基于翻轉(zhuǎn)課堂的微電子實驗教學(xué)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(yè)實驗教學(xué)模式的現(xiàn)狀和存在的問題，探索了基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂在專業(yè)實驗教學(xué)體系的應(yīng)用，闡述了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基本特點、教學(xué)活動設(shè)計、教學(xué)環(huán)境設(shè)計和考核方法，列舉了專業(yè)實驗課程中翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用實例。該教學(xué)模式對實驗課堂進行了空間和時間上的延伸，將傳統(tǒng)課堂上的“先教后學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋葘W(xué)后教”，學(xué)生心態(tài)從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，為實驗教學(xué)的進一步發(fā)展提供了新思路。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;微課;實驗教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標(biāo)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(mào)易摩擦的不斷升級，集成電路再一次被推向貿(mào)易戰(zhàn)爭的風(fēng)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(yè)，遠遠高于石油、鐵礦石等?！吨袊呻娐樊a(chǎn)業(yè)人才白皮書（2017-2018）》顯示，截至2017年底，我國集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)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(shè)，推動集成電路、第五代移動通信等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。微電子專業(yè)實驗是針對微電子科學(xué)與工程專業(yè)和集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)本科生的一門必修專業(yè)課程，是學(xué)生對專業(yè)知識進行內(nèi)化和科學(xué)實驗訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)，也是提高學(xué)生專業(yè)技能和接軌集成電路產(chǎn)業(yè)的必要環(huán)節(jié)。

隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，教學(xué)模式從傳統(tǒng)的板書授課轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗝襟w授課，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC等依托互聯(lián)網(wǎng)為傳播媒介的教學(xué)模式應(yīng)運而生[1-4]。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式是教師通過互聯(lián)網(wǎng)平臺，在課前向?qū)W生推送知識點的講解等信息[5-7]，學(xué)生自主規(guī)劃學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)節(jié)奏，在課前完成自主學(xué)習(xí)，教學(xué)活動主體由教師變?yōu)榱藢W(xué)生，教師不再占用大量的課堂時間講授知識點，而是引導(dǎo)和協(xié)助學(xué)生完成課前的資料查找和課堂上的討論，增強學(xué)生的課堂參與度。學(xué)生的學(xué)習(xí)時間從課堂上擴展到了課堂外，學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)方法更加靈活和主動。

為了不斷提高集成電路人才的培養(yǎng)質(zhì)量，高校教師需要不斷改進和提升微電子專業(yè)實驗課程的實驗內(nèi)容和授課方法，強化理論、實踐、產(chǎn)業(yè)人才需求相結(jié)合的教學(xué)模式，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實踐能力[8]。

一、專業(yè)實驗課程的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題

在傳統(tǒng)的專業(yè)實驗教學(xué)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(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒瀮?nèi)容引導(dǎo)學(xué)生思考和操作，有些較復(fù)雜的實驗需要教師提前設(shè)計好實驗操作步驟，學(xué)生按照步驟一步步地完成實驗。在此教學(xué)過程中，不管是板書還是多媒體授課，其教學(xué)活動的主體均為教師，教學(xué)模式均為教師課堂授課，學(xué)生被動接受。這種教學(xué)模式下，課堂上每個學(xué)生接受的信息總量和授課時間是相同的，但每個學(xué)生對信息的吸收和內(nèi)化所需時間不同，教師與學(xué)生的互動也比較片面，無法在課堂上了解到所有學(xué)生對知識的掌握程度，這就容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生需要在有限的課堂時間中完成額定的實驗內(nèi)容，在實驗原理講解占用較多時間的情況下，留給學(xué)生深入思考和動手操作的時間非常緊張，學(xué)生無法充分發(fā)揮其主觀能動性;受實驗場地的限制，學(xué)生在課后很難再針對實驗內(nèi)容進行溫故和探討，遺忘速度非?？臁鹘y(tǒng)教學(xué)模式下，實驗教師與學(xué)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(xiàn)象，導(dǎo)致實驗教師無法對學(xué)生進行公正有效的評價。