模擬電子技術實驗教學探索

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[摘要]目的：在傳統(tǒng)的實驗教學模式基礎上探索一種全新的實驗教學模式———移動學習實驗教學。方法：利用學生自己的移動終端（手機或平板計算機），通過互動交流將移動學習模式引入實驗教學，并比較學生的實驗考核成績以及對教師的滿意度調(diào)查結果。結果：4屆學生模擬電子技術實驗考核成績和滿意度調(diào)查結果表明，基于移動學習的實驗教學模式優(yōu)于傳統(tǒng)的實驗教學模式。結論：基于移動學習的模擬電子技術實驗教學新模式既能克服傳統(tǒng)實驗教學模式的局限性，又能增加師生之間的互動交流，大大提高了學生參與實驗的積極性和實驗教學效果。

[關鍵詞]移動學習；教學模式；模擬電子技術；實踐環(huán)節(jié)；互動交流；教學效果

0引言

隨著電子技術發(fā)展的日新月異，現(xiàn)階段大學生的在校學習環(huán)境、學習方式、學習習慣都發(fā)生了很大變化，傳統(tǒng)的實驗教學模式已經(jīng)不能很好地適應這些變化。如何為學生創(chuàng)造有利的學習環(huán)境，讓其充分利用現(xiàn)有的信息技術獲得更多的學習機會，提高實驗教學的效果已成為各高校教學改革的重點課題。模擬電子技術是我校生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生非常重要的一門專業(yè)基礎課程，以培養(yǎng)學生的模擬電子電路分析、設計和調(diào)試能力為教學目標，實驗教學的好壞直接影響著該課程的教學效果。傳統(tǒng)的實驗教學方法都是選定單元電路模塊，在實驗室有限的單位時間和空間里完成模擬電子技術實驗。學生普遍覺得課堂的內(nèi)容信息量有限、實驗室開放受限、無法將所學知識融會貫通，繼而影響實踐技能的提高。因此，傳統(tǒng)的實踐教學方法已無法滿足模擬電子技術課程的教學需要，有必要探索新的實驗教學模式。當前，移動終端（智能手機、平板計算機等）和即時通信技術（4G和Wi-Fi等）已在大學生群體中普及，同時4G和Wi-Fi即時通信技術也在各高校得到廣泛應用。如果能夠?qū)⒁苿咏K端、即時通信技術和模擬電子技術實驗教學有機結合起來，將有可能成為一種新的教學模式，有望彌補傳統(tǒng)實驗教學的不足。

1移動學習的概念和特點

2013年4月Routledge公司出版了《移動學習冊》（Thehandbookofmobilelearning），書中指出移動學習指通過社會和內(nèi)容的交互，使用個人電子設備進行跨情景學習[1]。移動學習領域國際著名學者、英國開放大學邁克•沙普爾斯（MikeSharples）教授認為移動設備可以成功地在課堂內(nèi)外支持學習，學生和教師可以利用移動設備獲取知識和信息并能夠與他人互動地學習[1]。學習不再是發(fā)生在固定地點的靜態(tài)活動，而是發(fā)生在多個地點的情景性活動。移動學習具有以下特點。

1.1靈活性

移動學習的智能終端多是智能手機、平板計算機等，其共同的特點是小巧、輕便，使得移動學習的開展不受場所限制，學習的環(huán)境比較靈活、自由，學生可以利用碎片化的時間在任何環(huán)境條件下自定節(jié)奏地獲取信息。學生成為學習的掌控者，更有利于知識的獲取[2-3]。

1.2持續(xù)性

移動學習為學習提供了新方式，學習的方式從單一的課堂和書本延伸到教室之外和工作時間之外，使學生在實驗室和宿舍都能持續(xù)性學習。學習已經(jīng)變成了一種與環(huán)境相關的活動，環(huán)境已經(jīng)變成了一種學習的搭檔和協(xié)作者。

