“互聯(lián)網(wǎng)＋”在低頻電子實驗教學中的應用

梁偲偲，楊 鵬

（武漢大學 a.電子信息學院；b.動物實驗中心，湖北 武漢 430072）

“互聯(lián)網(wǎng)＋”在低頻電子實驗教學中的應用

梁偲偲a，楊 鵬b

（武漢大學 a.電子信息學院；b.動物實驗中心，湖北 武漢 430072）

為建設(shè)“智慧創(chuàng)新實驗室”，將“互聯(lián)網(wǎng)＋”技術(shù)應用到低頻電子線路實驗教學實踐中。該文從實驗室的建設(shè)宗旨和總體規(guī)劃出發(fā)，闡述了低頻電子線路實驗室在“互聯(lián)網(wǎng)＋”時代建設(shè)所面臨的挑戰(zhàn)。對課程內(nèi)容設(shè)置及“互聯(lián)網(wǎng)＋”在低頻電子線路實驗教學中的創(chuàng)新應用進行討論，提出了實驗課程網(wǎng)絡助學模式，實現(xiàn)了創(chuàng)新資源管理與維護，探索了“互聯(lián)網(wǎng)＋”的團隊教學理念，總結(jié)了有利于實驗室建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的思考建議和實踐經(jīng)驗。新理念的實施取得了良好的效果，為實驗素質(zhì)化創(chuàng)新教學提供平臺保證。

實驗室建設(shè)；互聯(lián)網(wǎng)＋；低頻電子線路；開放式實驗

電子信息技術(shù)日新月異，對電子信息類學科專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了嚴峻挑戰(zhàn)［1］。低頻電子線路實驗是電子信息類大學生進入大學后接受系統(tǒng)電子類的實驗技能訓練的第一門專業(yè)實驗課程。開設(shè)低頻電子線路實驗教學的目的就是以教學實驗為主線，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。然而由于長期以來學生思想上存在對實驗認識不足，以及低頻電子線路的內(nèi)容陳舊等原因，導致師生僅把實驗當成一門普通理論課程的附屬環(huán)節(jié)，一直沿用陳舊的教學觀念和教學方式。隨著“互聯(lián)網(wǎng)＋”時代［2］闖入現(xiàn)代人的生產(chǎn)和生活，大數(shù)據(jù)［3］成為創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的先導源泉，不僅對眾多產(chǎn)業(yè)造成顛覆，也對高校實驗室管理帶來巨大變革［4］。低頻電子線路實驗室如何更好地融入“互聯(lián)網(wǎng)＋”時代，進一步提升資源的共享和使用效率［5］，優(yōu)化配置“互聯(lián)網(wǎng)＋”的3個核心技術(shù)：移動、云計算、人工智能［6］，探索創(chuàng)新低頻電子實驗教學是本文探討研究的重點。

1 實驗教學建設(shè)總規(guī)劃

低頻電子線路實驗室屬于武漢大學國家工科基礎(chǔ)課程電工電子教學基地的一個基礎(chǔ)實驗室，主要對電子信息學院全院5個專業(yè)方向的本科生，以及武漢大學其他學院相關(guān)專業(yè)的本科生開設(shè)模擬電路實驗、數(shù)字電路實驗、低頻電子線路課程設(shè)計、電子測量等具有獨立學分的實驗課。“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程理論抽象，尤其是模擬部分很多同學反映難度過大，難以理解。通過實踐訓練，可以加深學生對理論教學的理解，培養(yǎng)學生設(shè)計電路的能力，充分調(diào)動學習電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的積極性。

2 實驗內(nèi)容的設(shè)置

依循創(chuàng)新人才的培養(yǎng)規(guī)律，從知識結(jié)構(gòu)、實驗操作能力、創(chuàng)新教育制度等方面出發(fā)，將模擬電子線路實驗和數(shù)字電路實驗整合在一起，以提高綜合能力和綜合素質(zhì)為原則，打破模擬電路和數(shù)字電路這兩大分類的界限，對各類實驗課程進行調(diào)整與整合，建立起由基礎(chǔ)到前沿型、由接受知識到培養(yǎng)綜合能力型，逐步提高為“基礎(chǔ)型—提高型—研究創(chuàng)新型”3大層次的低頻電子線路實驗教學的新體系，如圖1所示。

