基于“互聯(lián)網+”的電工電子實驗教學方法探索

譚 潔

（銅仁職業(yè)技術學院，貴州 銅仁 554300）

0 引 言

電工電子技術是物聯(lián)網技術、機電一體化技術、自動化技術、計算機科學與技術等工科專業(yè)的學科核心基礎課程，是集電路、模擬電子技術、 數字電子技術、電工技術等為一體的專業(yè)必修課程，也是致力于培養(yǎng)學生專業(yè)基礎能力、思維創(chuàng)新能力的理實一體化課程[1-3]。而電工電子實驗是電子信息類技能大賽、電子電路裝調與應用等多類重要競賽的實踐基礎?！盎ヂ?lián)網+”時代，網絡和信息的發(fā)展為以學生實踐能力為導向的電工電子實驗教學研究提供了良好的環(huán)境，使互聯(lián)網移動教學、“翻轉課堂”教學成為可能[4]。建立一個以培養(yǎng)學生技能為主的電工電子技術實驗資源庫，打破傳統(tǒng)的受實驗環(huán)境、時間限制的實驗教學方式，讓學生在任何時候都可以學習和查閱，最大限度地滿足他們的學習需要。

1 國內電工電子實驗發(fā)展現狀

面對信息時代網絡的高速發(fā)展，當前高職院校電工電子技術實驗面臨著各種各樣的考驗，傳統(tǒng)的教學方法已經難以滿足新形勢下的教學要求?；ヂ?lián)網技術改變了傳統(tǒng)的面授教學模式，許多知名高校已經在實驗課程網站建設方面付諸實踐，并取得了較好的教學效果。一些“互聯(lián)網+”教學方法的新理論、新模式不斷涌現，其中一些主流的方法包括慕課、微課、“翻轉課堂”等[5]。目前，國內高職院校對于互聯(lián)網教學資源的建設主要集中于理論教學，對于實驗教學的研究和應用相對較少。本文結合電工電子技術教學的實踐經驗，將“互聯(lián)網+”教學方法應用于電工電子實驗教學，初步構建電工電子實驗教學資源，旨在提高電工電子實驗教學質量。

2 高職院校電工電子實驗存在的問題

第一，教師演示為主、學生實踐為輔的教學模式已經難以適應當前的人才培養(yǎng)需求。目前，大多數高職院校在進行電工電子技術實驗時，受到實驗設備有限、學生數量較多、學時要求緊湊等因素限制，為了能夠滿足課程的順利開展，需要對學生進行分組實驗，在實驗過程中教師對實驗安全、注意事項、儀器設備的操作、接線等內容的講解占據了大部分的時間，學生為了在課堂規(guī)定時間內完成實驗任務，只能照搬教師的操作過程，缺乏獨立思考的過程。這種教師講授為主、演示較多、學生動手偏少的實驗教學模式，容易產生學生一知半解、難以做到真正的理論與實踐結合等問題。

第二， 教學內容體系設置不合理。（1）電工、電子知識教學學時比例設置不合理。在教學過程中，重電工、輕電子的現象較為突出，電工知識難度系數大、實驗驗證性強，學生領悟能力弱；而電子知識相對簡單，設計創(chuàng)新性強，容易激發(fā)學生興趣。但是，在教學規(guī)劃時，電工知識所占的學時比例偏多、電子知識所占學時比例偏少，且先電工后電子教學的內容體系設置導致學生難以對該課程產生興趣，“應付式”學習現象較為明顯。（2）理論實驗學時分配不合理。根據教學要求，理實一體化課程理論和實驗所占比例為1：1。但是，在教學過程中，教師講授占主導地位，在有限的教學時間里，學生處于“觀摩式”學習，缺乏主動參與度，對學生動手能力和實踐能力的培養(yǎng)十分不利。

第三，完全依賴電工電子實驗臺開展實驗，缺乏對面包板等“口袋”實驗資源的應用。部分高職院校完全依賴于電工電子實驗臺進行實驗，電工電子實驗臺建設成本高昂，數量有限，能夠開設的實驗項目受限，學生不能夠開展自主設計的實驗，且部分高職院校的電工實驗臺陳舊，維護不到位，無法保障實驗的正常開展，嚴重影響實踐教學質量。另外，電工實驗臺對實驗的開放度不高，僅靠教學時間難以使學生的實踐能力得到很好的鍛煉。面包板等實驗資源可以打破電工電子實驗臺限制，學生可以自行完成自主設計實驗，彌補電工實驗臺的不足。

