良种子。
通过解剖身边的小发明，培养他们对科学的兴趣，引导学生坚信民族脊梁靠科技、靠教育、靠医疗、靠军队，尊重科学、尊重教师、尊重医生和军人，构建起正确的世界观、人生观和价值观。
3.参与的班级多，学生人数多
本次活动面向自动化学院大一大二学生开设，活动报名人数达到240人左右（如图8所示），来源于测控、建电、自动化、电气等4个专业的学生，学生参与人数较多，来源面广，活动影响具有较好的广度，第二课堂云学习场景如图9所示。
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图8 活动报名海报及参加实际人数
图9 第二课堂云学习场景
4.学生反响强烈，收获颇丰
通过这次在线开设第二课堂——额温枪设计的三部分学习，学生们纷纷感言收获颇丰，提高了专业兴趣，为未来的学习之路指明了方向，不少学生留言希望老师们以后多举办类似课堂。课程结束后，学生在平台部分留言如图10所示。
图10(a) 学生学习体会留言
图10(b) 学生学习体会留言
测控教工党支部充分发挥支部战斗堡垒作用，牢记立德树人之初心，用专业知识助力防疫，积极践行防疫守初心，教育担使命的实际行动，做到停课不停教，延学不延育人，用实际行动守护学生身、心、智健康成长。
来源 | 自动化学院
文案 | 唐德翠
排版 | 张俊明
编辑 | 赵建云、李 冲
审核 | 向 凯