電工與電子技術(shù)實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的研究

桑林 付強(qiáng) 張增鳳

摘 ?要：高校教學(xué)模式在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的推動下發(fā)生了顯著變化，基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合教學(xué)模式也是各學(xué)科的教學(xué)改革重點之一，針對目前高等院校電工電子技術(shù)實驗的教學(xué)現(xiàn)狀，普遍存在預(yù)習(xí)效果不理想，學(xué)生實驗操作時間不足等問題，提出了基于微課的電工電子技術(shù)實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式，并給出了該模式的設(shè)計思想和實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實踐表明，基于微課的電工電子技術(shù)實驗翻轉(zhuǎn)課堂新模式滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，很好地提高了學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，同時，滿足了學(xué)生學(xué)習(xí)個性化的需求，通過對學(xué)習(xí)時間的自主選擇，更好地體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，也彌補(bǔ)了因?qū)嶒瀸W(xué)時相對不足造成操作時間不夠等缺陷，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和工程實踐能力。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;電工與電子技術(shù)實驗;實驗教學(xué);教學(xué)模式

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）09-0075-03

Abstract： With the development of Internet technology， the teaching mode in colleges and universities has changed remarkably. The mixed teaching mode based on flipped classroom is one of the key points of teaching reform. Aiming at the problems of poor preview effect and insufficient experimental class time of electrical technology experiment for non-electrical majors in universities of science and engineering， the flipped classroom teaching mode of electrical technology experiment based on micro-class is constructed and given. The key points of the design idea and implementation of micro-course. Practice shows that the classroom teaching mode of electrical and electronic technology experiment reversal based on micro-course meets the students' learning requirements， greatly improves the preview effect and meets the students' individualized learning needs. By redistributing the learning time， the students' learning subjectivity is ensured， and the shortcomings of the relatively tense operation time of experimental teaching are remedied. The standardized experimental exercises of students are effectively trained. The students'interest in learning and comprehensive ability have been improved by doing and good experimental habits.

Keywords： flip classroom; electrical and electronic technology experiment; experimental teaching; teaching mode

一、概述

電工電子技術(shù)實驗課程是高等理工科院校非電類專業(yè)一門非常重要的基礎(chǔ)實驗課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，可以加深和鞏固電工電子技術(shù)課程的理論知識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力及工程實踐意識。通過課程的訓(xùn)練，可以使學(xué)生掌握生活及工程中常用的電工、電子儀器的使用方法，掌握交、直流電路的測量和調(diào)試方法，加深并鞏固對已學(xué)相關(guān)理論知識的理解與運(yùn)用，為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定良好的電學(xué)實踐基礎(chǔ)。本文結(jié)合了作者的實踐教學(xué)經(jīng)驗和體會，在電工電子技術(shù)實驗教學(xué)中引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，構(gòu)建了以微課為單元的電工電子實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式，通過提高學(xué)生對實驗課程的預(yù)習(xí)質(zhì)量，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[1]。

二、現(xiàn)階段電工與電子技術(shù)實驗的教學(xué)現(xiàn)狀

實驗課程的宗旨是培養(yǎng)和提高學(xué)生的實踐操作能力，但受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，教師在實際教學(xué)中，仍把很多時間用在理論知識的講解及實驗操作演示上，學(xué)生的動手實踐時間明顯不足。雖然有很多教師做過此方面的研究工作也取得了較好的成效，但由于受課堂教學(xué)時間的限制，電工與電子技術(shù)實驗課程仍然存在一些問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）知識點多，學(xué)時有限

我校電工電子技術(shù)實驗課程每次為3學(xué)時，一般都是由教師先講解實驗課程所涉及的理論知識、具體操作步驟及操作過程的注意事項等。教師擔(dān)心講解太少會使學(xué)生實驗中出錯率高，造成人身安全受到威脅和實驗設(shè)備損壞等問題，有部分強(qiáng)電或復(fù)雜線路的實驗項目，教師常常親自演示一遍，該教學(xué)模式下教師的講解占用了較多時間，導(dǎo)致了學(xué)生實際操作時間不足，有時無法完成實驗任務(wù)。