第四，高職院校對電工電子實驗資源建設的重視程度不高，在資源庫上的投資相對較少。許多院校的實驗資源庫來源于電工電子實驗臺廠家，受設備模塊限制，存在資源庫的更新滯后、共享程度不高等問題。另外，學生“機械式”地照搬教師的演示過程，進行固定的模塊化實驗，學生學習熱情不高，難以激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

3 基于“互聯(lián)網+”的電工電子實驗教學方法研究的重要意義

“互聯(lián)網+”時代，以學生為主體的教學模式成為專業(yè)建設和課程建設的核心理念，網絡和信息技術的發(fā)展為以學生實踐能力為導向的電工電子實驗教學研究提供了良好的環(huán)境，使互聯(lián)網移動教學成為可能。開展以培養(yǎng)學生實踐技能為主的“互聯(lián)網+”電工電子實驗教學方法研究，將促進以下三方面的教學建設：

（1）實現了教學資源的共享

隨著互聯(lián)網的發(fā)展和普及，信息能夠快速、高效地傳播，線上線下相結合的混合式教學模式在教育領域掀起了一股熱潮[6]。將電工電子實驗教學資源在線上發(fā)布，通過互聯(lián)網拉近了師生間的距離，且多個專業(yè)的授課教師可以在網絡上相互交流，在一定程度上實現了教學資源的共享。

（2）打破傳統(tǒng)教學模式，實現學生自主學習

打破傳統(tǒng)課堂以教師講授為主、學生實踐為輔的教學模式。傳統(tǒng)的電工電子實驗教學主要是在實驗室里進行，授課教師將所演示的內容集中在一起，因為課時有限，老師們會盡可能地縮短授課的時間，盡可能地將所講的內容詳盡，同時也很少與學生交流，“填鴨式”的教學方式造成了學生無法完全接收老師傳達的信息，對實驗內容的理解不夠透徹，特別是遇到的某些問題往往是“知其然，不知其所以然”，更談不上如何排查故障、解決故障。在互聯(lián)網的背景下，教師通過錄制電工電子實驗演示視頻的形式在網絡教學平臺發(fā)布，學生可以通過手機、電腦等網絡設備利用碎片化時間觀看實驗視頻，并且可以通過QQ群、超星網等網絡媒介，隨時隨地與老師、同學討論實驗難題，讓學生的參與感得到了極大的提升，讓老師們從一開始的主導者變成了引導者，促進了網絡教學平臺的建設，加快了教學信息化建設。

（3）利用面包板、電子散件等“口袋”實驗器材，彌補實驗臺實驗教學的不足。電工電子是操作性很強的課程，對于初學者也是比較抽象、復雜的課程，通過給學生發(fā)放“口袋”實驗器材的方法，可以打破實驗室空間和開放時間的限制[7]，學生可以隨時隨地利用“口袋”實驗器材進行實驗，有利于激發(fā)學生的學習興趣，并且引導學生進行創(chuàng)新型實驗。

4 構建電工電子實驗教學資源庫

在構建資源庫時，應結合高職院校各個專業(yè)對電工電子技術的需求和實際教學情況，將其分為電工技術、電路基礎、模擬電子技術、數字電子技術四大類，由淺入深，按照知識點結構設計具有專業(yè)特色的實驗案例，既保證每個模塊的獨立性，又使每個模塊間存在內在聯(lián)系。通過自制實驗教學視頻儲備課程資源，例如常用儀器設備的使用、實驗原理講解、實作實驗演示等，充分利用超星網、學習通等教學平臺，將教學空間延伸到實驗室、教學時間外。

4.1 教學資源庫素材設計

電工電子實驗資源庫的建設技術路線分為前期設計、中期制作、應用發(fā)布三個階段。在前期設計階段，需要確定教學視頻清單，然后對每個教學視頻進行解說詞模版設計，教學團隊針對每個教學案例進行反復研討。

在實驗設計中，需要加入理論知識的講解，更多的是對理論教學內容的解釋和補充[8]，同樣的知識點通過實驗演示的方法傳達出來，以滿足學生的學習需求；在實驗演示中要區(qū)分重難點進行講解，循序漸進，為學生演示實驗的每一步操作，加深對知識的理解，從而達到舉一反三的效果；通過視頻的講解能夠激發(fā)學生的學習興趣和發(fā)散思維，鼓勵學生自行設計方案并完成實物制作。

