朱慧博 李海霞 石魯生

摘要：為充分發(fā)揮大學生課余時間學習潛力和效力，作者結(jié)合“虛擬儀器技術(shù)”課程的特點，采用微課和微項目相結(jié)合的方式進行改革與實踐。實踐結(jié)果表明，該模式在專業(yè)學習方面能夠有效提升學生課余時間的利用率，激發(fā)學生的學習興趣，也促進了學生綜合實踐能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：“雙微”模式;微課;微項目;虛擬儀器;LabVIEW

中圖分類號：G424.1 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2022）07-0000-03

● 研究背景

互聯(lián)網(wǎng)時代，越來越多的大學生將大量的課余時間浪費在網(wǎng)絡短視頻、新聞以及手機游戲上[1-2]，面對這種情況，如何有效利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些大量存在的、容易被碎片化的課余時間利用起來，深化學生的專業(yè)知識學習、拓寬專業(yè)知識結(jié)構(gòu)就成為關(guān)注重點。筆者發(fā)現(xiàn)，在線上教學的大背景下，有針對性地開展“雙微”模式教學改革是一種有益的嘗試。

“雙微”特指微課和微項目?！拔⒄n”作為一種新的教學手段，呈現(xiàn)了“碎片化學習內(nèi)容和過程”的特點[3]，這種教學方法打破了傳統(tǒng)教學的時空界限，非常適合學生課余時間進行自我學習;而“微項目”主要指在教師指導下，由學生獨立完成某個小型實用項目的任務分析、方案設計以及實施的全過程。[4]該模式適合對實踐操作要求較高的課程，對學生的專業(yè)綜合能力有一定的要求。

“虛擬儀器技術(shù)”課程需要學生在有限的學時內(nèi)掌握軟件的使用方法和編程技巧，并能結(jié)合實際加以應用。該課程一般在大三年級開設，處于這一階段的學生已經(jīng)具備了一定的專業(yè)基礎，符合“‘課余時間’+‘專業(yè)綜合能力’”的基本要求，因此筆者在“虛擬儀器技術(shù)”課程中采用了“雙微”模式進行改革與實踐。

● 當前教學中存在的主要問題

虛擬儀器是美國國家儀器公司（National Instruments，NI）提出的概念，虛擬儀器技術(shù)結(jié)合了現(xiàn)代儀器與計算機技術(shù)，“軟件即是儀器”是其開發(fā)理念，采用圖形化的編程語言，具有豐富、可互動的儀器面板和直觀的數(shù)據(jù)流語言編程特點，工程師可以利用通用的軟件、硬件資源快速地開發(fā)本領(lǐng)域的專業(yè)儀器。[5]該儀器現(xiàn)已應用于航空航天、工業(yè)控制和汽車電子等泛物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，筆者所在學校也開設了“虛擬儀器技術(shù)”課程，課程以教授LabVIEW軟件的使用方法和應用案例為主要內(nèi)容，目的是讓學生掌握虛擬儀器的基本概念、原理和方法，初步具備結(jié)合傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)進行與實際應用相關(guān)的虛擬儀器設計和調(diào)試能力。

作為軟件操作類課程，其教學地點雖然都在實驗室，具備了教師可以隨時演示、學生可以隨時演練的條件優(yōu)勢，但在課程教學過程中，仍然存在不少問題，主要表現(xiàn)在四個方面：第一，教材內(nèi)容體系雖然完整，但涉及的細節(jié)操作繁多。從學生角度來看，教材信息量太大，很難抓住重點;從教師角度來看，每次課都有“時間緊、任務重”的緊迫感。第二，在教師授課過程中，若個別學生某一步操作未能及時跟上，就很容易掉隊，導致學習效果大打折扣。第三，實踐環(huán)節(jié)多以孤立的知識單元內(nèi)容為主，缺乏系統(tǒng)化訓練，模仿性操作偏多，無法激發(fā)學生創(chuàng)新意識。第四，課程所用的通用模塊化硬件價格昂貴，在缺乏測試環(huán)境的條件下，很難開展硬件相關(guān)實驗，而缺少硬件內(nèi)容支撐的教學使學生無法構(gòu)建完整測試系統(tǒng)的概念，不利于綜合能力的培養(yǎng)。

● “雙微”模式設計

1.微課設計

作為線下課堂教學的補充，微課設計并不需要包含完整的教學過程，且不一定要設計教學互動和反饋，其重點是教學時間短、教學內(nèi)容精和教學重點突出。另外，教師還可以利用線下教學面對面互動的優(yōu)勢，在思維碰撞中，及時搜集學生遇到的問題和創(chuàng)造出的最優(yōu)解，課后經(jīng)整理匯總，錄制典型問題的微課。

2.微項目設計

微項目在“雙微”模式中包含兩種含義，一種是在課堂講解某個知識點時所用的微項目（以下簡稱課堂微項目），另一種則是某個綜合性項目分解后的子項目（以下簡稱綜合微項目）。

課堂微項目主要是通過教師對教材的分析，在教學內(nèi)容基礎上設計短小精悍的案例，側(cè)重于訓練學生對軟件的功能性操作。課堂微項目在設計過程中雖然仍以各單元內(nèi)容為主，但在實際教學過程中，隨著學生所掌握的知識越來越豐富，軟件操作越來越熟練，思維也越來越開闊，各種解決方案層出不窮，在無形中鍛煉了創(chuàng)新思維能力。總之，通過線下課堂教學微項目與線上微課自學相結(jié)合，學生可以由淺入深、由點到面地掌握教學內(nèi)容，逐步達成教學目標?！疤摂M儀器技術(shù)”課程的線上微課、線下課堂微項目以及線上線下結(jié)合點的部分設計如下表所示。