（二）基礎(chǔ)知識薄弱，課前預(yù)習(xí)缺失

因本課程面對的是全校工科非電類專業(yè)學(xué)生開設(shè)，部分專業(yè)學(xué)生電學(xué)基礎(chǔ)知識相對薄弱，又受實驗學(xué)時的限制，課前預(yù)習(xí)就成了學(xué)生較好完成實驗課程的重要保證。但在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的預(yù)習(xí)質(zhì)量普遍不理想，很大原因是學(xué)生在課前很難接觸到實驗設(shè)備，他們的預(yù)習(xí)過程僅僅是通過教材來簡單了解實驗項目所涉及的原理及步驟、注意事項等，缺少對儀器的感性認(rèn)知及原理的理解，預(yù)習(xí)報告大多也是為了應(yīng)付教師的檢查而照抄實驗教材的相關(guān)內(nèi)容，因預(yù)習(xí)不夠充分，導(dǎo)致實驗操作過程中問題不斷。

（三）學(xué)生機(jī)械模仿，缺少創(chuàng)新意識

實驗課應(yīng)是學(xué)生為主，教師為輔。但在實際的授課過程中，教師常常會用較多時間來講解實驗原理、操作步驟及注意事項等，在有限的自主操作時間內(nèi)，大部分學(xué)生也往往是按照教師講解的步驟，機(jī)械的完成接線。整個實驗過程學(xué)生缺少獨立思考，大部分學(xué)生并沒有積極參與到實驗的設(shè)計中，過多的依賴?yán)蠋?，也?dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏主動性，缺少對實驗環(huán)節(jié)的設(shè)計、分析、思考能力，學(xué)習(xí)的過程并不能真正提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和意識。

三、基于微課的電工與電子技術(shù)實驗翻轉(zhuǎn)課堂的構(gòu)建

實踐證明，電工實驗課程是十分適合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的，因課程的實驗項目內(nèi)容相對獨立，便于教學(xué)資源的構(gòu)建。同時，針對課程中的一些重難點及抽象內(nèi)容，尤其是實驗原理圖復(fù)雜的實驗項目，學(xué)生在實際操作中常常會感到無從下手，搭接線路時很容易出錯，新教學(xué)模式的構(gòu)建正好可以解決此類問題。電工電子實驗微課程可以將復(fù)雜、抽象、難以理解的理論知識以視頻、動畫等方式生動、形象地展示給學(xué)生，使學(xué)生更好地理解實驗原理和步驟，同時，教師也可通過微課將實驗背景及原理和技術(shù)的應(yīng)用向?qū)W生展示，提高學(xué)生對知識的興趣及學(xué)習(xí)的主動性，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果[2]。

（一）微課的概念

“微課”的全稱為“微型教學(xué)視頻課例”，是基于學(xué)科的某個知識點或者是某個環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)視頻，并以這些微型視頻為載體，支持多種學(xué)習(xí)方式的新型課程[3]?！拔⒄n”的優(yōu)勢明顯，針對性強(qiáng)，每節(jié)“微課”大概6分鐘到14分鐘不等，內(nèi)容極其精煉，大部分知識點都能夠融合到視頻中，便于學(xué)生反復(fù)觀看和學(xué)習(xí)。視頻知識點連貫，動畫形象生動，能夠很好調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)習(xí)效率和主動性。

（二）電工電子技術(shù)實驗微課的設(shè)計要點

電工實驗課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的構(gòu)建有幾個重要的環(huán)節(jié)，一是明確視頻的教學(xué)內(nèi)容，使其更加精煉。以往教學(xué)視頻的錄制大多是隨堂實錄，形式單一，內(nèi)容缺少針對性，學(xué)生自學(xué)起來較為困難。二是視頻時長要合理，視頻過長，很容易造成學(xué)生注意力下降，不能達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。三是采用碎片化的教學(xué)模式，以實驗項目為框架，以不同知識點為單元。將教學(xué)內(nèi)容分為實驗背景介紹、實驗儀器展示、實驗原理講解及操作步驟演示等幾部分，將每一部分教學(xué)的重點都制作成相對應(yīng)的教學(xué)視頻。這樣設(shè)計的優(yōu)點在于學(xué)生可以更有針對性的選擇所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。同時，充分考慮了學(xué)習(xí)者注意力高度集中的時間段，提高了學(xué)習(xí)效率和效果。在授課知識總量不變的前提下，使重難點分布更均勻，內(nèi)容更具體，使學(xué)生更好地掌握知識點。最后，教師在授課過程中要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果，及時調(diào)整授課視頻內(nèi)容，持續(xù)提高微課的制作質(zhì)量，提升教學(xué)效果。

