基于過(guò)程反饋的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式研究與探索

李志敏 陸熊 姚睿 陳燕 田祥瑞

[摘 要]實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的有效途徑。該文以“電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)課程群為例，利用先進(jìn)的信息技術(shù)和數(shù)據(jù)處理資源，構(gòu)建一種過(guò)程反饋式實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)新模式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程、實(shí)時(shí)反饋，有利于持續(xù)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。

[關(guān)鍵詞]過(guò)程反饋;實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式;信息技術(shù);云桌面

[基金項(xiàng)目]2018年度南京航空航天大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“人工智能新時(shí)代下面向工程應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)”（2018YJXGG02）;2019年度南京航空航天大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“基于大數(shù)據(jù)的反饋式‘模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”（2018050300051855）;2016年度南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教改項(xiàng)目“基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的‘單片微控制器原理及應(yīng)用教學(xué)模式改革”（CAE2016-20）

[作者簡(jiǎn)介]李志敏（1991—），女，江蘇南通人，碩士，南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事電子技術(shù)與智能感知研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）33-0198-02[收稿日期] 2020-03-06

在新工科背景下，提高高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和實(shí)踐育人水平成為目前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作任務(wù)的重點(diǎn)[1]。提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，需要適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的新要求，遵循信息化時(shí)代教育教學(xué)的新規(guī)律。因此，推進(jìn)信息技術(shù)與高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，不斷加強(qiáng)高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)與應(yīng)用成為新的趨勢(shì)[2]。

反饋式教學(xué)理念充分體現(xiàn)了以學(xué)生為本的教學(xué)思想，讓真正地實(shí)現(xiàn)教書(shū)育人成為可能[3]。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)++教育”的理念被充分重視[4]。因此，本文利用先進(jìn)的信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)資源構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室云桌面教學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程、反饋式教學(xué)新模式，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和水平[5]。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程群是所有電學(xué)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程[6]。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是鞏固電子技術(shù)科學(xué)理論知識(shí)的必要手段。信息技術(shù)的變革發(fā)展對(duì)高等教育提出了開(kāi)放辦學(xué)、資源共享的新要求[7]，而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備逐漸顯現(xiàn)出一些不足。

（一）理論與實(shí)踐相脫節(jié)

電子技術(shù)課程群的理論知識(shí)具有較強(qiáng)的銜接性，而目前理論知識(shí)授課和實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排的時(shí)間和內(nèi)容往往出現(xiàn)脫節(jié)，學(xué)生個(gè)體之間的理論知識(shí)儲(chǔ)備也具有很大的差異性。因此，課堂上實(shí)驗(yàn)教師對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)需要進(jìn)行重復(fù)講授，限制了學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新拓展能力的發(fā)揮。

（二）課堂指導(dǎo)效率低下

由于實(shí)驗(yàn)課程和學(xué)生人數(shù)多，而電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容復(fù)雜，涉及細(xì)節(jié)眾多，課堂上教師的巡視指導(dǎo)難以解決每位學(xué)生遇到的不同問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)老師難以做到“手把手”地教學(xué)，因此很難保證學(xué)生掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技巧，更不能保證實(shí)踐創(chuàng)新能力的提升。

（三）課程評(píng)價(jià)機(jī)制單一

由于實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間有限，而學(xué)生人數(shù)眾多，授課教師很難通過(guò)課堂及作業(yè)準(zhǔn)確、全面地掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的完成情況和學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)單一的課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告無(wú)法準(zhǔn)確地體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在的抄襲現(xiàn)象更是不利于實(shí)驗(yàn)課程的及時(shí)反饋和持續(xù)改進(jìn)。

二、過(guò)程反饋式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)課程中存在的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)課程脫節(jié)、教師課堂指導(dǎo)效率低下、課程評(píng)價(jià)機(jī)制缺乏科學(xué)性等一系列問(wèn)題提出一種基于過(guò)程反饋的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)云桌面系統(tǒng)，結(jié)合課程內(nèi)容設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)與測(cè)試、課堂操作與數(shù)據(jù)提交、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等模塊，全過(guò)程、實(shí)時(shí)采集學(xué)情數(shù)據(jù)，通過(guò)信息反饋與分析有力整合師生資源，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量并促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

