基于微課的數(shù)字電路實驗教學(xué)研究

王云霞 柴志軍 楊自恒 劉明亮

摘 要：在工程教育認證背景下，總結(jié)了微課在《數(shù)字電路實驗》的應(yīng)用方式和具體內(nèi)容，對比傳統(tǒng)實驗課程教學(xué)取得的良好效果。實踐表明，引入微課能夠有效提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程教育認證 微課 數(shù)字電路實驗

工程教育認證的核心要求是培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)人才，實驗作為初步的工程實踐，有著舉足輕重的作用[1]。我校在《數(shù)字電路實驗》教學(xué)過程中采用了目前國際較為先進的微課作為新的教學(xué)方式。微課（Micro lecture）指微小的課，具有時間短、節(jié)奏快、內(nèi)容精煉等特點，可以在少量時間內(nèi)完成一個知識點或者某項技能的學(xué)習(xí)[2]。微課迅速發(fā)展應(yīng)用到了許多教學(xué)活動中，目前已經(jīng)舉辦了多屆“全國高校微課教學(xué)比賽”，激發(fā)了廣大教師的開發(fā)熱情。為了提高學(xué)生實驗儀器的操作能力，強化實驗教學(xué)成效，我們進行了《數(shù)字電路實驗》這門實驗課的微課教學(xué)改革。

一、開展微課教學(xué)的必要性

我們教授的學(xué)生是剛剛開始進行專業(yè)實驗的學(xué)生，對實驗設(shè)備不熟悉，這為教學(xué)工作開展帶來了不利影響，有的同學(xué)經(jīng)過多個實驗項目后對復(fù)雜儀器依然不清楚操作流程和調(diào)節(jié)方法，說明我們的教學(xué)過程中不能讓學(xué)生扎實掌握儀器設(shè)備的操作方法和實驗技能。因此尋求一種高效性教學(xué)模式顯得尤為重要，微課作為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一種必然產(chǎn)物也成為一項絕佳選擇。

二、微課在《數(shù)字電路實驗》教學(xué)中的應(yīng)用

微課的內(nèi)容設(shè)計是基于課程教學(xué)中的難點而設(shè)計的，微課可以高效地進行知識輸送，在操作性課程中具有很大優(yōu)勢。微課的基本特征是簡潔化和可視化，創(chuàng)新教學(xué)過程的新模式，提高《數(shù)字電路實驗》教學(xué)效果。主要包括以下幾個方面：

1.強化基礎(chǔ)，提升課前預(yù)習(xí)作用

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，預(yù)習(xí)僅僅是完成實驗理論的預(yù)習(xí)，有的同學(xué)預(yù)習(xí)只是簡單敷衍，不能落到實處。我們在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)一般要求學(xué)生完成實驗原理和內(nèi)容的預(yù)習(xí)，錄制少量微視頻進行課前提示。學(xué)生根據(jù)提示進行預(yù)習(xí)，課內(nèi)教師將不再花費大量時間講授實驗理論，只需針對實驗講解重點注意的內(nèi)容即可，有效提高教學(xué)效率，增加課堂容量。

2.創(chuàng)新課程形式，準確定位課程難點

對于《數(shù)字電路實驗》這門課程，學(xué)生在完成過程中遇到的最多問題就是故障排除能力，這也是實驗課程的主要目的之一。主要包括以下幾點內(nèi)容：

（1）實驗儀器的規(guī)范操作

為了提高教學(xué)效果，可以將每種實驗儀器的使用錄制成視頻，以微課的形式提供給學(xué)生，學(xué)生可以多次觀看，避免學(xué)生不好意思請教老師而導(dǎo)致的教學(xué)效果不佳的情況。這部分內(nèi)容主要包括：a.示波器的操作規(guī)范;b.函數(shù)發(fā)生器的使用方法;c.數(shù)字萬用表的使用方法;d.直流穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)方法等。

（2）實驗方法與常見故障

實驗基本技能是基礎(chǔ)性內(nèi)容，需要學(xué)生正確掌握，可以按照難易程度制作短視頻：a.芯片的認識;b.輸入電平與輸出電平測量;c.故障排除方法等。

