電子技術實驗線上線下混合式教學模式研究*

王立峰，張佳薇，劉嘉新

（東北林業大學機電工程學院，黑龍江 哈爾濱150040）

1 電子技術實驗教學模式改革的意義

隨著工程教育和新工科建設對實驗教學提出新要求，實驗課程教學改革已成為高校本科教育教學改革中的重要環節。電子技術實驗教學是電氣、自動化、電子信息等相關專業的核心基礎課程之一，具有很強的工程實踐性，同時又是后續專業課程的鋪墊和橋梁，能為學生進行復雜工程設計、參加大學生電子設計大賽和大學生創新實驗項目等活動打下堅實的實踐基礎[1-2]。

傳統的實驗教學模式以教學大綱為核心，教學過程注重理論知識的驗證，設計性實驗較少。實驗模式為：教師講解實驗原理步驟，學生按部就班地完成實驗內容[3]。雖然要求學生課前預習，但缺少具體的考核辦法，教師對于學生的實際預習情況無法掌控。實驗教學內容設計與理論課對應，課程內容側重關鍵知識點的驗證，與工程實際應用結合較少。教學過程固定在實驗室內完成，雖然在一定程度上能夠促進學生對于理論知識和實驗操作技能的掌握，但存在著實驗內容驗證有余但設計不足、脫離工程實際、實驗受空間和時間限制等諸多缺陷，不利于激發學生的學習興趣。

為了適應工程教育、專業認證及社會發展對工程人才培養的要求，積極進行線上線下混合式實驗教學改革對于學生掌握基本實驗技能、培養學生的工程意識和創新能力，全面提高學生的綜合素質具有重要的意義。

2 線上線下混合式電子技術實驗教學模式設計

電子技術實驗線上線下混合式教學模式改革，全面貫徹“以學生為中心，以成果為導向，持續改進”的工程教育理念[4]，充分利用網絡平臺，構建基于整個實驗教學活動的內部閉環的人才培養與質量管理體系。實驗教學模式按照實驗前、實驗中、實驗后3個階段規劃設計。實驗前，教師通過線上教學平臺，根據實驗項目工程應用情況給予學生引導，激發學生的學習興趣，并要求學生提前做好實驗項目的設計與仿真，同時在線上進行預習測試，掌握學生對實驗項目的預習情況。實驗中，重點考查學生的電子線路設計與連接情況，增強學生對理論知識的理解，培養學生的工程實踐能力。實驗后，利用線上資源設計拓展實驗內容，引導學生對與實驗相關的內容進行深入研究，針對學生的個性化需要進行分層次指導，培養學生的自主學習能力。同時，建立實驗教學考核評價反饋平臺，利用線上學習中心進行實驗報告批改與結果反饋，形成實驗結果的閉環控制。

3 線上線下混合式電子技術實驗教學實施方法

3.1 建設線上實驗教學平臺

建設豐富的線上實驗教學資源，輔助線下實驗課程的開展。筆者所在學校采用超星爾雅的課程學習中心平臺，教師可以在學習中心平臺上進行在線課程資源建設，如將教學視頻、PPT文檔等設為任務點讓學生自主學習。目前，已經在該平臺上建立了電子技術實驗課程的在線學習內容，學生可以利用平臺的各種教學資源完成課前預習和課后拓展實驗內容的自主學習[5]。傳統實驗教學過程中，教師對學生的預習情況無法掌握，建設線上實驗教學平臺可以大大強化實驗前預習功能，并把學生完成任務點的情況作為實驗成績考核的一部分，督促學生進行課前預習，充分了解實驗內容，為實驗的順利開展創造條件。

3.2 基于OBE理念進行實驗教學內容改革

成果導向教育（Outcomes-basedEducation，OBE）是一種以“學生”為中心、以“成果”為導向的教學設計理念，是工程教育專業認證的核心理念?；贠BE理念進行實驗教學內容改革，目的是切實培養和提高學生的工程實踐能力[6]。因此，實驗內容的設置既要按照理論教學的重點，又要結合工程應用實際，加強對學生將理論知識與工程實際應用相結合的引導，開發具有趣味性、綜合性、探索性和工程性的實驗項目[7]，更好地激發學生的學習熱情和學習自主性。

