談疫情電類基礎(chǔ)課程線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)
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摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高職教學(xué)中占有舉足輕重的地位。以疫情期間“電子技術(shù)及實(shí)踐”和“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程為例，介紹了線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)前期的準(zhǔn)備工作，探索了線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)新形式、教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施過(guò)程等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了線上理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)同步進(jìn)行的效果，為同類課程的線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：線上教學(xué)；MOOC；電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告；Multisim；Proteus
引言
為落實(shí)疫情期間“停課不停學(xué)”要求，2020年2月起各級(jí)院校積極開(kāi)展線上教學(xué)。理論課程可以通過(guò)直播順利完成，對(duì)于旨在培養(yǎng)學(xué)生技能和創(chuàng)新意識(shí)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程如何線上進(jìn)行呢？筆者結(jié)合個(gè)人線上授課以來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和在線開(kāi)放課程建設(shè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)從線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)形式、教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程等問(wèn)題進(jìn)行探討。通過(guò)線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)現(xiàn)，線上實(shí)驗(yàn)授課是促進(jìn)教育觀念改變、教學(xué)手段改進(jìn)、教學(xué)質(zhì)量提高的契機(jī)，也可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，提高收集、分析和處理信息的能力，為終身學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［1］。
1線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備
1．1實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源準(zhǔn)備
2019年已在職教云平臺(tái)建設(shè)高職電類基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)在線課，采用校內(nèi)SPOC模式，應(yīng)用于我校不同專業(yè)多個(gè)班級(jí)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。在線課建設(shè)后，實(shí)驗(yàn)授課模式由原來(lái)的教師集中演示、學(xué)生跟著操作轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="http://m.saumg.com/lunwen/shiyanjiaoxuelunwen/168522.html" target="_blank">線上線下混合式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即學(xué)生課前線上云課堂自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作視頻，線下課堂上小組合作完成操作訓(xùn)練，從而大大激發(fā)了學(xué)生自主探索能力，提高了實(shí)驗(yàn)正確率、減少了實(shí)驗(yàn)器材損耗率，同時(shí)，減少了教師在實(shí)驗(yàn)課中重復(fù)指導(dǎo)時(shí)間?？傮w看，線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果優(yōu)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。2020年3月，為滿足更多高職院校線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，在職教云MOOC平臺(tái)建設(shè)高職電類基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)在線開(kāi)放課，課程構(gòu)架與原SPOC課程基本相同，如圖1所示。按內(nèi)容深度分為電氣類專業(yè)常用仿真軟件使用方法、基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)三大梯進(jìn)式模塊；按課程類型分為“電工基礎(chǔ)”、“電子技術(shù)”、“電機(jī)運(yùn)行維護(hù)與故障處理”和“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”四大課程模塊；按實(shí)驗(yàn)操作方式分為仿真模擬和實(shí)操訓(xùn)練兩種類型。每個(gè)模塊包含對(duì)應(yīng)的操作視頻、課件、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等資源，每個(gè)模塊有對(duì)應(yīng)的作業(yè)和測(cè)驗(yàn)，作業(yè)以附件形式上傳實(shí)驗(yàn)操作視頻，以檢驗(yàn)學(xué)生是否完成實(shí)驗(yàn)和完成質(zhì)量。目前選課人數(shù)282人，選課單位19個(gè)，日志總數(shù)6923次。高職電類基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)在線課的開(kāi)設(shè)，為疫情期間學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供了豐富多樣的學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)不同地域?qū)W生線上自主學(xué)習(xí)。
1．2實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備
