模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)改革探析
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摘要：響應(yīng)國家“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的號召，立足于創(chuàng)新實踐型人才培養(yǎng)的需要，通過對模擬電子實驗教學(xué)在教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、考核和評價機制等方面的具體問題進(jìn)行總結(jié)和分析，基于教育信息化背景，提出改革思路及具體措施，改革之后的實驗教學(xué)模式更加先進(jìn)合理，教學(xué)內(nèi)容更加科學(xué)完備，評價機制更加多元立體，可以為相關(guān)學(xué)科實踐實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的改革提供參考和借鑒。
關(guān)鍵詞：教育信息化；模擬電子實驗；教學(xué)改革；創(chuàng)新人才培養(yǎng)
1實驗教學(xué)模式
1.1傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式及存在的主要問題
（1）傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式。傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式如下：課前，教師發(fā)放實驗資料要求學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)；課上，教師花費較多時間對實驗要求和注意事項進(jìn)行說明及對實驗環(huán)節(jié)進(jìn)行演示，隨后學(xué)生進(jìn)行實驗，教師進(jìn)行指導(dǎo)；課后，學(xué)生提交實驗報告，教師根據(jù)主要根據(jù)實驗報告及課堂考勤并參考課堂表現(xiàn)給予分?jǐn)?shù)。（2）存在的主要問題。第一，由于缺乏相應(yīng)的激勵機制，因此學(xué)生不預(yù)習(xí)或者預(yù)習(xí)不夠，導(dǎo)致實驗效果較差，教師無法做到全程把控，因此無法很好地調(diào)動學(xué)生的實驗積極性與活躍度；第二，教師演示和講解所需時間相對較長，使學(xué)生動手實驗的有效時間減少，導(dǎo)致實踐能力較差的學(xué)生實驗時間緊張，甚至在規(guī)定的時間內(nèi)無法完成實驗，而一些實踐能力較強的學(xué)生在做完實驗之后由于無事可做，造成時間的浪費；第三，教師在進(jìn)行現(xiàn)場實驗演示過程中，往往由于人數(shù)眾多，僅少數(shù)學(xué)生可以看清楚演示過程，即使看得清的學(xué)生看了一遍之后有些步驟也會很快忘記，導(dǎo)致實驗演示真正的受眾面過低，后續(xù)實驗效率低下。
1.2改革思路及實驗教學(xué)新模式
1.2.1改革思路
為了解決上述預(yù)習(xí)方面的問題，曾嘗試實行實驗預(yù)習(xí)準(zhǔn)入制度，即規(guī)定學(xué)生在實驗前首先針對實驗指導(dǎo)書做預(yù)習(xí)并且將預(yù)習(xí)內(nèi)容及相關(guān)數(shù)據(jù)提前填入實驗指導(dǎo)書，上課時教師檢查實驗指導(dǎo)書，對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況做評定，如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生沒有預(yù)習(xí)，則取消其實驗資格。但是實踐中發(fā)現(xiàn)這種方法有很大的局限性和挑戰(zhàn)性，比如有的時候預(yù)習(xí)的學(xué)生人數(shù)占極小比例，甚至特殊的情況下根本沒有學(xué)生預(yù)習(xí)，這種情況令教師束手無策，因此，必須尋求更有效的解決途徑。基于教育信息化的教育教學(xué)改革已是大勢所趨，黨中央在中明確提出要加快教育現(xiàn)代化。這就要求合理地利用信息化教學(xué)手段和方法，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，更好地進(jìn)行差異化人才培養(yǎng)，實現(xiàn)因材施教，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性、參與性、協(xié)作性及競爭意識。近幾年，基于教育信息化基礎(chǔ)而發(fā)展起來的流行的教學(xué)模式有：大規(guī)模在線課程MOOC（massiveonlineopencourse）、小規(guī)模在線課程SPOC（smallprivateonlinecourse）、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等[8-10]，這些教學(xué)模式主要應(yīng)用在理論課堂教學(xué)中，在實踐教學(xué)中的應(yīng)用還不多。教育信息化在人才培養(yǎng)中具有重要作用。