1.3即時交互性

通過移動學習，學生在學習過程中遇到問題可以及時與教師和同學溝通，或者利用網(wǎng)絡資源進行資料查詢，從而第一時間獲得有效的技術支持和引導。

1.4豐富性

移動學習終端的電子化可以獲得豐富的立體的教學資源，例如視頻、音頻、電子書等，相比于傳統(tǒng)的教學模式，有效地調(diào)動了學生的積極性。同時，通過多媒體資源的引入，使學生枯燥的學習變得更加形象和生動。而且，師生之間和同學之間的有效、及時交互，呈現(xiàn)出豐富多元的教學模式，使得整個實驗教學過程更加立體化、多樣化。

2基于移動學習的模擬電子技術實驗教學模式

模擬電子技術具有較強的實踐性，純粹的理論知識教學會使得學生感覺枯燥乏味，但是單純的應用又缺少扎實的理論基礎，也是不可取的。多年來，模擬電子技術課程的教與學都是難點，教師在教學過程中如何把控引導學生系統(tǒng)地掌握各單元電路的實踐應用非常關鍵。因此，在確保理論知識完整性的前提下，需要探索實驗教學的新模式，應用新的信息化技術轉(zhuǎn)變學生學習方式，讓學生掌握信息時代的學習模式[4-8]。我們模擬電子技術教研組將移動學習的理念引入到實驗教學，構建了新的教學模式，主要包括以下幾方面。

2.1構建師生交流平臺

實驗教學既要與計算機、手機等學生最熟悉的設備相結合，也要讓學習內(nèi)容在短時間內(nèi)引起學生的興趣，使學習者主動地投入學習，讓學生真正動起來———手動、眼動、腦動[9]。因此，移動學習的首要環(huán)節(jié)就是要建立一個師生的交流平臺，通過該平臺提高學生對實驗課的參與程度，鼓勵學生主動提出問題并能進行深入討論。以2015級生物醫(yī)學工程專業(yè)模擬電子技術實驗教學為例，在課程開始之初教學組建立模擬電子技術網(wǎng)絡課程和課程學習微信交流群，旨在構建“網(wǎng)絡課程-微信群-即時通信”的移動交互式的學生自主網(wǎng)絡學習環(huán)境。

2.2課前準備

綜合實驗開始前，教師提前在網(wǎng)絡課程中案例需求，學生自由分組，每一小組在網(wǎng)絡課程中挑選感興趣的案例作為本小組的綜合實驗課題。其中案例之一：已知人體心電信號的幅度范圍為10μV~4mV，主要頻率范圍為0.05～100Hz，請設計一個信號調(diào)理器，要求雙端輸入、單端輸出，輸出信號幅值范圍為0~5V。教師在網(wǎng)絡課程中會鏈接相應的視頻、音頻介紹心電信號的背景知識，鏈接學校圖書館進行有關心電信號檢測的文獻檢索，同時學生也可以通過網(wǎng)絡獲取相關的信息，查找醫(yī)學和模擬單元電路文獻資料，進入綜合實驗課題的設計階段。課前準備的環(huán)節(jié)完全由學生自主掌控，而且學習的環(huán)境突破了教室、實驗室的限制，延伸到自習室、宿舍等多元的環(huán)境。同時，學習變成一個隨時可以進行的過程，將碎片化的時間有效地利用起來，為興趣濃厚的學生提供了更多的學習機會[10]。

2.3課程實施

在課程實施過程中，教師開放實驗室，學生根據(jù)查閱的文獻資料開始設計實驗方案，遇到任何問題如單元電路選擇、參數(shù)設置等都可以第一時間在課程微信交流群中進行討論，教師和其他小組的學生參與討論，提供建議、意見，教師給出指導性建議。小組同學可以據(jù)此完善設計方案。在電路搭建調(diào)試階段，遇到集成電路工作異常、輸出波形失真等故障時，學生將故障現(xiàn)象拍成視頻實時上傳到微信群，所有學生和指導教師一起幫忙分析解決。實驗最后的成果展示用視頻的方式逐個單元模塊展示，更好地記錄了完整的實驗過程。在整個實施過程中，微信交流群搭建了高效的交流互動平臺，在遇到問題和解決問題之間實現(xiàn)了無障礙的溝通。每一個小組的學生參與不同的選題討論，更加拓寬了學生的知識面。大家一起分析故障現(xiàn)象，解決問題，切實提高了學生的實踐動手能力，鍛煉了其分析問題、解決問題的基本功。基于移動學習的即時的交互性是傳統(tǒng)實驗教學模式無法比擬的。