“電子技術(shù)”和“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”等課程是高職電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，均具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，為保證學(xué)生線上學(xué)習(xí)時(shí)操作技能得到同步訓(xùn)練，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在淘寶選擇相應(yīng)的電路套件，將電路鏈接發(fā)給學(xué)生，學(xué)生自己在家下單，老師完成代付，這樣保證學(xué)生人人有實(shí)驗(yàn)器材，人人在家動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。如電子技術(shù)課程為學(xué)生代付整流電路、單管放大電路、集成運(yùn)放電路、門電路功能驗(yàn)證電路、三人表決器和計(jì)數(shù)器驗(yàn)證電路等電路套件及配套的面包板、萬(wàn)能板和導(dǎo)線等；傳感器課程為學(xué)生代付光控路燈電路、溫度上下限報(bào)警電路、酒精濃度檢測(cè)電路、紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)電路、土壤濕度檢測(cè)電路和金屬檢測(cè)電路等電路套件和輔助實(shí)驗(yàn)材料。同時(shí)，課前調(diào)查學(xué)生居家實(shí)驗(yàn)條件，有焊接工具的同學(xué)選擇印制好的PCB板或萬(wàn)能板＋電路套件，進(jìn)行焊接調(diào)試；無(wú)工具的同學(xué)選擇面包板＋電路套件，進(jìn)行插裝調(diào)試。
1．3電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)
在實(shí)踐類課程中要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的目的主要是為了借此提高學(xué)生的科技寫作能力和數(shù)據(jù)記錄、分析能力［2］。線下授課時(shí)會(huì)給學(xué)生發(fā)放紙質(zhì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫，提交后教師批改登記。線上實(shí)驗(yàn)課程如何完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的填寫、批閱呢？筆者嘗試在職教云云課堂教學(xué)平臺(tái)制作電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告，具體做法為：首先在云課堂課程的題庫(kù)欄目按照紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的板塊添加“實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理與步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、心得體會(huì)”6個(gè)題目，其中“實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹边x擇主觀性填空題題型，“實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理與步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、心得體會(huì)”選擇問(wèn)答題型，學(xué)生可以直接手動(dòng)輸入填寫，可以以視頻、圖片、文檔的附件形式上傳，如圖2所示。然后添加作業(yè)，從題庫(kù)中選擇手動(dòng)出題，設(shè)置一套以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為內(nèi)容的作業(yè)。最后設(shè)置啟用，設(shè)置需要提交作業(yè)的班級(jí)和時(shí)間，學(xué)生端即可接收到此實(shí)驗(yàn)報(bào)告作業(yè)，實(shí)驗(yàn)完成后按要求提交。此電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告的設(shè)置既保證學(xué)生及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的整理，加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，又實(shí)現(xiàn)了學(xué)生資料的在線收集、批閱和成績(jī)統(tǒng)計(jì)，為教師的教學(xué)分析提供第一手?jǐn)?shù)據(jù)。
1．4在線實(shí)驗(yàn)考核設(shè)計(jì)
單次實(shí)驗(yàn)成績(jī)由個(gè)人課前預(yù)習(xí)電路搭建調(diào)試、課中小組展示和個(gè)人實(shí)驗(yàn)報(bào)告3個(gè)板塊構(gòu)成。課前部分成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告通過(guò)MOOC平臺(tái)自動(dòng)生成，課中作品展示環(huán)節(jié)通過(guò)創(chuàng)建的在線多維評(píng)價(jià)表，實(shí)時(shí)在線對(duì)學(xué)生作品評(píng)價(jià)。力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的全方位考核，避免成績(jī)?cè)u(píng)定的局限性，能夠有效提升成績(jī)?cè)u(píng)定的合理性和公正性［3］。具體實(shí)施辦法為應(yīng)用EXCEL數(shù)據(jù)處理計(jì)算功能和WPS多人協(xié)作編輯模式，在微信群中實(shí)時(shí)在線、師生多維、快速評(píng)價(jià)學(xué)生作品。該評(píng)價(jià)方式相對(duì)于傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式客觀高效，可以快速實(shí)現(xiàn)小組自評(píng)、組間互評(píng)、教師評(píng)價(jià)三維評(píng)價(jià)，有利于促進(jìn)組間互動(dòng)，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短；可以減少教師成績(jī)匯總工作量；可以輕松實(shí)現(xiàn)課課有評(píng)價(jià)，更加關(guān)注學(xué)習(xí)全過(guò)程，有效督促學(xué)生學(xué)習(xí)。
2教學(xué)形式