（3）破壞性實驗展示

選取實驗過程中容易發(fā)生的錯誤操作錄制成視頻，增強感官效果，具體包括：a芯片電源反接;b電容耐壓值不足和極性錯誤;c電源短路事故;d安全用電等。在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中這部分內(nèi)容由于其危害性，一般不能在課堂中反復(fù)展現(xiàn)，對學(xué)生警示效果不足[4]。可以在講解中插入這部分內(nèi)容的短視頻，增加體驗感，對危險操作加強認識。

3.提升學(xué)習(xí)高度，發(fā)揮微課在課后內(nèi)容的作用

由于課堂上課時間的壓縮，不能滿足學(xué)生對所有內(nèi)容的需求，因此錄制更為高水平的展示視頻可以幫助學(xué)生提高實驗操作能力，提升專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。我們錄制了視頻展示在實驗室公眾號中，供學(xué)生學(xué)習(xí)，形式多樣：文字、圖片、視頻、漫畫等，適應(yīng)新的教學(xué)條件。

4.注重實效，提高視頻質(zhì)量

由于《數(shù)字電路實驗》實驗項目眾多，并非所有實驗都要大量應(yīng)用微課，在教學(xué)過程中也要注意視頻的應(yīng)用數(shù)量，針對不同項目有的可能5個以上微課視頻，有的可能只有1-2個，避免出現(xiàn)“微課恐懼癥”。微課作為一種輔助教學(xué)手段，無法取代學(xué)生的實際操作，因此要把握微課適用條件，提高學(xué)習(xí)效果。

三、《數(shù)字電路實驗》應(yīng)用微課后的影響研究

通過與以前的實驗效果對比，在如下幾個方面體現(xiàn)出微課的影響。

1.教學(xué)目標達成度提高

微課視頻的應(yīng)用使學(xué)生對知識的理解較以往有明顯提高，主要體現(xiàn)在實驗完成率和優(yōu)秀率。在以往實驗項目的完成率基本在85-90%，引入微課后項目完成率達到97%;課程的優(yōu)秀率由25%提高到41%。

2.元件損耗降低，設(shè)備損壞減少

由于觀看破壞性實驗視頻，使學(xué)生心理產(chǎn)生敬畏之心，能夠按照操作規(guī)程完成實驗，原來的器件損耗率每節(jié)課在10%-15%，引入微課作為輔助教學(xué)手段后，器件損耗率下降到5%左右。由于可以反復(fù)觀看儀器操作微視頻，實驗設(shè)備的損壞率也由原來每學(xué)期的5-10%左右降到2-3%，對設(shè)備的養(yǎng)護起到良好作用。

3.提升學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)習(xí)動力

由于實驗課程進行順利，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、信心都有較大提升，學(xué)生由怕實驗操作，變成喜歡實驗、愛做實驗。

4.提升教師工作教學(xué)效果

微課的作用不僅體現(xiàn)在學(xué)生的“學(xué)”，也對教師的“教”起到了重要影響。高效的學(xué)習(xí)與高效的教是相互聯(lián)系的，在教學(xué)過程中微課的內(nèi)容是在課程進行過程中進行調(diào)整的。教師可根據(jù)實際工作中遇到的問題在微課中有針對性的解決，大大提高了實驗課堂教師的工作效率，解決了課上指導(dǎo)老師不足的問題。

結(jié)語

經(jīng)過一年的實踐，微課作為一種新的教學(xué)要素在《數(shù)字電路實驗》教學(xué)過程中起到了良好的作用，提高了教學(xué)效果。在工程教育認證背景下，實驗課程的學(xué)習(xí)關(guān)系到工程實踐基本能力，在實驗教學(xué)過程中要將畢業(yè)要求融入課程內(nèi)容，保證我們的畢業(yè)生在未來職業(yè)發(fā)展中能夠走得好走得穩(wěn)。《數(shù)字電路實驗》開展的授課方式改革，堅持以培養(yǎng)高質(zhì)量的工程師為目標導(dǎo)向，使學(xué)生由課堂參與者成為課堂主體，取得了很好的效果。

參考文獻

[1]楊奕，劉偉，賀曉蓉.面向工程教育專業(yè)認證的電氣卓越工程師培養(yǎng)模式研究[J].實驗技術(shù)與管理.2017（03）

[2]孟祥增，劉瑞梅，王廣新，等.微課設(shè)計與制作的理論與實踐[J].遠程教育雜志，2014（6）：95-96.