2.4課后分享

綜合實驗完成之后，教師可以利用移動學習平臺和學生進行交流，學生可以通過平臺交流學習感受，為模擬電子技術教學組提供實驗課教學的改進建議。基于移動學習的平臺可以同時記錄、保留珍貴的實驗過程視頻、照片資料，教師會將每一組的綜合實驗資料上傳至網(wǎng)絡課程，作為資源分享和幫助更多的學生，同時增加學生的專業(yè)成就感，有助于師生之間友愛關系的構建。

2.5實施效果

從2015級開始，模擬電子技術教學組嘗試了基于移動學習的實驗教學模式，連續(xù)實施了兩級學員。在實驗項目和評委教師相同的前提下，比較了2013—2016級4屆學生的模擬電子技術綜合實驗考核成績和學生滿意度問卷調(diào)查表。前2屆的學生采用傳統(tǒng)的實驗教學模式，教師給學生布置實驗設計題目，由學生自主完成，期間實驗室開放，教師也可以現(xiàn)場指導；后2屆學生采用移動學習教學模式，學生完成同樣的實驗項目，期間隨時通過交流平臺和指導教師實時交流電路設計思路、電路輸出波形等。前2屆學生的實驗考核平均成績?yōu)?4.1分，后2屆學生的實驗考核平均成績?yōu)?2.7分；前2屆學生對指導教師的滿意度平均值為87.6%，后2屆學生對教師的滿意度平均值為96.1%。對比結果表明，采用移動學習的實驗教學模式優(yōu)于傳統(tǒng)實驗教學模式，而且學生普遍反映教師的參與率大大提高了他們學習的積極性。

3基于移動學習的模擬電子技術實驗教學面臨的困難

3.1網(wǎng)絡信息干擾，學生可能分神

利用手機、計算機、平板計算機等終端設備搭建移動學習交流平臺，學生有了更多的時間和機會接觸移動終端和網(wǎng)絡。如果教師不能正確引導，再加上學生的自控力較差，如何避免娛樂信息對學生的干擾，將成為教師后續(xù)需要解決的難題之一。

3.2課前準備不充分，影響實施效果

在網(wǎng)絡課程中教師會提供大量的相關選題的背景資源，為更好地完成選題做準備。但是移動學習具有很強的靈活性，由于實驗選題環(huán)節(jié)是學生自主去完成的，所以在實施過程中存在有的學生課題準備不充分、設計方案粗糙、電路選擇考慮不充分等情況，往往會影響實際的實施效果。因此，開展基于移動學習的模擬電子技術實驗教學探索，需要后續(xù)找到合適的方法進行改進。

4結語

基于移動學習的模擬電子技術實驗教學，充分地體現(xiàn)了以“學生為核心”的實驗教學理念，構建“網(wǎng)絡課程-微信群-即時通信”的移動交互式的模式，從選題到方案設計、實施過程，全程學生主動參與，小組之間協(xié)作配合，學生的自主學習能力、協(xié)作能力、表達溝通能力、分析問題和解決問題的能力都得到了有效提升。今后在繼續(xù)推進基于移動學習的模擬電子技術實驗教學模式時，應尋求更好的方法克服現(xiàn)階段存在的學生終端上網(wǎng)容易受到干擾、個別教師準備不充分等現(xiàn)象，確保高質(zhì)量地完成實驗教學。

[參考文獻]

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作者：路國華 李釗 張華 王健琪 單位：空軍軍醫(yī)大學軍事生物醫(yī)學工程學系醫(yī)學電子學教研室