鄒旺，吉暢，何超

(1.六盤水師范學(xué)院工程實訓(xùn)中心，貴州六盤水553004；2.六盤水師范學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院，貴州六盤水553004；3.六盤水師范學(xué)院教務(wù)處，貴州六盤水553004)

新工科背景下對高校等院校本科教育教學(xué)提出更高的要求，特別是對于應(yīng)用型人才培養(yǎng)來說，實驗課程作為本科人才培養(yǎng)體系的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生實踐應(yīng)用能力方面具有重要的作用[1-2]，基于此，提高實驗課教學(xué)水平、擴展教學(xué)資源對于促進高質(zhì)量人才培養(yǎng)具有重要的意義。“電工電子技術(shù)實驗課程”作為理論教學(xué)的延伸部分，是工科專業(yè)學(xué)生一門重要的基礎(chǔ)實驗課程，具有很強的應(yīng)用性。該課程的主要任務(wù)是加深學(xué)生對電工電子技術(shù)理論知識的理解，進而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用電工、電子技術(shù)解決實際問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生建立工程理念和工程思維，在學(xué)習(xí)中提升自學(xué)能力、動手能力，在合作中領(lǐng)會團隊精神。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，將信息技術(shù)與教育教學(xué)改革深度融合是必然的趨勢[3-5],因此，有效地利用互聯(lián)網(wǎng)平臺、仿真軟件等手段創(chuàng)新教學(xué)模式，提高教學(xué)效果，成為電工電子技術(shù)實驗課程教學(xué)改革的一項重要任務(wù)。

1 電工電子技術(shù)實驗課教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的電工電子技術(shù)實驗課程教學(xué)在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，加深學(xué)生對理論知識的理解，但在培養(yǎng)學(xué)生積極自主學(xué)習(xí)、主動思考、主動解決實際問題方面嚴重不足，學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)得不到很好的提升。具體表現(xiàn)以下四個方面：

1)實驗教學(xué)方法單一，創(chuàng)新性不足。傳統(tǒng)的電工電子技術(shù)實驗課程教學(xué)未能結(jié)合新時代大學(xué)生的特點和有效利用信息技術(shù)的便利開展線上線下混合教學(xué)，教學(xué)方式是老師通過講授實驗原理，然后在實驗平臺上給學(xué)生進行現(xiàn)場演示，學(xué)生只需采用記憶老師演示實驗電路接線過程的方式就可以完成實驗，教學(xué)方式單一，無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，不利于培養(yǎng)學(xué)生主動分析和解決問題能力[6]。

2)實驗教學(xué)內(nèi)容不豐富。傳統(tǒng)的電工電子技術(shù)實驗內(nèi)容主要為基礎(chǔ)性、驗證性實驗，缺乏設(shè)計性和綜合性實驗，學(xué)生機械地對照實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容去驗證實驗結(jié)果，實驗內(nèi)容陳舊、無法與理論結(jié)合的同時與實踐應(yīng)用脫節(jié)。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和手段無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，創(chuàng)新思維和實踐動手能力得不到很好的培養(yǎng)。

3)實驗設(shè)備過度使用，使用壽命降低。學(xué)生課前沒有進行預(yù)習(xí)或者對實驗電路原理、實驗內(nèi)容不清楚情況下，在課上對于復(fù)雜實驗電路接線容易出錯，頻繁地拔插接線插頭，實驗設(shè)備會被過度使用，容易損壞實驗設(shè)備，實驗成本也隨之增高，而且學(xué)生在實驗過程花費大量精力在查錯上，導(dǎo)致實驗效率低，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4)實驗考核評價方式不完善。傳統(tǒng)電工電子技術(shù)實驗課程考核方式主要以平時考勤、過程接線考評、實驗報告為主，缺乏過程中動手能力、組織能力、主觀能動性等內(nèi)容的考核。單一的考核方式學(xué)生容易完成考核的內(nèi)容，使得學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動創(chuàng)新的積極性不高，而且對學(xué)生的成績評定僅停留在知識部分，對能力、素質(zhì)的考評較弱，與新工科下人才培養(yǎng)目標(biāo)不一致，且無法支撐畢業(yè)要求。

