口袋實驗室的教學改革

張月霞

摘要：隨著通信技術的迅速發展，國家對學生的動手能力和創新能力要求越來越高。目前，各大院校實驗課存在課時少、課程創新性不足且一般只能在室內進行等問題，而“口袋實驗室”的培養模式，采用模塊化的設計方式，具有擴展性強、便于攜帶的優點，學生可以隨時隨地進行實驗。因此，具有重要的研究意義。

關鍵詞：口袋實驗室；創新；模塊化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）29-0265-02

一、“口袋實驗室”的定義、現狀

1.什么是“口袋實驗室”。“口袋實驗室”是指將所學實驗室的內容壓縮到一塊開發板上。學生運用該實驗板通過簡單的連線進行自己感興趣的相關實驗。該實驗板學生可以隨身攜帶，甚至可以裝進口袋，隨時進行相關的實驗。

2.實踐教學的現狀分析。工程實踐類課程是本科階段的核心課程，學生可以通過該課程鍛煉自己的動手能力和創新能力，把課本上所學到的知識應用于實踐，提高自主學習能力和創新能力。傳統的實踐教學模式局限性大，學生只能在室內進行實驗且存在時間的限制，學生不能自主安排實驗時間，不可以隨時隨地進行自己感興趣的實驗。又因為實驗內容只能按照老師規定的步驟進行且實驗器材通常不可以帶出實驗室，極大地限制學生的自主性，不利于學生創新能力的培養。此外，應用型人才的培養注重因材施教，分層培養，除了要求學生具有扎實的理論基礎外，還要具有較強的實踐應用能力和創新精神。傳統的考核方式考核重心多放于期末考試上，重視理論知識的考核，輕視實踐環節的考核，并采用統一的標準來衡量學生掌握知識的情況，這種考核方式與應用型人才培養目標不符。

二、“口袋實驗室”的意義

應用型人才的培養注重因材施教，分層培養，除了要求學生具有扎實的理論基礎外，還要具有較強的實踐應用能力和創新精神。目前，許多課程的考核重心多放于期末考試上，重視理論知識的考核，輕視實踐環節的考核，并采用統一的標準來衡量學生掌握知識的情況，這種考核方式與應用型人才培養目標不符。為了解決以上問題，引進“口袋實驗室”，在課堂上采用原理與實踐相結合的授課方式，使學生加深對課程內容的理解，并培養學生的獨立思考能力和動手能力。此外，“口袋實驗室”功能相對齊全，體積較小，學生攜帶起來比較方便，可以很好地彌補傳統實驗室的不足。“口袋實驗室”體積小，學生攜帶起來不僅方便，甚至可以裝進口袋里面，可以隨時隨地進行實驗，具有極大的便利性。“口袋實驗室”的功能相對齊全，具備實驗所需要的各種軟硬件設備，學生可以通過簡單的連線實現自己所需要的功能。將“口袋實驗室”運用到教學中還具有如下的優勢：（1）老師可以將一些課堂上無法完成的實驗交給學生，學生利用課余時間完成相關的實驗操作，從而提高學生的動手能力。（2）學生在課下做實驗的時候，遇見問題沒有老師的指導，就會自己動手去搜集一些資料，大大提高學生解決問題的能力。（3）學生私下可以把課堂上沒有完成的實驗再練習一遍，從而鞏固自己課堂上所學到的相關知識。

三、基于“口袋實驗室”的課程改革方案

工程實踐類課程一般公式眾多，推導繁雜，學生不感興趣。我們為學生提供“口袋實驗室”，幫助學生將理論與實驗相結合，更好地理解課堂知識。根據“口袋實驗室”的特性，我們對課程改革提出了以下方案：