結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程特點(diǎn)和高職學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，“電子技術(shù)”和“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程在理論講解學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，采用“實(shí)物展示（操作）＋仿真展示（操作）”線上實(shí)驗(yàn)授課模式。實(shí)物（操作）展示實(shí)物和仿真訓(xùn)練具體實(shí)施過(guò)程為：開(kāi)課前給每個(gè)學(xué)生代付實(shí)驗(yàn)材料，同時(shí)調(diào)查班級(jí)學(xué)生的電腦個(gè)數(shù)，依據(jù)電腦個(gè)數(shù)和學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)弱對(duì)學(xué)生合理分組，3－4人一組，確保每組保證一臺(tái)電腦，給學(xué)生推送Multisim和Proteus仿真軟件包和軟件使用方法。仿真訓(xùn)練時(shí)，“電子技術(shù)”課程推薦學(xué)生選用手機(jī)仿真軟件EveryCircuit和Multi－sim手機(jī)在線版，有電腦條件的同學(xué)可選用Multisim電腦版和Proteus軟件；“檢測(cè)與傳感器技術(shù)”課程推薦學(xué)生使用Multisim電腦版和Proteus軟件，為后續(xù)專業(yè)課程單片機(jī)技術(shù)與實(shí)踐做好鋪墊。新課前一周對(duì)學(xué)生布置實(shí)操訓(xùn)練項(xiàng)目和仿真訓(xùn)練項(xiàng)目，小組間線上討論完成，上課時(shí)理論講解后學(xué)生在線展示個(gè)人或小組作品。“實(shí)物展示（操作）＋仿真展示（操作）”的線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了鞏固理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的同步進(jìn)行。該線上實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖ＷC學(xué)生在家學(xué)習(xí)的情況下，依然課課有電路模型產(chǎn)出［4］，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)生動(dòng)力。保證疫情期間學(xué)生操作訓(xùn)練不掉線的情況下，提升學(xué)生的實(shí)踐能力、極大促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性。學(xué)生課后反映個(gè)人獨(dú)立完成電路的安裝調(diào)試排故后，加強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解，教學(xué)效果良好。
3課堂設(shè)計(jì)與實(shí)施
好的課堂設(shè)計(jì)是有序開(kāi)展課堂活動(dòng)，課堂實(shí)施有效的前提條件。相對(duì)于學(xué)生在校期間的線上MOOC預(yù)習(xí)＋線下實(shí)驗(yàn)室實(shí)操的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，全線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)更多地要求學(xué)生課前完成MOOC學(xué)習(xí)和電路模型的搭建調(diào)試，課中才能順利開(kāi)展小組展示活動(dòng)，才能保證實(shí)驗(yàn)課堂有效。因此，授課前做好精細(xì)的教學(xué)設(shè)計(jì)，保證線上實(shí)驗(yàn)課程的順利開(kāi)展。以2個(gè)課時(shí)的1個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，教學(xué)設(shè)計(jì)，如圖3所示。教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，實(shí)際線上授課基本能與課前設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)保持一致，獲得預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果。另外發(fā)現(xiàn)，學(xué)生可以課前對(duì)電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行預(yù)填寫，課中根據(jù)完善后的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)總結(jié)再次糾錯(cuò)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理的理解更加深刻。
4教學(xué)效果
本次線上實(shí)驗(yàn)授課班級(jí)和課程分別為19級(jí)工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的電子技術(shù)及實(shí)踐課程和18級(jí)電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的檢測(cè)與傳感器技術(shù)課程。學(xué)生實(shí)操訓(xùn)練參與度100％，仿真實(shí)驗(yàn)因?qū)W生選擇軟件不同手機(jī)仿真訓(xùn)練參與率100％，電腦仿真訓(xùn)練參與率60％，較之前線下授課時(shí)受實(shí)驗(yàn)設(shè)備所限學(xué)生參與率大幅提升。通過(guò)學(xué)生課堂在線展示看出，學(xué)生基本能掌握電子電路的裝調(diào)方法。學(xué)生電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交率100％，但存在個(gè)別復(fù)制現(xiàn)象。整體看，在達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能鍛煉的同時(shí)，學(xué)生通過(guò)課前查資料提升了信息檢索能力；通過(guò)小組線上討論、在家請(qǐng)教長(zhǎng)輩等學(xué)習(xí)方式增強(qiáng)了溝通能力；通過(guò)提交電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)步驟等環(huán)節(jié)的視頻附件，提高了視頻制作剪輯能力。同時(shí)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不斷地調(diào)試、對(duì)電路的優(yōu)化改進(jìn)、對(duì)視頻的剪輯完美追求，也鍛煉了學(xué)生做事精益求精的態(tài)度。
5總結(jié)
通過(guò)探索虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的作用，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)［5］。“實(shí)物展示（操作）＋仿真展示（操作）”虛實(shí)結(jié)合、人人動(dòng)手的線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，保證了疫情期間實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，基本達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。同時(shí)，為其他課程的線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一定的借鑒。
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作者：?jiǎn)塘站?單位：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院