2 電工電子技術(shù)實驗課改革實施

為解決上述電工電子技術(shù)實驗課存在的問題，本文通過使用學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教育平臺并結(jié)合Multisim 仿真軟件對電工電子技術(shù)實驗教學(xué)模式進行改進，開展線上線下混合教學(xué)，構(gòu)建多樣的教學(xué)模式，實驗前發(fā)布“闖關(guān)”學(xué)習(xí)任務(wù)，實驗中實施實驗方案、調(diào)試、驗證結(jié)果，實驗后撰寫實驗報告上傳學(xué)習(xí)通進行互評、在學(xué)習(xí)通進行討論和答疑，如圖1 所示，具體改革措施如下。

圖1 線上線下混合教學(xué)模式

2.1 建立線上實驗教學(xué)

本實驗課程在學(xué)習(xí)通平臺建立線上實驗教學(xué)。學(xué)習(xí)通是以課程為中心、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，針對線上教學(xué)和學(xué)習(xí)的智慧網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，覆蓋了多種課堂教學(xué)模式。在該平臺上老師可以便捷地建立教學(xué)資源，教學(xué)活動功能豐富，如作業(yè)、討論、簽到、考試等功能。實驗課前在學(xué)習(xí)通上建立“電工電子技術(shù)實驗”在線課程，上傳預(yù)習(xí)所需資料，發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，如短視頻、實驗內(nèi)容等相關(guān)資料，為學(xué)生提供豐富的預(yù)習(xí)資料，如圖2所示。學(xué)生進入到學(xué)習(xí)通平臺進行“闖關(guān)式”學(xué)習(xí)并完成測試，教師在學(xué)習(xí)通平臺上可以實時了解每位學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，及時督促學(xué)習(xí)完成任務(wù)。通過在線課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生充分實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗?nèi)容以及實驗過程需要注意的事項，通過知識點的測試進一步鞏固所學(xué)知識，為實驗課的高效進行提高保障。

圖2 基于學(xué)習(xí)通建立線上實驗教學(xué)

2.2 利用Multisim仿真實驗

Multisim 仿真提供了豐富的元器件庫和儀器儀表，具有圖像界面直觀、仿真功能強大、使用方便等特點，如圖3所示。利用Mulitism 仿真實驗有助于學(xué)生對理論知識和實驗內(nèi)容的理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)了解實驗原理、實驗內(nèi)容及要求之后，通過Multisim 仿真實驗，完成相對應(yīng)實驗的仿真數(shù)據(jù)測量，并填寫實驗數(shù)據(jù)，使學(xué)生掌握實驗原理，熟悉實驗操作，盡量避免學(xué)生因操作不當(dāng)導(dǎo)致舊的儀器設(shè)備易被損壞或是過度使用，從而提高實驗儀器設(shè)備的使用壽命，提高實驗效率。對Multisim仿真軟件的基本操作學(xué)習(xí)視頻以及非設(shè)計性實驗仿真操作視頻也將發(fā)布在學(xué)習(xí)通上供學(xué)生課前學(xué)習(xí)。

圖3 以疊加原理仿真實驗為例

2.3 構(gòu)建遞進式實驗教學(xué)內(nèi)容

隨著新工科的建設(shè)，對實驗教學(xué)提出了更高的要求，教育部提倡實驗教學(xué)內(nèi)容要提高綜合性和設(shè)計研究性實驗的占比[7-8]。通過對電工電子技術(shù)實驗課教學(xué)大綱進行修訂，構(gòu)建“基礎(chǔ)→提高→創(chuàng)新”遞進式實驗內(nèi)容，豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，提高實驗內(nèi)容的深度和廣度，具體將實驗內(nèi)容分層三個層次(驗證性實驗、設(shè)計性實驗、創(chuàng)新綜合性實驗)，有助于學(xué)生掌握和更加深刻理解所學(xué)的理論知識并運用所學(xué)知識進行創(chuàng)新。根據(jù)學(xué)生專業(yè)背景以及培養(yǎng)目標(biāo)要求，合理設(shè)置各部分實驗學(xué)時以及難易程度，通過遞進式實驗教學(xué)內(nèi)容的開展，加強對學(xué)生理論知識的理解和實踐技能的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生加深對電工、電子相關(guān)知識的理解，在動手實踐過程中掌握分析電路工作原理和功能的方法。