1. 實驗背景視頻

這類視頻主要介紹實驗發(fā)展的背景及某些技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展方向等，比如“SSI組合邏輯電路的設(shè)計”實驗，可以把世界上第一個表決器的發(fā)明及推廣使用的實施過程做成一個小視頻。通過觀看視頻提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，針對涉及到具體技術(shù)的實驗，可以把技術(shù)的具體應(yīng)用案例通過視頻的方式展現(xiàn)給學(xué)生，開闊學(xué)生的工程視野。

2. 器件講解視頻

由于做電工實驗的過程中，很多所用器件都是被封裝在不同實驗箱內(nèi)部，本模塊就把常用器件提取出來，進(jìn)行360度的模型展示及拆分后的內(nèi)部構(gòu)造視頻講解（如圖1為交流接觸器的拆分講解視頻，圖2為異步電動機(jī)內(nèi)部構(gòu)造講解視頻），使學(xué)生在生動有趣的學(xué)習(xí)環(huán)境下了解其結(jié)構(gòu)和原理，為后續(xù)的實踐操作奠定基礎(chǔ)。

3. 實驗原理視頻

每個實驗的實驗原理，特別是一些不易理解的抽象知識點，在課前以視頻或動畫的形式呈現(xiàn)給學(xué)生。供學(xué)生自行觀看并預(yù)習(xí)，使其掌握實驗項目所涉及的相關(guān)理論知識，為后續(xù)實踐操作奠定良好的理論基礎(chǔ)。

4. 實驗操作視頻

將每個實驗的操作環(huán)節(jié)錄制成視頻，內(nèi)容上要突出重點和難點，不可將整個操作過程全部展示。視頻的意義是啟發(fā)學(xué)生的實踐思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，給學(xué)生留下思考的空間，而不是讓學(xué)生機(jī)械模仿、按部就班完成實驗項目，從而達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。

（三）基于“微課”翻轉(zhuǎn)課堂的實現(xiàn)

電工電子技術(shù)實驗課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式的實現(xiàn)，首先要求教師要對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面的掌握，對知識點的重、難點進(jìn)行了分解，明確了知識點之間的邏輯關(guān)系。其次，根據(jù)課程知識點的設(shè)置制作相應(yīng)的教學(xué)視頻。在視頻的制作過程中，我們更應(yīng)該注重對教學(xué)資源的整理和收集，從而豐富教學(xué)視頻資源，使其更具有學(xué)習(xí)價值。根據(jù)知識點的邏輯，將知識點整合到教學(xué)視頻（每個實驗項目）中，每個項目中涉及到的重要知識點都可以作為一個視頻單元獨立存在和使用。微課視頻可以高效地傳遞知識，而課上討論式教學(xué)更有利于知識的深化和拓展，基于“微課”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不僅激發(fā)了學(xué)生的興趣，而且提高了學(xué)生的主觀能動性[4]。

基于微課的電工電子課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式實現(xiàn)流程如圖3所示。

四、實施效果

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的支持下，教師對整個實驗過程進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計和實施，完成知識的傳授和內(nèi)化，引導(dǎo)學(xué)生在課前進(jìn)行個性化的自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生在實驗前就可以較為充分的掌握實驗原理，并對儀器設(shè)備和整個操作過程有一定的感性認(rèn)識，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，整個過程使學(xué)生變被動為主動，徹底改變了缺少主觀能動性，照搬實驗步驟的機(jī)械學(xué)習(xí)方式。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生在課前有效的預(yù)習(xí)，為后續(xù)在課堂上獨立開展實驗奠定了良好的理論基礎(chǔ)，也有助于培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。保證了預(yù)習(xí)的質(zhì)量，學(xué)生在課堂上向老師提出的問題就更具有針對性和價值，教師的解答也會更好地拓寬學(xué)生對知識理解的深度和廣度。實驗結(jié)束后，學(xué)生記錄數(shù)據(jù)、反思并總結(jié)，完成實驗報告，對知識進(jìn)一步的深化，教師對教學(xué)進(jìn)行評價，進(jìn)一步完善教學(xué)資源[4]。在課堂教學(xué)中，教師不需對實驗原理和操作過程進(jìn)行講解和演示，以便留出更多的時間供學(xué)生實驗操作，很好地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

五、結(jié)束語

與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，電工電子技術(shù)實驗翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式充分發(fā)揮了現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更加積極、主動地探索知識，這種教學(xué)模式的優(yōu)勢也決定了其未來廣闊的發(fā)展前景[5]。我們會繼續(xù)積極開展微課的制作，進(jìn)一步推動現(xiàn)代信息技術(shù)和教育教學(xué)的深度融合，推進(jìn)電工與電子技術(shù)實驗課程改革的步伐。

參考文獻(xiàn)：

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