基于虛擬實驗平臺的混合式教學模式在 《電工學》教學過程中的推廣與實踐

何繼燕 趙紅波 張晉恒

摘要：教學模式是一種媒介，教師通過它獲得多種成功的教學方法。隨著高等教育對教育教學的逐步反思，改變課堂教學單一的接受式模式，實現教學改革已是當今高等教育教學改革的一個重要方向，也是新型教學模式的重要內容。本文以云南農業大學的電工學課程為例，討論了電工學教學過程中教學模式改革的構建和實踐的策略。

關鍵詞：教學模式;復合式教學;電工學

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）11-0145-02

一、引言

教學模式是一種教學理論，是教學實踐概括的形式和體系，具有多樣性和可操作性。教學策略比較常用的整合模式包括：接受式教學模式、探究式教學模式和研究性教學模式。隨著高等教育對教育教學的逐步反思，加之大學生的學習和生活中充斥著大量的信息，改變課堂教學接受式的單一模式，復合教學的推廣和建設已成為不可阻擋的趨勢。

二、背景

《電工學》課程是高等工科院校電子相關專業的基礎課程，課程內容豐富、覆蓋面廣，包括直流電路、動態電路、模擬電子技術和脈沖數字電路，是一門實用而全面的學科，為學生奠定了系統化的理論基礎，使學生能夠初步學習科學的思維方法和研究問題的方法。整個教學內容理論嚴謹、邏輯性強，實驗教學占到總學時的20%-25%，由此可見，電工學實驗教學的重要性。

隨著高等教育對教育教學的逐步反想和反思，加之信息技術正以驚人的速度改變著大學生的學習和生活方式，如何改變課堂教學，挑戰傳統教學模式已成為該門課程教學者思考的一個重點。同時，在近年來的教學改革中，很多高等院?；蚨嗷蛏俚貕嚎s了該課程的學時。在更多內容和更少課堂時間的前提下，如何激發學生的學習興趣，以及如何有效提高學生分析和解決問題的能力，培養學生的創新意識和創新精神，是近年來許多“電氣”教育工作者關注和探討的問題。復合式教學為解決這些問題提供了最為可行的方法。

傳統的接受式教學的好處是，學生可以在短時間內接受大量的信息，進而有效培養學生的紀律性和抽象思維，但同時也帶來了一定的不足，如學生很難真正理解所獲得的信息，不利于分析創新型學生的發展，也不利于學生的創新思維和解決實際問題能力的培養。

云南農業大學在《電工學》的課程教學中積極探索并嘗試復合式教學，依托虛擬實驗平臺搭建了以網絡課程為學習空間的網絡學習環境，充分結合接受式教學、探究式教學和研究性教學三種模式，充分發揮學生的自主學習能力，調動學生的積極性和主動性，有效提高了教學質量。

（一）國外研究現狀

麻省理工學院于20世紀80年代開始建立Weblab在線實驗室并投入使用。隨后，美國政府在天體物理學、海洋學、核科學等領域建立了虛擬實驗室示范項目，各大專院校的電氣工程專業也開始建立虛擬實驗室。例如，猶他州立大學將Matlab與LabView結合起來，使用兩個軟件開發在線EMC課程。近年來，對虛擬實驗室在新能源教學和電力系統故障分析教學中的應用也進行了研究。

（二）國內研究現狀

國內虛擬工程實驗室的建設起步較晚，但發展很快。天津大學建立了電氣自動化虛擬仿真實驗教學中心，引入仿真和半物理實時仿真技術，多源分布式發電、儲能、智能配電，以及能源管理（如光能和海洋能）的設計和仿真功能。東北電力大學建立了電力工業生產過程虛擬仿真實驗教學中心，是可以模擬亞臨界到超超臨界的國內單位。它可以模擬核電站的發電過程和35 kV 500 kV變電站的輸配電過程。此外，其他高等院校也建立了電氣工程虛擬工程模擬實驗室，如南京工業大學電氣工程與自動化虛擬仿真實驗教學中心，三峽大學輸電線路工程實驗教學中心等。