2.4 建立科學(xué)的實驗教學(xué)考核評價

科學(xué)的實驗教學(xué)考核評價能促進教學(xué)效果的提高，考核評價結(jié)果不僅能反映出學(xué)生對知識的理解與掌握、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)態(tài)度、能力提升等多方面的情況，也能反映出教學(xué)效果是否良好，為教學(xué)反思和改進提供支持。借助學(xué)習(xí)通平臺對電工電子技術(shù)實驗教學(xué)考試評價進行改進，改進的考核評價結(jié)果由實驗課預(yù)習(xí)(線上)、實驗課上實操(線下)、課后實驗報告(線上)、期末測試(線上)4 個部分組成。利用學(xué)習(xí)通可以便捷、實時掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。通過學(xué)習(xí)通中預(yù)習(xí)任務(wù)達成度、視頻學(xué)習(xí)率、反芻比評價預(yù)習(xí)效果；課上實操主要評價學(xué)生主觀能動性和實踐能力，根據(jù)學(xué)生對實驗電路的設(shè)計與連線、儀器儀表、實驗數(shù)據(jù)的記錄等方面進行評分；課后實驗報告通過學(xué)習(xí)通提交，主要為一份實驗報告及一份仿真視頻，教師通過仿真實驗完成率、實驗講解了解到學(xué)生對實驗原理的掌握情況，并在學(xué)習(xí)通中采用交叉互評的方式鼓勵學(xué)生彼此之間進行評價，提高學(xué)生積極性，同時還可以增強課程的趣味性；期末測試是在課程結(jié)束后進行，在學(xué)習(xí)通建立考試題庫，測試時學(xué)生通過隨機抽題完成實操考核，并記錄成績。其中線上學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)通中可以設(shè)置課前各部分學(xué)習(xí)任務(wù)分數(shù)占比，并自動完成打分。

3 總結(jié)

不斷發(fā)展的現(xiàn)代信息技術(shù)正逐漸改變著高等教育的教學(xué)方式，豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源為高校的教學(xué)提供更多的教學(xué)手段。本文針對電工電子技術(shù)實驗課程存在的問題，通過利用學(xué)習(xí)通和Multisim 仿真平臺進行了實驗教學(xué)改革，包括實驗教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、考核評價三個方面：1)借助學(xué)習(xí)通發(fā)布實驗課前的學(xué)習(xí)任務(wù)，利用Multisim 仿真平臺完成實驗仿真，朝著以學(xué)生為中心的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變，通過學(xué)習(xí)通多功能信息化教學(xué)手段，一方面，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生了轉(zhuǎn)，從“強迫學(xué)、督促做”到“主動學(xué)、主動做”。另一方面，實驗課的效率得到了很大提升。2)“基礎(chǔ)→提高→創(chuàng)新”遞進式實驗教學(xué)內(nèi)容知識點由淺入深，循序漸進引導(dǎo)學(xué)生掌握知識到運用所學(xué)知識，最后到進行創(chuàng)新綜合應(yīng)用，符合學(xué)生的認知規(guī)律，分析和解決問題的能力會逐漸提高。遞進式實驗教學(xué)內(nèi)容實施能夠有效提升教學(xué)質(zhì)量。3)通過利用學(xué)習(xí)通從課前、課中、課后三個方面對實驗教學(xué)考核評價方式進行改進，改進后具有更強的操作性，學(xué)習(xí)通平臺其強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，能夠直觀看出每個考核環(huán)節(jié)成績的分布情況，使考核結(jié)果更加全面、精準(zhǔn)，成績更為合理，對后續(xù)教學(xué)的改進提供支持，促進教學(xué)效果的提升。

基于學(xué)習(xí)通和Multisim 仿真的電工電子技術(shù)實驗課程教學(xué)改革，提升了我校老師教學(xué)技巧，有效激發(fā)學(xué)生實驗興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新精神，促進教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的提高。