以“遠(yuǎn)程、開(kāi)放、共享、創(chuàng)新”為核心理念，采用高性能服務(wù)器+瘦終端的架構(gòu)，構(gòu)建了一個(gè)大數(shù)據(jù)、可交互的智慧實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件系統(tǒng)，如下圖所示。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)構(gòu)建教師用戶與學(xué)生用戶組成的高速局域網(wǎng)絡(luò)。利用服務(wù)器信息存儲(chǔ)能力構(gòu)建一個(gè)教學(xué)資源池，授課教師與學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)高效的信息共享功能。學(xué)生可以利用智慧云實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬仿真和數(shù)據(jù)計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)各種難度要求的綜合性實(shí)驗(yàn)，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（二）實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容改革

為了實(shí)現(xiàn)“電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)課程全方位、實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)反饋，加強(qiáng)師生互動(dòng)，改善教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)，針對(duì)“電子技術(shù)”課程的理論和實(shí)踐要求，對(duì)其實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容進(jìn)行了整合重構(gòu)。

1.實(shí)驗(yàn)知識(shí)與操作預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)。課前編排與本次課程內(nèi)容配套的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)內(nèi)容，提煉相關(guān)的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作基本技巧，設(shè)計(jì)與之對(duì)應(yīng)的預(yù)習(xí)測(cè)試題目，以圖文、視頻等形式通過(guò)云桌面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)推送給學(xué)生終端。通過(guò)云桌面系統(tǒng)軟件下的教師權(quán)限實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)時(shí)間和預(yù)習(xí)效果，為課堂教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定、課程改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。

2.實(shí)驗(yàn)課堂內(nèi)容模塊化設(shè)計(jì)。將大規(guī)模、復(fù)雜化的課堂實(shí)驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)操作步驟和任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行模塊劃分，學(xué)生通過(guò)云桌面系統(tǒng)構(gòu)建的智能師生課堂互動(dòng)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分步提交和在線提問(wèn)。教師根據(jù)學(xué)生提交的數(shù)據(jù)、圖片等階段性實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性講評(píng)和答疑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的精細(xì)劃分和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的實(shí)時(shí)反饋，幫助授課教師統(tǒng)籌把握課堂節(jié)奏，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

3.學(xué)生評(píng)價(jià)與課程改進(jìn)策略設(shè)計(jì)。利用云桌面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理能力，根據(jù)學(xué)生的課堂互動(dòng)情況和反饋的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，客觀全面地生成相應(yīng)的學(xué)生能力評(píng)價(jià)和課程教學(xué)評(píng)價(jià)，作為課程持續(xù)改進(jìn)的依據(jù)，助力課程品質(zhì)提升。

三、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題，以模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)為試點(diǎn)，基于智慧云桌面系統(tǒng)設(shè)計(jì)了包含課前預(yù)習(xí)、課堂授課、課后評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。利用云桌面系統(tǒng)的高速網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源互通，打破了傳統(tǒng)課堂的時(shí)間和空間局限，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。同時(shí)，利用云桌面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程數(shù)據(jù)采集和多維度評(píng)估，從而構(gòu)建起一種基于過(guò)程反饋的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，形成教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。

參考文獻(xiàn)

[1]國(guó)務(wù)院辦公廳.國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/content/ 2015-05/13/content_9740.htm，2015-05-13.

[2]高東鋒.信息化時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的要求、思路與路徑[J].中國(guó)高教研究，2018，（4）：93-96.

[3]劉顯國(guó).反饋法教學(xué)[J].中國(guó)教育學(xué)刊，1994，（4）：24-28.

[4]平和光，杜亞麗.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”：機(jī)遇、挑戰(zhàn)與對(duì)策[J].現(xiàn)代教育管理，2016，（1）：13-18.

[5]黃琰，蔣玲，黃磊.翻轉(zhuǎn)課堂在“現(xiàn)代教育技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)電化教育，2014，（4）：110-115.

[6]袁小平，陳燁，陳世海，等.基于“虛實(shí)結(jié)合”的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程群體系建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（8）：216-220.

[7]周旭章，汪財(cái)生，朱秋華，等.多學(xué)科共享實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27（11）：196-199.

Research and Exploration of Experimental Teaching Model Based on Process Feedback

LI Zhi-min， LU Xiong， YAO Rui， CHEN Yan， TIAN Xiang-rui

（College of Automation Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，

Nanjing， Jiangsu 211106， China）

Abstract： Experimental teaching is an effective way to improve students' practical ability and innovative spirit. Taking the Electronic Technology experimental course group as an example， using advanced information technology and data processing resources， a new experimental teaching model based on the process feedback can be constructed. Through the whole process and real-time feedback of the experimental teaching， it is conducive to improving the quality and level of experimental teaching.

Key words： process feedback; experimental teaching model; information technology; cloud desktop