以單管放大電路實驗為例，傳統的實驗教學只能完成一種放大電路的驗證或設計，采用線上線下混合式教學法，可以充分利用線上資源進行實驗教學內容的擴充，建設內容豐富、形式多樣的課程資源。首先，讓學生在線上系統掌握電子儀器的使用和元器件的識別與檢測，做好實驗前的準備工作；然后，通過視頻實例，使學生了解放大電路的應用，激發學生進行電路設計的興趣，可以利用仿真軟件進行不同放大電路的設計與結果的驗證；最后，讓學生在真實的實驗教學環境下完成實驗的實際操作過程。

在保證教學質量的前提下，改革實驗教學學時分配，減少驗證性實驗內容，加大綜合性、設計性實驗學時。設計與工程實踐密切結合的教學內容，增加實驗項目的實用性、功能性，如開設涵蓋波形發生電路、電源電路、555應用電路設計等內容的課程，激發學生的學習興趣和熱情，鼓勵學生采用不同的電路設計實現教學目標要求，培養學生的自主學習能力，為后續進行復雜工程設計、參加各類電子競賽打下堅實的基礎。

3.3 多種實驗教學方法與手段有機結合

混合式實驗教學變革實驗教學形式，從固定在實驗室做實驗，到仿真實驗設計、線上遠程實驗操作、口袋實驗板插接實驗等多種教學形式相結合，生動、有效地開展實驗教學[8]。在實驗正式開始前，學生可充分利用線上學習平臺進行預習，利用仿真軟件進行實驗項目設計和實驗結果分析，在討論區與指導教師進行討論交流，加深對理論知識的理解和實驗電路的熟悉程度。實驗室的管理采取開放的形式，學生可提前預約實驗時間，然后進入實驗室進行操作。通過開放式的教學手段，可以充分利用學校的教學資源，激發學生的實驗興趣。同時，建設遠程實驗教學平臺，學生可以通過網絡進入實驗室，完成線路的連接與測試。還可以采用口袋實驗室的方式，提前給學生發放口袋儀器，學生可以不受實驗條件的限制，在任意地點進行實驗電路的連接和測試。綜上所述，混合式實驗教學的過程不再是單一的實驗室操作過程，而是仿真軟件、遠程實驗平臺、開放實驗室、口袋實驗室等多種手段和方法相結合的立體化實驗教學過程。

3.4 建立科學的實驗教學考核與反饋平臺

實驗結果的評價與考核既是對學生理論知識與動手能力的考核，也是反映實驗教學成效的平臺。實驗考核包括實驗預習、操作與報告等。利用線上實驗平臺，可以輕易獲取學生的預習情況，在實驗過程中，可以根據學生對儀器的使用、電路的連接等操作進行打分，實驗報告綜合反映整個實驗過程，重點考核實驗數據是否合理，結果分析是否全面、深入等。為及時反饋實驗結果，利用超星學習中心建立線上實驗考核機制。學生以作業形式提交實驗報告，教師在評語中進行報告批改并通過線上平臺反饋給學生，增強師生互動，有利于學生了解實驗中存在的問題并在后續實驗中加以改進，形成實驗教學的內部閉環，從而提高實驗教學質量。

4 結束語

基于工程教育理念的線上線下混合式實驗教學改革，通過建設豐富的線上實驗教學資源，應用仿真軟件、開放實驗室、口袋實驗室等多種教學手段，建立實驗教學考核評價反饋平臺等，在很大程度上突破了傳統實驗教學的弊端。實踐證明，混合式教學模式充分拓展了學生的理論認知，激發了學生的自主學習興趣，培養和提高了學生的工程實踐能力和創新能力。在今后的教學實踐中，要繼續對混合式實驗教學模式進行探索，以期達到更好的教學效果。