基于翻轉課堂的微電子實驗教學模式改革與實踐

婁永樂 馮曉麗 康海燕

摘 ?要：針對微電子專業實驗教學模式的現狀和存在的問題，探索了基于微課的翻轉課堂在專業實驗教學體系的應用，闡述了翻轉課堂教學模式的基本特點、教學活動設計、教學環境設計和考核方法，列舉了專業實驗課程中翻轉課堂的應用實例。該教學模式對實驗課堂進行了空間和時間上的延伸，將傳統課堂上的“先教后學”轉變為“先學后教”，學生心態從“要我學”轉變為“我要學”，為實驗教學的進一步發展提供了新思路。

關鍵詞：翻轉課堂;微課;實驗教學;教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）22-0135-05

Abstract： This paper describes the current situation and problems of the experimental teaching mode of microelectronics specialized course， explores the application of flipped classroom based on micro-lectures in specialized experimental teaching system， expounds the basic characteristics， instructional design， teaching environment design and assessment methods of flipped classroom teaching mode， the application examples of flipped classroom in specialized experimental courses are listed. The flipped classroom extends the space and time of the experimental course， changes the traditional course from "teaching before learning" into "learning before teaching"， and students' mentality are changed from "I have to learn" to "I want to learn"， The flipped classroom provides a new idea for the further development of microelectronics experimental teaching in China.

Keywords： flipped classroom; micro-lectures; experimental teaching; teaching reform

集成電路是我國進口金額最大的物品，75%以上的集成電路依賴進口，高端集成電路幾乎100%依賴進口。隨著中美貿易摩擦的不斷升級，集成電路再一次被推向貿易戰爭的風口，2019年第一季度集成電路進口金額為646.45億美金，是我國逆差最大的行業，遠遠高于石油、鐵礦石等。《中國集成電路產業人才白皮書（2017-2018）》顯示，截至2017年底，我國集成電路產業現有人才存量約為40萬人，人才缺口達32萬人，李克強總理在2018年的政府工作報告中指出：加快制造強國建設，推動集成電路、第五代移動通信等產業發展。微電子專業實驗是針對微電子科學與工程專業和集成電路設計與集成系統專業本科生的一門必修專業課程，是學生對專業知識進行內化和科學實驗訓練的重要基礎，也是提高學生專業技能和接軌集成電路產業的必要環節。

隨著信息化技術的快速發展，教學模式從傳統的板書授課轉變為多媒體授課，隨著互聯網技術的廣泛應用，翻轉課堂、MOOC等依托互聯網為傳播媒介的教學模式應運而生[1-4]。翻轉課堂的教學模式是教師通過互聯網平臺，在課前向學生推送知識點的講解等信息[5-7]，學生自主規劃學習時間和學習節奏，在課前完成自主學習，教學活動主體由教師變為了學生，教師不再占用大量的課堂時間講授知識點，而是引導和協助學生完成課前的資料查找和課堂上的討論，增強學生的課堂參與度。學生的學習時間從課堂上擴展到了課堂外，學習時間和學習方法更加靈活和主動。

為了不斷提高集成電路人才的培養質量，高校教師需要不斷改進和提升微電子專業實驗課程的實驗內容和授課方法，強化理論、實踐、產業人才需求相結合的教學模式，提高學生的專業素養和實踐能力[8]。

一、專業實驗課程的教學現狀和存在的問題

在傳統的專業實驗教學中，教師在課堂上先集中講解實驗原理和實驗儀器的使用方法，再根據實驗目的和實驗內容引導學生思考和操作，有些較復雜的實驗需要教師提前設計好實驗操作步驟，學生按照步驟一步步地完成實驗。在此教學過程中，不管是板書還是多媒體授課，其教學活動的主體均為教師，教學模式均為教師課堂授課，學生被動接受。這種教學模式下，課堂上每個學生接受的信息總量和授課時間是相同的，但每個學生對信息的吸收和內化所需時間不同，教師與學生的互動也比較片面，無法在課堂上了解到所有學生對知識的掌握程度，這就容易造成學生學習效果的差異性。

除此之外，在實驗室的開放時間和實驗課時的限制下，學生需要在有限的課堂時間中完成額定的實驗內容，在實驗原理講解占用較多時間的情況下，留給學生深入思考和動手操作的時間非常緊張，學生無法充分發揮其主觀能動性;受實驗場地的限制，學生在課后很難再針對實驗內容進行溫故和探討，遺忘速度非常快。傳統教學模式下，實驗教師與學生的交流只能依靠課堂互動和實驗報告，并且很難避免實驗報告的抄襲現象，導致實驗教師無法對學生進行公正有效的評價。