在綜合微項目設計中，教師挑選典型綜合性案例，將其分解為多個子項目任務，設定子目標，然后以項目為主線，遵循以學生為主體、教師為輔助的基本原則，引導學生利用上機時間或課余時間，綜合其他課程知識，充分發(fā)揮自主能動性，實現(xiàn)項目的最終設計。在筆者所在學校開設的“虛擬儀器技術(shù)”課程中，教師根據(jù)專業(yè)特點，選擇了與智能家居相關(guān)的“溫度測控系統(tǒng)”和與汽車電子相關(guān)的“車速測控系統(tǒng)”兩個項目作為綜合項目。在項目完成過程中，考慮到學生通過前期課程學習已經(jīng)掌握了數(shù)據(jù)采集、單片機應用等相關(guān)知識，而LabVIEW軟件也提供了豐富的、針對不同硬件的多種通信標準接口函數(shù)，教師在設計項目的時候，引導學生結(jié)合“單片機原理”“傳感器測量”等其他相關(guān)課程，構(gòu)建完整的軟硬結(jié)合的測試系統(tǒng)，做到軟件學習有出處、能落地，在提高學生學習興趣的同時，進一步鍛煉學生的工程實踐能力和專業(yè)綜合能力。

● “雙微”模式實踐

“雙微”模式在“虛擬儀器技術(shù)”課程教學中的實施過程如下圖所示。教師提前將微課發(fā)布至網(wǎng)絡教學平臺，并布置任務要求，學生通過自學線上微課，完成練習題，掌握基本的軟件操作。教師在線下課堂主要講解重要知識點的細節(jié)性問題，幫助學生進一步熟悉vi操作。線下教學時，教師發(fā)布課堂微項目，主要由學生自主練習，自行設計項目代碼并隨堂提交，教師進行評判和總結(jié)。

在綜合微項目中，學生設計的項目所實現(xiàn)的功能不限于指定的范圍，教師要鼓勵學生在基本要求的基礎上，增添新的特色功能。所有項目經(jīng)過評閱后，由教師總結(jié)反饋，將典型問題及優(yōu)秀解決方案歸納整理，再錄制成微課，供學生學習觀看，使其更加深入地認識問題，尋找最優(yōu)解，提升綜合能力，并形成閉環(huán)。

● “雙微”模式的教學反饋

“雙微”模式目前已在“虛擬儀器技術(shù)”課程教學中實施，通過發(fā)放調(diào)查問卷，發(fā)現(xiàn)學生總體上對“雙微”模式持肯定和支持的態(tài)度。綜合來看，“雙微”模式在教學實施過程中的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在四個方面：①網(wǎng)絡教學平臺上的微課能在智能手機、平板電腦等移動終端播放，學生可以利用碎片化時間，選擇合適的方式隨時觀看，提升了課余時間的利用率。②微課教學雖然增加了教師前期的精力投入，但整體來看，能夠減輕教師課堂教學的授課壓力，增加學生實踐動手機會，也讓教師有更多的時間和精力進行過程性指導，提升學生學習效率。③微項目的實施，讓學生擁有更多參與工程項目實訓的代入感，且由于項目設計采取目標導向，只求目標達成不論設計過程，因此學生項目設計的個性化特征較為明顯，創(chuàng)新意識顯著增強。④在微項目的教師講評環(huán)節(jié)，幫助學生之間實現(xiàn)互學互促，提高了學生的參與度和積極性，也促進了教師對教學的投入。同時，在微項目的選擇和設計上要做到專業(yè)性和實用性結(jié)合，既保證匹配學生的學習能力，又具備一定趣味性和挑戰(zhàn)性。

● 結(jié)語

“雙微”模式讓學生主觀能動性得以發(fā)揮，逐步構(gòu)建了系統(tǒng)性知識體系，強化了工程實踐能力和創(chuàng)新意識。但后續(xù)還需要不斷豐富和優(yōu)化課程的微課庫、微項目庫，進一步提升“雙微”模式教學效率，逐步完善“雙微”模式實施方案，以適應更多類似的課程，擴大“雙微”模式應用范圍。

參考文獻：

[1]李小龍，高曉紅，李俊文.互聯(lián)網(wǎng)時代下大學生時間管理的現(xiàn)狀與研究——以三峽大學學生為例[J].教育現(xiàn)代化，2019（41）：189-190+205.

[2]張東亮.利用新媒體提升大學生時間管理能力[J].新聞戰(zhàn)線，2019（06）：139-140.

[3]李輝，邱雄邇，劉新波，等.基于微課的虛擬儀器課程混合式教學模式研究[J].當代教育理論與實踐，2016（10）：103-105.

[4]黃淑芬，朱穎，朱宏林.微課與項目式教學法結(jié)合的虛擬儀器技術(shù)課程改革研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（13）：78-80.

[5]郝麗，趙偉.LabVIEW虛擬儀器設計及應用[M].北京：清華大學出版，2019：3-5.

作者簡介：朱慧博（1979—），女，漢族，江蘇泗洪人，副教授，碩士，主要從事教學研究、智能測量技術(shù)研究;李海霞（1983—），女，漢族，山東濰坊人，講師，博士在讀，主要從事教學研究、半導體器件研究;石魯生（1978—），男，漢族，江蘇宿遷人，副教授，碩士，主要從事教學研究、安全數(shù)據(jù)庫研究。

基金項目：江蘇省高等教育科學研究“十三五”規(guī)劃課題“基于OBE理念的TBL合作式教學在信息技術(shù)類教學中的創(chuàng)新研究與實踐”（C-c/2020/01/17）;2021年宿遷學院一流課程建設項目（2021ylkc11）。