三、混合式教學環境的搭建

（一）總體教學流程設計

虛擬實驗平臺的搭建是實現《電工學》課程混合式教學模式的關鍵因素。首先，提前在微信公眾號平臺上發布本次預習實驗的消息，并且附帶上跳轉電子電工虛擬仿真實驗平臺網站的鏈接;然后，在電子電工虛擬仿真實驗平臺的電子電氣虛擬仿真實驗平臺上，發布相關實驗的教學視頻、實驗要求、實驗步驟、注意事項等內容;學生在電子電氣虛擬仿真實驗平臺上進行自我仿真實驗;上課教學中讓同學到實驗室進行實物操作實驗，各小組進行PPT匯報展示;最后老師在微信公眾號對各組實驗進行評比打分，發布本節內容課后作業。整個流程如圖所示：

（二）推廣策略

在推廣虛擬平臺的過程中，以具體項目為線索，將教學內容融入項目實踐過程，擴展教學。這種方法不僅加深和擴展了課程資源，而且增強了課程的深度和廣度。

《電工學》虛擬實驗平臺以微信公眾號平臺為接口連接同學，進行課程課題的提前發布，督促同學進行提前預習，發布課程實驗的內容、步驟、注意事項、相關知識點的視頻、PPT、WORD等，讓同學在平臺上進行模擬實驗，然后在現實上課教學中讓同學進行實物操作實驗，最后同學在平臺上上交本節課程作業。最終實現對《電工學》課程教學的升級創新改革，以新型的教學模式提高學生對《電工學》課程的學習效率和學習熱情。體現在以下幾個方面：尊重學生差異，建立有特色的校本教材，促進學生個性發展，堅持以學生為本，改革課堂教學模式，營造一流的課堂教學。在本課程的實施過程中，教學和研究得到了提高，不斷完善課程的教學內容和教學方法，體現了以知識為本，以質量為中心，創新能力建設的原則。合理處理知識、能力和質量之間的關系，使其成為一個相互聯系、不可分割的有機整體。

在教學過程中，重點是視覺教學，用PowerPoint組織各種教學媒體，建立多維教學模式，優化教學過程。使用現代多媒體手段，使大多數耗時復雜的實驗演示都被制作成視頻材料。以培養學生的興趣為基本目標，創造良好局面。教學從感性提升到理性，循序漸進，更好地培養學生的情商、創造力和積極性。電工學實驗課程的特點：實驗理論課程的教學主要基于課堂教學、內容多、學時少，內容高度集中而不失其科學性和系統性。講授時，深入淺出，特別注重實用性?；A實驗階段側重于基礎訓練，學生必須充分掌握基本知識和基本方法。打開必要的內容和可選內容，學生應該預先學習，不要練習。設計與創新實驗階段：這一階段實驗室完全開放，學生將接受各方面的培訓，以提高他們的實驗和科學素質。

四、結論

在《電工學》課程中，基于虛擬實驗平臺的混合教學模式可以說具有希望、壓力和難度?；旌鲜浇虒W模式是推動《電工學》教學應用的有效途徑之一，它的有效實施將對學科課程的發展產生實質性的推動和積極的影響。為了達到這一目標，我們將進一步挖掘教學需求，積極探索，有效整合現有資源，從而提高學生自主學習的積極性，保證課程的教學質量。

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Promotion and Practice of the Mode of Teaching ReformB in the Teaching Process of Electro technics Course

HE Ji-yan，ZHAO Hong-bo，ZHANG Jin-heng*

（Yunnan Agricultural University，Kunming，Yunnan 650201，China）

Abstract：The teaching model is a medium through which teachers acquire various successful teaching methods.With the reflection to the learning and teaching in higher education，more and more educators have realized it is an important trend to change traditional transmitting-accepting teaching model to blending teaching method in current educational reform，which is also a key content of the new teaching model.This paper will discuss the feasibility of blending teaching method in practical teaching from construction of teaching environment and promotion strategies with an example of Electro technics Course in Yunnan Agricultural University.

Key words：teaching method;blended teaching;electro-technics course