圖1 低頻電子線路實驗教學新體系

3 “互聯(lián)網(wǎng)＋”在實驗教學中的應用

3.1 實驗課程網(wǎng)絡助學模式

“互聯(lián)網(wǎng)＋”給實驗室課程網(wǎng)絡助學模式帶來新的契機［7］。在武漢大學電子信息學院教學實驗中心的網(wǎng)站上提供預習的課件、微視頻和實驗思考題，并開設(shè)交流平臺讓學生可以自主學習。充分利用網(wǎng)絡資源，及時更新網(wǎng)站的內(nèi)容，提升資源共享率。具體來講，視頻資料分為3個大類：1）對于最基本的電阻、電感、電容等元器件的知識點，錄制知識介紹短片；2）對于實驗室的示波器、萬用表、信號發(fā)生器、試驗箱等儀器，錄制使用說明短片；3）對于實驗操作如搭接電路、焊接等，可以錄制規(guī)范的操作短片。利用網(wǎng)絡課程微視頻形象展示抽象、虛擬的概念，并指導現(xiàn)實實驗操作，大大提高實驗教學效益。

實現(xiàn)網(wǎng)絡助學模式，可以為學生提供一個開放、寬松的自助學習環(huán)境。一般性的實驗知識可以在課內(nèi)外從網(wǎng)絡資源或人機交互中獲取，學生有更多機會與教師進行更深層次的交流，并獲得教師個性化的指導，同時教師也有更多的精力用于自我知識的更新和師生互動。對于每一次實驗建立對應的預習思考題題庫，學生預習時需完成網(wǎng)上隨機抽取題庫中的若干題目，并提交電子版預習思考題報告。實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)果及實驗報告均采取網(wǎng)絡評判的方式，引導學生更注重實驗報告的規(guī)范化書寫，每篇預習報告及實驗報告同時由老師及學生助教批閱，分別給出修改意見返回到學生，如此反復修改1～3次后，可提交最終稿，使得實驗報告的質(zhì)量和學生的學習效率顯著提升。實現(xiàn)成績的網(wǎng)絡統(tǒng)分及管理，通過對學生成績的大數(shù)據(jù)分析，了解實驗成績與教學要素實施情況的要素的關(guān)聯(lián)性，從而能監(jiān)控其中的質(zhì)量反常問題，形成實驗課程體系的小閉環(huán)，保證教學過程的質(zhì)量和改進。實現(xiàn)網(wǎng)絡復習與知識拓展，利用QQ群、微信公眾號和郵箱等交流方式，實現(xiàn)專家遠程實時答疑和指導，給學生課內(nèi)外更多的時間和機會提出問題、思考問題。綜上所述，網(wǎng)絡助學模式實現(xiàn)了貫穿預習到復習整個過程的實驗室良性循環(huán)。

3.2 實現(xiàn)創(chuàng)新資源管理與維護

充分利用“互聯(lián)網(wǎng)＋”跨界融合、創(chuàng)新驅(qū)動、開放生態(tài)、重塑結(jié)構(gòu)和連接一切的特點，創(chuàng)新實驗室資源共建管理［8］。對于實驗室的資源實現(xiàn)“網(wǎng)上預約、門禁派位、電源控制、實驗日志”集成管理系統(tǒng)。實驗課前學生可以網(wǎng)上預約實驗，進入實驗室需要刷卡認證，由統(tǒng)一平臺實現(xiàn)自動派位、網(wǎng)絡電源控制。離開實驗室刷卡退出，自動生成實驗日志，網(wǎng)絡控制電源關(guān)閉。

實現(xiàn)創(chuàng)新資源管理，可以突破原有實驗室管理分散、效率低下、重復建設(shè)等問題，提高了實驗室的使用效率，實現(xiàn)網(wǎng)絡化、便捷化。由于低頻電子線路實驗室面向的是電子類本科低年級的初學者，學生大多沒有任何電工經(jīng)驗且好奇心較強，而實驗室的設(shè)備易于損壞，因此日常管理與維護顯得相當重要。在實驗課之前就通過多媒體課件錄制一些典型錯誤操作及由此引起的后果的視頻文件，并將視頻上傳到網(wǎng)絡共享平臺，讓學生充分預習，引起注意。對于實驗室過程中出現(xiàn)的問題，實現(xiàn)網(wǎng)絡日志記載，并及時解決。在各個實驗箱的使用上，充分考慮各儀器設(shè)備的互補與聯(lián)合，提高使用效率。

3.3 “互聯(lián)網(wǎng)＋”的教學團隊理念

面向創(chuàng)新為目標的實驗教學新模式，鼓勵學生組織團隊進行實驗。強化教學中網(wǎng)絡設(shè)備應用，自動記錄教學過程數(shù)據(jù)［9］。課題組在教學實踐活動中注重引導學生參加社會實踐、大學生科研、興趣小組等第二課堂活動，學生可以在多個實驗團隊中，通過協(xié)作的方式進行創(chuàng)新，提升自己的團隊合作與創(chuàng)新研發(fā)能力。學生不僅能夠了解經(jīng)典數(shù)電模電實驗過程，還能用當下的新技術(shù)手段來改進實驗，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計自己的實驗。實驗教學資源系統(tǒng)是學生查詢相關(guān)資料的門戶，一方面學生通過教學資源找到感興趣的部分；另一方面通過對學生搜索與學習過程的大數(shù)據(jù)分析，不斷優(yōu)化知識庫的組織結(jié)構(gòu)，提升教學資源的利用效率［10］。

