“雙微”模式在教學中的應用和實踐

朱慧博 李海霞 石魯生

摘要：為充分發(fā)揮大學生課余時間學習潛力和效力，作者結合“虛擬儀器技術”課程的特點，采用微課和微項目相結合的方式進行改革與實踐。實踐結果表明，該模式在專業(yè)學習方面能夠有效提升學生課余時間的利用率，激發(fā)學生的學習興趣，也促進了學生綜合實踐能力的培養(yǎng)。

關鍵詞：“雙微”模式;微課;微項目;虛擬儀器;LabVIEW

中圖分類號：G424.1 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2022）07-0000-03

● 研究背景

互聯(lián)網時代，越來越多的大學生將大量的課余時間浪費在網絡短視頻、新聞以及手機游戲上[1-2]，面對這種情況，如何有效利用互聯(lián)網技術將這些大量存在的、容易被碎片化的課余時間利用起來，深化學生的專業(yè)知識學習、拓寬專業(yè)知識結構就成為關注重點。筆者發(fā)現(xiàn)，在線上教學的大背景下，有針對性地開展“雙微”模式教學改革是一種有益的嘗試。

“雙微”特指微課和微項目。“微課”作為一種新的教學手段，呈現(xiàn)了“碎片化學習內容和過程”的特點[3]，這種教學方法打破了傳統(tǒng)教學的時空界限，非常適合學生課余時間進行自我學習;而“微項目”主要指在教師指導下，由學生獨立完成某個小型實用項目的任務分析、方案設計以及實施的全過程。[4]該模式適合對實踐操作要求較高的課程，對學生的專業(yè)綜合能力有一定的要求。

“虛擬儀器技術”課程需要學生在有限的學時內掌握軟件的使用方法和編程技巧，并能結合實際加以應用。該課程一般在大三年級開設，處于這一階段的學生已經具備了一定的專業(yè)基礎，符合“‘課余時間’+‘專業(yè)綜合能力’”的基本要求，因此筆者在“虛擬儀器技術”課程中采用了“雙微”模式進行改革與實踐。

● 當前教學中存在的主要問題

虛擬儀器是美國國家儀器公司（National Instruments，NI）提出的概念，虛擬儀器技術結合了現(xiàn)代儀器與計算機技術，“軟件即是儀器”是其開發(fā)理念，采用圖形化的編程語言，具有豐富、可互動的儀器面板和直觀的數據流語言編程特點，工程師可以利用通用的軟件、硬件資源快速地開發(fā)本領域的專業(yè)儀器。[5]該儀器現(xiàn)已應用于航空航天、工業(yè)控制和汽車電子等泛物聯(lián)網領域，筆者所在學校也開設了“虛擬儀器技術”課程，課程以教授LabVIEW軟件的使用方法和應用案例為主要內容，目的是讓學生掌握虛擬儀器的基本概念、原理和方法，初步具備結合傳感器技術、數據采集技術和虛擬儀器技術進行與實際應用相關的虛擬儀器設計和調試能力。

作為軟件操作類課程，其教學地點雖然都在實驗室，具備了教師可以隨時演示、學生可以隨時演練的條件優(yōu)勢，但在課程教學過程中，仍然存在不少問題，主要表現(xiàn)在四個方面：第一，教材內容體系雖然完整，但涉及的細節(jié)操作繁多。從學生角度來看，教材信息量太大，很難抓住重點;從教師角度來看，每次課都有“時間緊、任務重”的緊迫感。第二，在教師授課過程中，若個別學生某一步操作未能及時跟上，就很容易掉隊，導致學習效果大打折扣。第三，實踐環(huán)節(jié)多以孤立的知識單元內容為主，缺乏系統(tǒng)化訓練，模仿性操作偏多，無法激發(fā)學生創(chuàng)新意識。第四，課程所用的通用模塊化硬件價格昂貴，在缺乏測試環(huán)境的條件下，很難開展硬件相關實驗，而缺少硬件內容支撐的教學使學生無法構建完整測試系統(tǒng)的概念，不利于綜合能力的培養(yǎng)。

● “雙微”模式設計

1.微課設計

作為線下課堂教學的補充，微課設計并不需要包含完整的教學過程，且不一定要設計教學互動和反饋，其重點是教學時間短、教學內容精和教學重點突出。另外，教師還可以利用線下教學面對面互動的優(yōu)勢，在思維碰撞中，及時搜集學生遇到的問題和創(chuàng)造出的最優(yōu)解，課后經整理匯總，錄制典型問題的微課。

2.微項目設計

微項目在“雙微”模式中包含兩種含義，一種是在課堂講解某個知識點時所用的微項目（以下簡稱課堂微項目），另一種則是某個綜合性項目分解后的子項目（以下簡稱綜合微項目）。

課堂微項目主要是通過教師對教材的分析，在教學內容基礎上設計短小精悍的案例，側重于訓練學生對軟件的功能性操作。課堂微項目在設計過程中雖然仍以各單元內容為主，但在實際教學過程中，隨著學生所掌握的知識越來越豐富，軟件操作越來越熟練，思維也越來越開闊，各種解決方案層出不窮，在無形中鍛煉了創(chuàng)新思維能力。總之，通過線下課堂教學微項目與線上微課自學相結合，學生可以由淺入深、由點到面地掌握教學內容，逐步達成教學目標。“虛擬儀器技術”課程的線上微課、線下課堂微項目以及線上線下結合點的部分設計如下表所示。