1.2.2實驗教學(xué)新模式
實驗前，教師要求學(xué)生登錄課程網(wǎng)上教學(xué)平臺完成預(yù)習(xí)相關(guān)要求。學(xué)生通過在線觀看實驗預(yù)習(xí)相關(guān)材料，包括圖片、音視頻等，做好實驗知識和技能等方面的準(zhǔn)備，下載并打印實驗項目指導(dǎo)書，提前預(yù)習(xí)實驗項目所涉及的理論知識點及實驗電路分析，完成參數(shù)計算過程，并完成預(yù)習(xí)報告。課堂上，教師首先對實驗注意事項和相關(guān)要求進(jìn)行說明，播放實驗項目標(biāo)準(zhǔn)化操作視頻，讓所有學(xué)生明確實驗項目的規(guī)范化要求，然后收驗學(xué)生預(yù)習(xí)報告并進(jìn)行實驗指導(dǎo)。課后，學(xué)生除了撰寫實驗項目報告外，還需要登錄網(wǎng)上實驗課程平臺參與實驗項目討論和提問。
1.2.3新教學(xué)模式的優(yōu)勢
首先，通過網(wǎng)絡(luò)平臺的統(tǒng)計功能可以方便地監(jiān)控和統(tǒng)計每個學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，比如觀看視頻的時間進(jìn)度，此環(huán)節(jié)將參與最終的實驗考核評分，所以學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性得到很好的激發(fā)，改變了學(xué)生以往被動式的學(xué)習(xí)方式，提高了參與度。改革之后的實驗教學(xué)資料由以前的單一化變?yōu)槎嘣土Ⅲw化，因此學(xué)生可以從更多角度全方位、立體化地去理解和明確實驗的相關(guān)要求及實驗背景知識，促使實驗過程更加高效。再者，學(xué)生通過課前充分的預(yù)習(xí)，可以大大降低實驗課堂中教師講解所需的時間，提高了課堂學(xué)生實驗的時間，解決部分學(xué)生實驗時間不夠用的問題。此外，通過實驗過程中對實驗項目的規(guī)范化操作視頻的播放，可以有效解決傳統(tǒng)實驗課堂演示時，有效受眾面過低的尷尬處境，促進(jìn)學(xué)生實驗效率的提高。
2實驗教學(xué)內(nèi)容
2.1傳統(tǒng)實驗內(nèi)容及主要問題
（1）傳統(tǒng)實驗內(nèi)容。傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)項目大部分以驗證性為主，學(xué)生主要是按照實驗指導(dǎo)書的要求進(jìn)行實驗電路的搭建和參數(shù)的測量。在此過程中，學(xué)生很少遇到如何完成一個電路的設(shè)計，并實際搭建電路然后進(jìn)行參數(shù)調(diào)測，進(jìn)而反饋修改電路設(shè)計的問題，學(xué)生得到的往往局限于基本的電路驗證或技能訓(xùn)練。（2）存在的主要問題。首先，學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力得不到很好的培養(yǎng)，無法很好地調(diào)動學(xué)生實驗的興趣和積極性。其次，由于實驗項目統(tǒng)一，部分實驗速度較快的學(xué)生做完實驗后無事可做，造成有效實驗時間的浪費。再次，在所有學(xué)生，無論基礎(chǔ)好壞、能力高低都做一樣的題目的情況下，無法體現(xiàn)差異化教學(xué)和實現(xiàn)因材施教的人才培養(yǎng)需求，導(dǎo)致部分基礎(chǔ)較好、能力較高學(xué)生的積極性受到抑制，創(chuàng)新實踐型人才培養(yǎng)的目標(biāo)不能很好地實現(xiàn)。
2.2改革思路及成效
