電工與電子技術實驗翻轉課堂教學模式的研究

桑林 付強 張增鳳

摘 ?要：高校教學模式在互聯網技術快速發展的推動下發生了顯著變化，基于翻轉課堂的混合教學模式也是各學科的教學改革重點之一，針對目前高等院校電工電子技術實驗的教學現狀，普遍存在預習效果不理想，學生實驗操作時間不足等問題，提出了基于微課的電工電子技術實驗翻轉課堂教學新模式，并給出了該模式的設計思想和實施的關鍵環節。實踐表明，基于微課的電工電子技術實驗翻轉課堂新模式滿足了學生的學習要求，很好地提高了學生的預習效果，同時，滿足了學生學習個性化的需求，通過對學習時間的自主選擇，更好地體現了學生學習的主體性，也彌補了因實驗學時相對不足造成操作時間不夠等缺陷，提高了學生學習主動性和工程實踐能力。

關鍵詞：翻轉課堂;電工與電子技術實驗;實驗教學;教學模式

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）09-0075-03

Abstract： With the development of Internet technology， the teaching mode in colleges and universities has changed remarkably. The mixed teaching mode based on flipped classroom is one of the key points of teaching reform. Aiming at the problems of poor preview effect and insufficient experimental class time of electrical technology experiment for non-electrical majors in universities of science and engineering， the flipped classroom teaching mode of electrical technology experiment based on micro-class is constructed and given. The key points of the design idea and implementation of micro-course. Practice shows that the classroom teaching mode of electrical and electronic technology experiment reversal based on micro-course meets the students' learning requirements， greatly improves the preview effect and meets the students' individualized learning needs. By redistributing the learning time， the students' learning subjectivity is ensured， and the shortcomings of the relatively tense operation time of experimental teaching are remedied. The standardized experimental exercises of students are effectively trained. The students'interest in learning and comprehensive ability have been improved by doing and good experimental habits.

Keywords： flip classroom; electrical and electronic technology experiment; experimental teaching; teaching mode

一、概述

電工電子技術實驗課程是高等理工科院校非電類專業一門非常重要的基礎實驗課程，通過本課程的學習，可以加深和鞏固電工電子技術課程的理論知識，培養理論聯系實際的能力及工程實踐意識。通過課程的訓練，可以使學生掌握生活及工程中常用的電工、電子儀器的使用方法，掌握交、直流電路的測量和調試方法，加深并鞏固對已學相關理論知識的理解與運用，為后續相關專業課程的學習奠定良好的電學實踐基礎。本文結合了作者的實踐教學經驗和體會，在電工電子技術實驗教學中引入“翻轉課堂”教學模式，構建了以微課為單元的電工電子實驗翻轉課堂教學新模式，通過提高學生對實驗課程的預習質量，進而提高學生學習的主動性和創造性，全面提升學生的學習效果[1]。

二、現階段電工與電子技術實驗的教學現狀

實驗課程的宗旨是培養和提高學生的實踐操作能力，但受傳統教學模式的影響，教師在實際教學中，仍把很多時間用在理論知識的講解及實驗操作演示上，學生的動手實踐時間明顯不足。雖然有很多教師做過此方面的研究工作也取得了較好的成效，但由于受課堂教學時間的限制，電工與電子技術實驗課程仍然存在一些問題，主要體現在以下幾個方面。

（一）知識點多，學時有限

我校電工電子技術實驗課程每次為3學時，一般都是由教師先講解實驗課程所涉及的理論知識、具體操作步驟及操作過程的注意事項等。教師擔心講解太少會使學生實驗中出錯率高，造成人身安全受到威脅和實驗設備損壞等問題，有部分強電或復雜線路的實驗項目，教師常常親自演示一遍，該教學模式下教師的講解占用了較多時間，導致了學生實際操作時間不足，有時無法完成實驗任務。