1.以賽代練，有目的學習。在平時的教學中，可以引入往年的競賽題如儀表設計、無線傳輸技術等，讓學生選擇自己喜歡的題目進行訓練，大大提高學習興趣和自主性。然后鼓勵學生參加各項競賽，從而提高查閱資料、分析和解決問題的能力。同時，在競賽的過程中，又可以提高學生團結協作的能力，為以后進入公司從事相關方面的工作奠定良好的基礎。例如我校有關Cookie的一個本科生項目，Cookies是一種能夠讓網站服務器把少量數據儲存到客戶端的硬盤或內存，或是從客戶端的硬盤讀取數據的一種技術。Cookies是當你瀏覽某網站時，由Web服務器置于你硬盤上的一個非常小的文本文件，它可以記錄用戶ID、密碼、瀏覽過的網頁、停留的時間等信息。所以，本科生在進行該項目時，不僅了解了Cookie的定義，且通過查找資料和自主學習完成實驗內容，從而鍛煉了自主學習的能力。在解決一些問題時，團隊之間相互協作共同努力，增強了學生的團隊意識。

2.訓練工程交流能力。為了培養全面型人才，我們不僅要對實驗方案進行自主設計，更要對整個實驗過程進行完善。

在實驗方案的設計過程中，要對方案的討論進行記錄并形成紙質文件，每個組內成員都要發表自己的見解，組與組之間也要進行討論，指出對方的錯誤，并運用原理和知識進行辯論，維護自己的觀點，修正自己的錯誤。實驗完成時，我們要求每組學生做出PPT對自己的實驗方案、成果進行展示，說明實驗中遇到的問題，每個成員的分工情況，對實驗做出的貢獻。最后由實驗老師進行評分，對小組排名，按排名對平時成績進行加分。

3.學生自行設計實驗方案。在傳統的實踐環節中，我們都是給出實驗方案、實驗方法、實驗步驟，只要學生按照步驟就可以得出實驗結論，并寫出報告。這樣根本無法鍛煉學生的自主思考能力，更無法通過實驗來促進學生對理論知識的更深一步的理解。我們要對實驗方法進行改革，從給出具體實驗方案變更為給出課題方向，由學生自行根據課題方向提出想法、設計方案、進行實驗并得出結論。這種方案的提出能夠刺激學生的好奇心、加強學生對原理性知識學習的欲望。

4.以點帶面，整體推進。“口袋實驗室”雖然注重培養學生的自主創新能力，但也需要老師的指點和對方向的糾正。而且，“口袋實驗室”是一項新興的實驗器材，學生并不知道如何使用，對于實驗方案的設計也并不熟悉，負責實驗的老師會先組織一批動手能力較強，對課程學習較好的同學進行培訓。

5.建立團隊機制。團隊精神是社會生活所必需的個人素養，在學生的課堂生活中，也應該受到潛移默化的培養和教育。整個實驗方案的提出、設計和完成，每個元器件的選擇，每條線路的連接方法，都不是一個人可以完成的。團隊精神是組織文化的一部分，良好的管理可以通過合適的組織形態將每個人安排至合適的崗位，充分發揮集體的潛能。個人的智力、能力是有限的，不可能事事通曉，面面俱到，而加強合作無疑可以取長補短，優勢互補。所以我們建議建立小組機制，每個小組3-4名成員，選一個小組長負責統籌規劃，每個人分配不同的工作，提高實驗效率。

6.改進考核方式。目前，很多課程主要考核出勤率、作業和期末考試（閉卷）等，這樣的考核方式往往不能反映學生的真實水平。根據應用型人才培養的目標和專業評估的要求，本項目將對考核方式進行改革，增加對學生應用能力、綜合分析能力的考核，構建以考核知識的應用、技能水平為主，結合平時形成性考核、期末總結性考核，增加實踐環節考核，調動學生的積極性、主動性和創造性，提高學生綜合運用所學知識解決復雜工程問題的能力。

四、結束語

利用“口袋實驗室”的培養模式，采用模塊化的設計方式，具有擴展性強、便于攜帶的優點，學生可以隨時隨地進行實驗。解決傳統實驗室時間上對于學生的限制，使用起來更加方便，操作更加簡單，有利于發展學生的積極性和創造性。因此，具有重要的研究意義。

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