為了解決這些問題，主要舉措及成效有2點：（1）在簡單驗證性實驗的基礎(chǔ)上，增加綜合性、設(shè)計性實驗項目的比例。以我校為例，教改之后，模擬電子技術(shù)創(chuàng)新綜合性實驗所占比提高到50%。（2）對于綜合設(shè)計性實驗項目，每次實驗開始之前，要求學(xué)生首先登錄課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)習(xí)利用電子電路仿真軟件進(jìn)行設(shè)計的相關(guān)案例[11-12]；然后，查看網(wǎng)絡(luò)平臺的設(shè)計要求，利用課上時間自行進(jìn)行實驗項目的設(shè)計并進(jìn)行仿真；最后，在實驗課上搭建實際電路，并調(diào)測驗證電路的正確性。（3）實驗項目引入彈性選做機制，允許部分基礎(chǔ)扎實、能力較好，較早完成必做實驗項目的學(xué)生，利用課堂剩余時間選做其他選做部分的實驗項目，充分調(diào)動這部分學(xué)生的積極性，兼顧學(xué)生的能力和興趣，也充分地挖掘了這部分學(xué)生的潛力，增強了學(xué)生的信心，從而實現(xiàn)差異化、層次化教學(xué)，使因材施教的人才培養(yǎng)目標(biāo)得以貫徹落實。也可以使動手實踐能力更強的學(xué)生脫穎而出，為電子設(shè)計大賽人才篩選提供有力的支撐。
3考核及評價機制
傳統(tǒng)實驗考核主要由課堂考勤、實驗表現(xiàn)、實驗報告3項組成。經(jīng)過改革，實驗考核指標(biāo)在以上基礎(chǔ)上另外增加了實驗前線上預(yù)習(xí)、預(yù)習(xí)報告完成情況、彈性選做實驗項目等指標(biāo)，考核方式更細(xì)化、更科學(xué)，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）傳統(tǒng)實驗考核以結(jié)果為導(dǎo)向，實驗報告評分占比過高，這容易導(dǎo)致學(xué)生實驗報告抄襲的情況下真假、良莠難辨。教改后，實驗考核以實驗過程為導(dǎo)向，將實驗報告的評分占比由原先的40%降低到10%，打破了以往的以結(jié)果考核為主的局面。（2）傳統(tǒng)實驗考核，實驗表現(xiàn)指標(biāo)評價過粗，主要是看課堂上學(xué)生實驗的積極性和實驗態(tài)度，考核過程主觀性較強，缺乏量化標(biāo)準(zhǔn)，可操作性差。教改后，評價指標(biāo)更細(xì)，在原有要素的基礎(chǔ)上增加了熟練度和準(zhǔn)確性要素，其中，熟練度以做實驗的時間長度作為量化標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確性自成標(biāo)準(zhǔn)，提高了針對實驗過程評價的客觀性和可操作性。（3）傳統(tǒng)實驗考核由于考核中缺乏預(yù)習(xí)指標(biāo)要求，不能真正激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性，一些積極性較高的學(xué)生的表現(xiàn)不能充分體現(xiàn)，更難以給予其科學(xué)的評價和肯定，導(dǎo)致好生和差生的實驗成績難以拉開差距。教改后，考核指標(biāo)中新引入了“實驗前線上預(yù)習(xí)”“預(yù)習(xí)報告完成情況”2項指標(biāo)，確保了新的實驗教學(xué)改革模式和策略的實施，使改革真正落到實處。（4）配合教學(xué)內(nèi)容的改革，在考核指標(biāo)中增加了彈性選做實驗項目，通過設(shè)置不同難度層次的選做實驗項目，讓有能力的學(xué)生選做，并按照不同的難度等級確定基本分，使實驗考核更具有開放性和彈性。
4結(jié)語
傳統(tǒng)實驗教學(xué)由于教學(xué)方式和手段落后，導(dǎo)致實驗時間無法做到科學(xué)合理的分配，實驗效率低下，學(xué)生對實驗環(huán)節(jié)缺乏熱情和主動性，很大程度上限制了學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。通過改革，變以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式為信息化教學(xué)模式，大大提高綜合設(shè)計性實驗項目的比例，改變以往面向結(jié)果的考核評價機制為面向過程的考核評價機制，充分考慮學(xué)生能動性、參與度和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)及個體化差異，通過網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)課程全程環(huán)節(jié)的閉環(huán)操作，更好地促進(jìn)師生互動，暢通師生溝通渠道，及時發(fā)現(xiàn)實驗教學(xué)中存在的問題并盡快改進(jìn)。
作者：任君玉 單位：廣西大學(xué)行健文理學(xué)院