（二）基礎知識薄弱，課前預習缺失

因本課程面對的是全校工科非電類專業學生開設，部分專業學生電學基礎知識相對薄弱，又受實驗學時的限制，課前預習就成了學生較好完成實驗課程的重要保證。但在實際教學中發現，學生的預習質量普遍不理想，很大原因是學生在課前很難接觸到實驗設備，他們的預習過程僅僅是通過教材來簡單了解實驗項目所涉及的原理及步驟、注意事項等，缺少對儀器的感性認知及原理的理解，預習報告大多也是為了應付教師的檢查而照抄實驗教材的相關內容，因預習不夠充分，導致實驗操作過程中問題不斷。

（三）學生機械模仿，缺少創新意識

實驗課應是學生為主，教師為輔。但在實際的授課過程中，教師常常會用較多時間來講解實驗原理、操作步驟及注意事項等，在有限的自主操作時間內，大部分學生也往往是按照教師講解的步驟，機械的完成接線。整個實驗過程學生缺少獨立思考，大部分學生并沒有積極參與到實驗的設計中，過多的依賴老師，也導致學生在學習中缺乏主動性，缺少對實驗環節的設計、分析、思考能力，學習的過程并不能真正提高學生分析問題和解決問題的能力，難以培養學生的創新能力和意識。

三、基于微課的電工與電子技術實驗翻轉課堂的構建

實踐證明，電工實驗課程是十分適合翻轉課堂教學模式的，因課程的實驗項目內容相對獨立，便于教學資源的構建。同時，針對課程中的一些重難點及抽象內容，尤其是實驗原理圖復雜的實驗項目，學生在實際操作中常常會感到無從下手，搭接線路時很容易出錯，新教學模式的構建正好可以解決此類問題。電工電子實驗微課程可以將復雜、抽象、難以理解的理論知識以視頻、動畫等方式生動、形象地展示給學生，使學生更好地理解實驗原理和步驟，同時，教師也可通過微課將實驗背景及原理和技術的應用向學生展示，提高學生對知識的興趣及學習的主動性，強化學習效果[2]。

（一）微課的概念

“微課”的全稱為“微型教學視頻課例”，是基于學科的某個知識點或者是某個環節進行設計和開發的網絡視頻，并以這些微型視頻為載體，支持多種學習方式的新型課程[3]?！拔⒄n”的優勢明顯，針對性強，每節“微課”大概6分鐘到14分鐘不等，內容極其精煉，大部分知識點都能夠融合到視頻中，便于學生反復觀看和學習。視頻知識點連貫，動畫形象生動，能夠很好調動學生學習的興趣，提高學習效率和主動性。

（二）電工電子技術實驗微課的設計要點

電工實驗課程翻轉課堂教學模式的構建有幾個重要的環節，一是明確視頻的教學內容，使其更加精煉。以往教學視頻的錄制大多是隨堂實錄，形式單一，內容缺少針對性，學生自學起來較為困難。二是視頻時長要合理，視頻過長，很容易造成學生注意力下降，不能達到良好的學習效果。三是采用碎片化的教學模式，以實驗項目為框架，以不同知識點為單元。將教學內容分為實驗背景介紹、實驗儀器展示、實驗原理講解及操作步驟演示等幾部分，將每一部分教學的重點都制作成相對應的教學視頻。這樣設計的優點在于學生可以更有針對性的選擇所要學習的內容。同時，充分考慮了學習者注意力高度集中的時間段，提高了學習效率和效果。在授課知識總量不變的前提下，使重難點分布更均勻，內容更具體，使學生更好地掌握知識點。最后，教師在授課過程中要根據學生的學習狀態和效果，及時調整授課視頻內容，持續提高微課的制作質量，提升教學效果。

1. 實驗背景視頻

這類視頻主要介紹實驗發展的背景及某些技術的應用及發展方向等，比如“SSI組合邏輯電路的設計”實驗，可以把世界上第一個表決器的發明及推廣使用的實施過程做成一個小視頻。通過觀看視頻提高了學生的學習興趣，針對涉及到具體技術的實驗，可以把技術的具體應用案例通過視頻的方式展現給學生，開闊學生的工程視野。

