基于微課的數字電路實驗教學研究

王云霞 柴志軍 楊自恒 劉明亮

摘 要：在工程教育認證背景下，總結了微課在《數字電路實驗》的應用方式和具體內容，對比傳統實驗課程教學取得的良好效果。實踐表明，引入微課能夠有效提高教學效果。

關鍵詞：工程教育認證 微課 數字電路實驗

工程教育認證的核心要求是培養高質量工程技術人才，實驗作為初步的工程實踐，有著舉足輕重的作用[1]。我校在《數字電路實驗》教學過程中采用了目前國際較為先進的微課作為新的教學方式。微課（Micro lecture）指微小的課，具有時間短、節奏快、內容精煉等特點，可以在少量時間內完成一個知識點或者某項技能的學習[2]。微課迅速發展應用到了許多教學活動中，目前已經舉辦了多屆“全國高校微課教學比賽”，激發了廣大教師的開發熱情。為了提高學生實驗儀器的操作能力，強化實驗教學成效，我們進行了《數字電路實驗》這門實驗課的微課教學改革。

一、開展微課教學的必要性

我們教授的學生是剛剛開始進行專業實驗的學生，對實驗設備不熟悉，這為教學工作開展帶來了不利影響，有的同學經過多個實驗項目后對復雜儀器依然不清楚操作流程和調節方法，說明我們的教學過程中不能讓學生扎實掌握儀器設備的操作方法和實驗技能。因此尋求一種高效性教學模式顯得尤為重要，微課作為互聯網發展的一種必然產物也成為一項絕佳選擇。

二、微課在《數字電路實驗》教學中的應用

微課的內容設計是基于課程教學中的難點而設計的，微課可以高效地進行知識輸送，在操作性課程中具有很大優勢。微課的基本特征是簡潔化和可視化，創新教學過程的新模式，提高《數字電路實驗》教學效果。主要包括以下幾個方面：

1.強化基礎，提升課前預習作用

在傳統的實驗教學中，預習僅僅是完成實驗理論的預習，有的同學預習只是簡單敷衍，不能落到實處。我們在預習環節一般要求學生完成實驗原理和內容的預習，錄制少量微視頻進行課前提示。學生根據提示進行預習，課內教師將不再花費大量時間講授實驗理論，只需針對實驗講解重點注意的內容即可，有效提高教學效率，增加課堂容量。

2.創新課程形式，準確定位課程難點

對于《數字電路實驗》這門課程，學生在完成過程中遇到的最多問題就是故障排除能力，這也是實驗課程的主要目的之一。主要包括以下幾點內容：

（1）實驗儀器的規范操作

為了提高教學效果，可以將每種實驗儀器的使用錄制成視頻，以微課的形式提供給學生，學生可以多次觀看，避免學生不好意思請教老師而導致的教學效果不佳的情況。這部分內容主要包括：a.示波器的操作規范;b.函數發生器的使用方法;c.數字萬用表的使用方法;d.直流穩壓電源的調節方法等。

（2）實驗方法與常見故障

實驗基本技能是基礎性內容，需要學生正確掌握，可以按照難易程度制作短視頻：a.芯片的認識;b.輸入電平與輸出電平測量;c.故障排除方法等。

（3）破壞性實驗展示

選取實驗過程中容易發生的錯誤操作錄制成視頻，增強感官效果，具體包括：a芯片電源反接;b電容耐壓值不足和極性錯誤;c電源短路事故;d安全用電等。在傳統實驗教學中這部分內容由于其危害性，一般不能在課堂中反復展現，對學生警示效果不足[4]。可以在講解中插入這部分內容的短視頻，增加體驗感，對危險操作加強認識。

3.提升學習高度，發揮微課在課后內容的作用

由于課堂上課時間的壓縮，不能滿足學生對所有內容的需求，因此錄制更為高水平的展示視頻可以幫助學生提高實驗操作能力，提升專業學習興趣。我們錄制了視頻展示在實驗室公眾號中，供學生學習，形式多樣：文字、圖片、視頻、漫畫等，適應新的教學條件。

4.注重實效，提高視頻質量

由于《數字電路實驗》實驗項目眾多，并非所有實驗都要大量應用微課，在教學過程中也要注意視頻的應用數量，針對不同項目有的可能5個以上微課視頻，有的可能只有1-2個，避免出現“微課恐懼癥”。微課作為一種輔助教學手段，無法取代學生的實際操作，因此要把握微課適用條件，提高學習效果。

三、《數字電路實驗》應用微課后的影響研究

通過與以前的實驗效果對比，在如下幾個方面體現出微課的影響。

1.教學目標達成度提高

微課視頻的應用使學生對知識的理解較以往有明顯提高，主要體現在實驗完成率和優秀率。在以往實驗項目的完成率基本在85-90%，引入微課后項目完成率達到97%;課程的優秀率由25%提高到41%。

2.元件損耗降低，設備損壞減少

由于觀看破壞性實驗視頻，使學生心理產生敬畏之心，能夠按照操作規程完成實驗，原來的器件損耗率每節課在10%-15%，引入微課作為輔助教學手段后，器件損耗率下降到5%左右。由于可以反復觀看儀器操作微視頻，實驗設備的損壞率也由原來每學期的5-10%左右降到2-3%，對設備的養護起到良好作用。

3.提升學習興趣，增加學習動力

由于實驗課程進行順利，使學生學習興趣、信心都有較大提升，學生由怕實驗操作，變成喜歡實驗、愛做實驗。

4.提升教師工作教學效果

微課的作用不僅體現在學生的“學”，也對教師的“教”起到了重要影響。高效的學習與高效的教是相互聯系的，在教學過程中微課的內容是在課程進行過程中進行調整的。教師可根據實際工作中遇到的問題在微課中有針對性的解決，大大提高了實驗課堂教師的工作效率，解決了課上指導老師不足的問題。

結語

經過一年的實踐，微課作為一種新的教學要素在《數字電路實驗》教學過程中起到了良好的作用，提高了教學效果。在工程教育認證背景下，實驗課程的學習關系到工程實踐基本能力，在實驗教學過程中要將畢業要求融入課程內容，保證我們的畢業生在未來職業發展中能夠走得好走得穩。《數字電路實驗》開展的授課方式改革，堅持以培養高質量的工程師為目標導向，使學生由課堂參與者成為課堂主體，取得了很好的效果。

參考文獻

[1]楊奕，劉偉，賀曉蓉.面向工程教育專業認證的電氣卓越工程師培養模式研究[J].實驗技術與管理.2017（03）

[2]孟祥增，劉瑞梅，王廣新，等.微課設計與制作的理論與實踐[J].遠程教育雜志，2014（6）：95-96.