基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的電工電子實驗教學方法探索

譚 潔

（銅仁職業(yè)技術(shù)學院，貴州 銅仁 554300）

0 引 言

電工電子技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、機電一體化技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機科學與技術(shù)等工科專業(yè)的學科核心基礎(chǔ)課程，是集電路、模擬電子技術(shù)、 數(shù)字電子技術(shù)、電工技術(shù)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(chǔ)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(diào)與應用等多類重要競賽的實踐基礎(chǔ)。“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)移動教學、“翻轉(zhuǎn)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(shù)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(nèi)電工電子實驗發(fā)展現(xiàn)狀

面對信息時代網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，當前高職院校電工電子技術(shù)實驗面臨著各種各樣的考驗，傳統(tǒng)的教學方法已經(jīng)難以滿足新形勢下的教學要求?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)改變了傳統(tǒng)的面授教學模式，許多知名高校已經(jīng)在實驗課程網(wǎng)站建設(shè)方面付諸實踐，并取得了較好的教學效果。一些“互聯(lián)網(wǎng)+”教學方法的新理論、新模式不斷涌現(xiàn)，其中一些主流的方法包括慕課、微課、“翻轉(zhuǎn)課堂”等[5]。目前，國內(nèi)高職院校對于互聯(lián)網(wǎng)教學資源的建設(shè)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(jié)合電工電子技術(shù)教學的實踐經(jīng)驗，將“互聯(lián)網(wǎng)+”教學方法應用于電工電子實驗教學，初步構(gòu)建電工電子實驗教學資源，旨在提高電工電子實驗教學質(zhì)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(jīng)難以適應當前的人才培養(yǎng)需求。目前，大多數(shù)高職院校在進行電工電子技術(shù)實驗時，受到實驗設(shè)備有限、學生數(shù)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(shè)備的操作、接線等內(nèi)容的講解占據(jù)了大部分的時間，學生為了在課堂規(guī)定時間內(nèi)完成實驗任務(wù)，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(chǎn)生學生一知半解、難以做到真正的理論與實踐結(jié)合等問題。

第二， 教學內(nèi)容體系設(shè)置不合理。（1）電工、電子知識教學學時比例設(shè)置不合理。在教學過程中，重電工、輕電子的現(xiàn)象較為突出，電工知識難度系數(shù)大、實驗驗證性強，學生領(lǐng)悟能力弱；而電子知識相對簡單，設(shè)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(nèi)容體系設(shè)置導致學生難以對該課程產(chǎn)生興趣，“應付式”學習現(xiàn)象較為明顯。（2）理論實驗學時分配不合理。根據(jù)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(shè)成本高昂，數(shù)量有限，能夠開設(shè)的實驗項目受限，學生不能夠開展自主設(shè)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(zhì)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(shè)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(shè)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(shè)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(wǎng)+”的電工電子實驗教學方法研究的重要意義

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，以學生為主體的教學模式成為專業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)的核心理念，網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)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(wǎng)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(wǎng)+”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(shè)：

（1）實現(xiàn)了教學資源的共享

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，信息能夠快速、高效地傳播，線上線下相結(jié)合的混合式教學模式在教育領(lǐng)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(wǎng)拉近了師生間的距離，且多個專業(yè)的授課教師可以在網(wǎng)絡(luò)上相互交流，在一定程度上實現(xiàn)了教學資源的共享。

（2）打破傳統(tǒng)教學模式，實現(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(wǎng)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(wǎng)絡(luò)教學平臺發(fā)布，學生可以通過手機、電腦等網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)教學平臺的建設(shè)，加快了教學信息化建設(shè)。

（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(gòu)建電工電子實驗教學資源庫

在構(gòu)建資源庫時，應結(jié)合高職院校各個專業(yè)對電工電子技術(shù)的需求和實際教學情況，將其分為電工技術(shù)、電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)四大類，由淺入深，按照知識點結(jié)構(gòu)設(shè)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(nèi)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(shè)備的使用、實驗原理講解、實作實驗演示等，充分利用超星網(wǎng)、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(shè)計

電工電子實驗資源庫的建設(shè)技術(shù)路線分為前期設(shè)計、中期制作、應用發(fā)布三個階段。在前期設(shè)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(shè)計，教學團隊針對每個教學案例進行反復研討。

在實驗設(shè)計中，需要加入理論知識的講解，更多的是對理論教學內(nèi)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(shè)計方案并完成實物制作。

4.2 學生學習模塊的建設(shè)

在電工電子教學資源庫建設(shè)中，學生學習模塊的建設(shè)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(jié)構(gòu)涵蓋所有電工電子實驗的基礎(chǔ)知識，將每個知識點都進行細致的歸類，從而使教材的內(nèi)容得到有效的擴展，進而幫助學生學會和理解教材的內(nèi)容。學習單元要精心組織教學內(nèi)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(shè)置一些重要的教學網(wǎng)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(chǔ)上，增加重難點突出的實驗預習報告，在報告中設(shè)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(shè)

電工電子實驗教學資源的建設(shè)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(diào)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(nèi)容。教師團隊中可以通過互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)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(guān)的學習內(nèi)容，如老師講授、企業(yè)生產(chǎn)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(shè)

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(shù)較多、課時數(shù)有限，受實驗場地和電工電子實驗臺數(shù)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(jù)教學視頻提前在宿舍、圖書館等場所完成基礎(chǔ)實驗，且學生可以發(fā)散思維，根據(jù)實驗演示視頻自行設(shè)計實驗。

在電工電子實驗教學視頻中，包含有常用儀器設(shè)備使用、實驗原理講解、實驗操作等內(nèi)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(zhì)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(jié)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(shè)

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(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)媒介，促進網(wǎng)絡(luò)教學平臺的建設(shè)，加快教學信息化進程。

5 結(jié) 語

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)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(xiàn)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(zhì)量。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的基礎(chǔ)上通過構(gòu)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(shù)上的可行性。網(wǎng)絡(luò)電工電子資源庫的建設(shè)是一個長期的、動態(tài)的工程，要根據(jù)學校的實際情況，不斷地完善和更新網(wǎng)絡(luò)資源，以達到最佳的教學效果。