2. 器件講解視頻

由于做電工實驗的過程中，很多所用器件都是被封裝在不同實驗箱內部，本模塊就把常用器件提取出來，進行360度的模型展示及拆分后的內部構造視頻講解（如圖1為交流接觸器的拆分講解視頻，圖2為異步電動機內部構造講解視頻），使學生在生動有趣的學習環境下了解其結構和原理，為后續的實踐操作奠定基礎。

3. 實驗原理視頻

每個實驗的實驗原理，特別是一些不易理解的抽象知識點，在課前以視頻或動畫的形式呈現給學生。供學生自行觀看并預習，使其掌握實驗項目所涉及的相關理論知識，為后續實踐操作奠定良好的理論基礎。

4. 實驗操作視頻

將每個實驗的操作環節錄制成視頻，內容上要突出重點和難點，不可將整個操作過程全部展示。視頻的意義是啟發學生的實踐思維，提高學生的創新能力，給學生留下思考的空間，而不是讓學生機械模仿、按部就班完成實驗項目，從而達到良好的學習效果。

（三）基于“微課”翻轉課堂的實現

電工電子技術實驗課程翻轉教學模式的實現，首先要求教師要對課程教學內容進行全面的掌握，對知識點的重、難點進行了分解，明確了知識點之間的邏輯關系。其次，根據課程知識點的設置制作相應的教學視頻。在視頻的制作過程中，我們更應該注重對教學資源的整理和收集，從而豐富教學視頻資源，使其更具有學習價值。根據知識點的邏輯，將知識點整合到教學視頻（每個實驗項目）中，每個項目中涉及到的重要知識點都可以作為一個視頻單元獨立存在和使用。微課視頻可以高效地傳遞知識，而課上討論式教學更有利于知識的深化和拓展，基于“微課”的翻轉課堂教學模式不僅激發了學生的興趣，而且提高了學生的主觀能動性[4]。

基于微課的電工電子課程翻轉教學模式實現流程如圖3所示。

四、實施效果

在網絡教學平臺的支持下，教師對整個實驗過程進行詳細的設計和實施，完成知識的傳授和內化，引導學生在課前進行個性化的自主學習，使學生在實驗前就可以較為充分的掌握實驗原理，并對儀器設備和整個操作過程有一定的感性認識，明確學習目標，整個過程使學生變被動為主動，徹底改變了缺少主觀能動性，照搬實驗步驟的機械學習方式。在教師的指導下，學生在課前有效的預習，為后續在課堂上獨立開展實驗奠定了良好的理論基礎，也有助于培養學生自主探究的能力。保證了預習的質量，學生在課堂上向老師提出的問題就更具有針對性和價值，教師的解答也會更好地拓寬學生對知識理解的深度和廣度。實驗結束后，學生記錄數據、反思并總結，完成實驗報告，對知識進一步的深化，教師對教學進行評價，進一步完善教學資源[4]。在課堂教學中，教師不需對實驗原理和操作過程進行講解和演示，以便留出更多的時間供學生實驗操作，很好地提高了學生的學習效果。

五、結束語

與傳統教學模式相比，電工電子技術實驗翻轉課堂的教學模式充分發揮了現代信息技術的優勢，有效地提高了學生的學習興趣，使學生更加積極、主動地探索知識，這種教學模式的優勢也決定了其未來廣闊的發展前景[5]。我們會繼續積極開展微課的制作，進一步推動現代信息技術和教育教學的深度融合，推進電工與電子技術實驗課程改革的步伐。

參考文獻：

[1]劉健智，王丹.國內外關于翻轉課堂的研究與實踐評述[J].當代教育理論與實踐，2014，6（2）：68-71.

[2]朱海生，微課在高校教學中的意義、存在的問題及對策[J].黑龍江畜牧獸醫，2016（3）：265-267.

[3]丁雪梅，張曉君，王鵬，等.翻轉課堂教學模式在大學實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2015，34（6）：207-212.

[4]閻群，李擎，崔家瑞，等.基于翻轉課堂的電工技術實驗教學研究[J].高等理科教育，2017（4）：115-120.

[5]師楠.應用型人才培養目標下的實驗教學模式探究[J].黑龍江教育（理論與實踐版），2018（4）：44-46.