4 結(jié)束語

實驗是理論與實際結(jié)合的橋梁，“互聯(lián)網(wǎng)＋”的應用已經(jīng)在低頻電子線路實驗室建設(shè)中全面展開，推動信息技術(shù)與教育教學的深度融合，為專業(yè)人才培養(yǎng)提供更好的平臺［11］，對電子信息類專業(yè)的教學改革具有一定參考價值，在運行中取得了一定積極成效，為高校培養(yǎng)人才做出了貢獻。在近3年的本科教學實踐中取得了優(yōu)異成績，培養(yǎng)了卓工班、質(zhì)廷班等特色班級，并開啟了暑期夏令營、電子協(xié)會和興趣小組模式，使累計超過1 000名學生受益。武漢大學電子信息類畢業(yè)生的就業(yè)率連續(xù)3年穩(wěn)定在95以上。當然，先進的實驗教學理念、創(chuàng)新的實驗教學方法、優(yōu)質(zhì)的教學資源模式有待以后繼續(xù)努力探索并在實踐中不斷改進完善。

［1］常維亞，邢鵬，劉迎春，等.“互聯(lián)網(wǎng)＋”時代高校實驗室信息系統(tǒng)建設(shè)論析［J］.煤炭高等教育，2016（2）：73－77.

［2］李寧，王鐵峰.打造無圍墻的實驗室——云計算時代高校計算機服務平臺建設(shè)模式探討［J］.實驗技術(shù)與管理，2013（4）：12－15.

［3］劉貽新，王成勇，吳福根，等.“協(xié)同創(chuàng)新”背景下高校實驗室建設(shè)與管理的思考與建議——赴德法兩所高校實驗室考察的啟示［J］.實驗技術(shù)與管理，2014（8）：20－24.

［4］楊宇科，楊開明.加強高校實驗室建設(shè)與管理的思考［J］.實驗技術(shù)與管理，2012（10）：204－206.

［5］馮敏俠，莊中華，勞靜.做好實驗室建設(shè)規(guī)劃促進實驗室建設(shè)發(fā)展［J］.實驗室研究與探索.2012，31（8），431－437．

［6］陳昌興.高校實驗室信息化的云計算策略與方法［J］.實驗技術(shù)與管理，2014（1），221－224．

［7］周春樵，朱思征.基于“互聯(lián)網(wǎng)＋”的“智慧創(chuàng)新實驗室”架構(gòu)研究［J］.改革與開放，2016（7）：82－84.

［8］范建林.“互聯(lián)網(wǎng)＋”高校創(chuàng)新型實驗室建設(shè)的研究與探索［J］.科教導刊（上旬刊），2016（1）：184－185.

［9］陳天霞，張惠芹，胡學龍.“互聯(lián)網(wǎng)＋”時代高校公共體育實驗室建設(shè)與教學改革［J］.實驗技術(shù)與管理，2016（6）：233－235.

［10］方東紅，岳鑫隆，王野.高校設(shè)備管理與開放共享的“互聯(lián)網(wǎng)＋”思考與探索［J］.實驗室研究與探索，2015（11）：267－270.

［11］張蕾，王曉剛，劉清華，等.新能源材料專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實驗課程改革探索［J］.教育教學論壇，2016（12）：247－248.

The Application of“Internet＋”in the Experimental Teaching of Low frequency Electronic Circuits Laboratory

LIANG Sisia，YANG Pengb
（a.College of Electronic Information；b.Center for Animal Experiment，Wuhan University，Wuhan 430072，China）

In order to constructing the“Smart innovation laboratory”，the“Internet＋”technology applied to low frequency electronic circuits experimental teaching practice.Based on the construction purpose and overall planning of the laboratory，this paper explains the challenges faced by low frequency electronic circuits laboratory in the construction of“Internet＋”from the purpose of the laboratory construction and overall planning.This paper discusses the innovative application of“Internet＋”in low frequency electronic circuits experiment teaching，puts forward the network teaching mode of experimental course，realizes the management and mainte nance of innovation of resources，explores the concept of“Internet＋”team teaching，and summarizes the thinking suggestions and practical experienceswhich are conducive to the sustainable development of laboratory construction.Finally，the implementation of the new concept has achieved good results for experimental quality of innovative teaching platform to provide a guarantee.

laboratory construction；Internet＋；low－frequency electroniccircuits；open experiment

TNT710

A

10.3969／j．issn．1672－4550.2017.03.032

2017－07－01；修改日期：2017－08－12

武漢大學設(shè)備處開放實驗基金項目（WHU－2017－610400011）。

梁偲偲（1988－），女，碩士，助理實驗師，主要從事電子線路儀器研究管理工作。