4.2 學生學習模塊的建設

在電工電子教學資源庫建設中，學生學習模塊的建設是核心，該模塊要針對學生的實際情況，建立相應的功能模塊，保證學生在資源庫中快速地查找到自己想要了解和掌握的知識；將知識點的結構涵蓋所有電工電子實驗的基礎知識，將每個知識點都進行細致的歸類，從而使教材的內容得到有效的擴展，進而幫助學生學會和理解教材的內容。學習單元要精心組織教學內容，采用多種形式，如圖片、音頻、視頻等，以滿足學生的不同需要。此外，還應該設置一些重要的教學網頁，通過3D動畫、FLASH、實物操作等多種生動的方式來展示知識。在此基礎上，增加重難點突出的實驗預習報告，在報告中設置實驗思考題，以便老師掌握學生的預習情況。

4.3 教師共享資源建設

電工電子實驗教學資源的建設不僅僅是一個教師的事情，還需要整個教研團隊一起相互配合、研討，深入多個高校和企業(yè)進行調研、學習，然后將資源進行整合，不斷完善教學大綱和課程標準，共同努力豐富教學內容。教師團隊中可以通過互聯(lián)網建設遠程共享資源庫，在資源庫中將不同學校、不同教師的優(yōu)秀教學錄像資料及時更新，以便教師研究學習。同時，在教師共享資源庫中實時更新教學計劃和進度，團隊間分工合作，共同制作完善供學生學習的實驗手冊和教學視頻。在典型案例分享中，要包含有關的學習內容，如老師講授、企業(yè)生產中的典型案例、學生學習成果的展示等，以豐富教師的教學資源，及時反饋學生的學習情況，適當修改教學進度，為學生更好地學習電工電子方面的知識做好保障工作。

4.4 電工電子實驗模塊建設

實踐是檢驗真理的唯一標準。一切課程的最終目的都在于增強學生的實踐能力，特別是電工電子實驗教學的重點在于培養(yǎng)學生的動手能力，使他們能夠更好地融入到工作中去。由于學生人數較多、課時數有限，受實驗場地和電工電子實驗臺數量的影響，只能分組實驗，學生機械式地照搬教師的接線過程，缺少獨立思考過程。為打破電工電子實驗臺教學的局限性，提出購置面包板、電子元器件散件、導線、萬用表等“口袋”電工電子實驗工具，將實驗工具提前發(fā)放給學生，學生可以根據教學視頻提前在宿舍、圖書館等場所完成基礎實驗，且學生可以發(fā)散思維，根據實驗演示視頻自行設計實驗。

在電工電子實驗教學視頻中，包含有常用儀器設備使用、實驗原理講解、實驗操作等內容，每個視頻以微課的形式進行展示，時長在5～20分鐘為宜。微型課程雖然耗時短，但其信息量大、易于普及和使用，學生可以利用這種微型課程進行課前預習、課后溫習，突出了學習的重點，提高了課堂的效率，既方便了老師，又能加深學生的印象，提升了教學質量。

此外，在教學視頻中還應包含模擬軟件[9]的使用，如Multisim、Proteus等電工電子模擬仿真軟件[10]，學生在模擬軟件上進行實驗，可以打破實驗室空間和開放時間的限制，可以隨時隨地利用自帶筆記本電腦進行仿真實驗。由于虛擬仿真實驗形象具體，增強了學生的感性認識，在仿真實驗后再通過實物對知識點進行實驗驗證，虛實結合、相輔相成，有利于增強學生的學習興趣、激發(fā)學生的創(chuàng)新性思維。

4.5 師生互動模塊建設

為了加強師生間的交流，及時為學生解答自主實驗的難題，可以充分利用QQ群、超星網等網絡媒介，促進網絡教學平臺的建設，加快教學信息化進程。

5 結 語

隨著“互聯(lián)網+”技術的發(fā)展，高職院校電工電子專業(yè)的傳統(tǒng)教學模式已不能適應現代教育的需要，只有通過改革，才能提高高職電工電子專業(yè)的教學質量。在“互聯(lián)網+”的基礎上通過構建和推廣資源庫來探索電工電子實驗教學方法，既能整合、優(yōu)化、共享教育資源，又能使學生的自學具備技術上的可行性。網絡電工電子資源庫的建設是一個長期的、動態(tài)的工程，要根據學校的實際情況，不斷地完善和更新網絡資源，以達到最佳的教學效果。