在綜合微項目設計中，教師挑選典型綜合性案例，將其分解為多個子項目任務，設定子目標，然后以項目為主線，遵循以學生為主體、教師為輔助的基本原則，引導學生利用上機時間或課余時間，綜合其他課程知識，充分發(fā)揮自主能動性，實現(xiàn)項目的最終設計。在筆者所在學校開設的“虛擬儀器技術”課程中，教師根據專業(yè)特點，選擇了與智能家居相關的“溫度測控系統(tǒng)”和與汽車電子相關的“車速測控系統(tǒng)”兩個項目作為綜合項目。在項目完成過程中，考慮到學生通過前期課程學習已經掌握了數據采集、單片機應用等相關知識，而LabVIEW軟件也提供了豐富的、針對不同硬件的多種通信標準接口函數，教師在設計項目的時候，引導學生結合“單片機原理”“傳感器測量”等其他相關課程，構建完整的軟硬結合的測試系統(tǒng)，做到軟件學習有出處、能落地，在提高學生學習興趣的同時，進一步鍛煉學生的工程實踐能力和專業(yè)綜合能力。

● “雙微”模式實踐

“雙微”模式在“虛擬儀器技術”課程教學中的實施過程如下圖所示。教師提前將微課發(fā)布至網絡教學平臺，并布置任務要求，學生通過自學線上微課，完成練習題，掌握基本的軟件操作。教師在線下課堂主要講解重要知識點的細節(jié)性問題，幫助學生進一步熟悉vi操作。線下教學時，教師發(fā)布課堂微項目，主要由學生自主練習，自行設計項目代碼并隨堂提交，教師進行評判和總結。

在綜合微項目中，學生設計的項目所實現(xiàn)的功能不限于指定的范圍，教師要鼓勵學生在基本要求的基礎上，增添新的特色功能。所有項目經過評閱后，由教師總結反饋，將典型問題及優(yōu)秀解決方案歸納整理，再錄制成微課，供學生學習觀看，使其更加深入地認識問題，尋找最優(yōu)解，提升綜合能力，并形成閉環(huán)。

● “雙微”模式的教學反饋

“雙微”模式目前已在“虛擬儀器技術”課程教學中實施，通過發(fā)放調查問卷，發(fā)現(xiàn)學生總體上對“雙微”模式持肯定和支持的態(tài)度。綜合來看，“雙微”模式在教學實施過程中的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在四個方面：①網絡教學平臺上的微課能在智能手機、平板電腦等移動終端播放，學生可以利用碎片化時間，選擇合適的方式隨時觀看，提升了課余時間的利用率。②微課教學雖然增加了教師前期的精力投入，但整體來看，能夠減輕教師課堂教學的授課壓力，增加學生實踐動手機會，也讓教師有更多的時間和精力進行過程性指導，提升學生學習效率。③微項目的實施，讓學生擁有更多參與工程項目實訓的代入感，且由于項目設計采取目標導向，只求目標達成不論設計過程，因此學生項目設計的個性化特征較為明顯，創(chuàng)新意識顯著增強。④在微項目的教師講評環(huán)節(jié)，幫助學生之間實現(xiàn)互學互促，提高了學生的參與度和積極性，也促進了教師對教學的投入。同時，在微項目的選擇和設計上要做到專業(yè)性和實用性結合，既保證匹配學生的學習能力，又具備一定趣味性和挑戰(zhàn)性。

● 結語

“雙微”模式讓學生主觀能動性得以發(fā)揮，逐步構建了系統(tǒng)性知識體系，強化了工程實踐能力和創(chuàng)新意識。但后續(xù)還需要不斷豐富和優(yōu)化課程的微課庫、微項目庫，進一步提升“雙微”模式教學效率，逐步完善“雙微”模式實施方案，以適應更多類似的課程，擴大“雙微”模式應用范圍。

參考文獻：

[1]李小龍，高曉紅，李俊文.互聯(lián)網時代下大學生時間管理的現(xiàn)狀與研究——以三峽大學學生為例[J].教育現(xiàn)代化，2019（41）：189-190+205.

[2]張東亮.利用新媒體提升大學生時間管理能力[J].新聞戰(zhàn)線，2019（06）：139-140.

[3]李輝，邱雄邇，劉新波，等.基于微課的虛擬儀器課程混合式教學模式研究[J].當代教育理論與實踐，2016（10）：103-105.

[4]黃淑芬，朱穎，朱宏林.微課與項目式教學法結合的虛擬儀器技術課程改革研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（13）：78-80.

[5]郝麗，趙偉.LabVIEW虛擬儀器設計及應用[M].北京：清華大學出版，2019：3-5.

作者簡介：朱慧博（1979—），女，漢族，江蘇泗洪人，副教授，碩士，主要從事教學研究、智能測量技術研究;李海霞（1983—），女，漢族，山東濰坊人，講師，博士在讀，主要從事教學研究、半導體器件研究;石魯生（1978—），男，漢族，江蘇宿遷人，副教授，碩士，主要從事教學研究、安全數據庫研究。

基金項目：江蘇省高等教育科學研究“十三五”規(guī)劃課題“基于OBE理念的TBL合作式教學在信息技術類教學中的創(chuàng)新研究與實踐”（C-c/2020/01/17）;2021年宿遷學院一流課程建設項目（2021ylkc11）。