基于PocketLabs的混合式教學(xué)模式在電子技術(shù)課程中的應(yīng)用探索研究

龐存鎖 楊凌 王黎明

[摘 要] 研究口袋實驗室在電子技術(shù)課程改革中的應(yīng)用模式，通過對課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，選取工程性、實踐性強的單元電路，利用口袋實驗室進(jìn)行理論實踐一體化的教學(xué)改革，有利于課堂教學(xué)中開展以學(xué)生為主的引導(dǎo)式教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對電路整體功能的認(rèn)知深度。

[關(guān)鍵詞] 混合式教學(xué)模式;口袋實驗室;引導(dǎo)式教學(xué)

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）41-0248-02? ? [收稿日期] 2020-02-04

一、引言

由于教育教學(xué)改革，電子技術(shù)課程理論課時和實驗課時都在縮短，要想完成該課程的“金課”建設(shè)任務(wù)，需要對傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革。已有研究對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法給出了改革方向和趨勢，但沒有明確給出實施細(xì)則;為此，本論文以模擬電子技術(shù)課程為例，給出了一種理論和實踐結(jié)合緊密的教學(xué)改革方法，這種方法以Pocket Labs為教學(xué)載體，將現(xiàn)有課程內(nèi)容按“前期實驗+理論+后期實驗”進(jìn)行重構(gòu)，前期實驗部分主要是觀察器件或典型電路的功能，讓學(xué)生有直觀的認(rèn)識，同時提出問題，提高學(xué)習(xí)的興趣;理論部分主要是針對前面的問題，開展課堂講授和深入討論，加強學(xué)生對電子技術(shù)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)和理解;后期實驗主要是結(jié)合理論知識，進(jìn)一步提高學(xué)生對知識深層次的理解和綜合運用能力。

二、基于Pocket Labs的反轉(zhuǎn)式教學(xué)模式

目前，國內(nèi)很多高校開展了基于口袋實驗室的實驗教學(xué)改革，以及部分功能案例，以此來鍛煉學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力。其中，哈爾濱工程大學(xué)副校長高晚欣指出，口袋實驗室有助于學(xué)生個性化發(fā)展，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新提供了很好的平臺，為高素質(zhì)創(chuàng)新實踐人才培養(yǎng)提供了條件和空間。

上述文獻(xiàn)對Pocket Labs的應(yīng)用多數(shù)是基于課后的實踐教學(xué)，提高了學(xué)生課后的實踐動手能力，但這個應(yīng)用的前提是學(xué)生已經(jīng)掌握了基本的理論知識和電路結(jié)構(gòu)，是一種課后的知識鞏固學(xué)習(xí)過程。如何提高學(xué)生在課前對基本理論和電路結(jié)構(gòu)的認(rèn)識深度，進(jìn)而在課堂教學(xué)中實現(xiàn)高質(zhì)量的“教”與“學(xué)”，是本文探索的主要內(nèi)容。針對模擬電子技術(shù)課程實踐性強的特點，教師利用Pocket Labs將傳統(tǒng)的“課堂+實驗”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈摹皩嶒?教學(xué)”的反轉(zhuǎn)式教學(xué)模式，教師在課前選取基本內(nèi)容和典型電路讓學(xué)生進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，同時通過Pocket Labs設(shè)置一些恰當(dāng)?shù)膯栴}，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前動手嘗試和思考，加深其對電路功能的直觀認(rèn)識。這一教學(xué)模式，在課前加強了學(xué)生對知識的求知欲望，在隨后的課堂教學(xué)中，更容易實現(xiàn)學(xué)生與教師的互動和討論，體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念。

三、基于Pocket Labs的課程內(nèi)容重構(gòu)

Pocket Labs的反轉(zhuǎn)式教學(xué)模式涉及課前預(yù)設(shè)問題、課前預(yù)習(xí)、課前動手，課堂釋疑、解惑、探究、討論，課后加強實踐等環(huán)節(jié)，為此需要對原有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新組合和分類，下面給出了不同教學(xué)階段教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)以及考核方式的策略。

1.Pocket Labs的教學(xué)實施模式。在現(xiàn)有經(jīng)典教材的使用上盡量做到保留重要知識點，根據(jù)授課對象專業(yè)的不同選取或重新設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和案例，現(xiàn)將整個教學(xué)實施過程進(jìn)行初步劃分，如圖1所示。

首先，根據(jù)專業(yè)要求和課程目標(biāo)，把每章節(jié)內(nèi)容細(xì)化為一般內(nèi)容、重要內(nèi)容、模塊集成電路等知識點結(jié)構(gòu);其次，根據(jù)知識點內(nèi)容的難易程度，結(jié)合現(xiàn)代新型教學(xué)模式，進(jìn)行不同形式的課前準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)，學(xué)生們可結(jié)合在線課程、微課、微助教、學(xué)習(xí)通等多種教學(xué)模式進(jìn)行提前學(xué)習(xí)。其次，利用Pocket Labs的優(yōu)點，讓學(xué)生以翻轉(zhuǎn)課堂、分組討論等形式進(jìn)行電路信號的觀察，引出電路的基本功能，進(jìn)而分析電路的組成、工作原理等理論知識。最后，通過學(xué)生以及師生間的分析、討論、歸納及總結(jié)，提高學(xué)生對基本理論的掌握深度，且清晰電路的應(yīng)用背景。另外，針對教學(xué)內(nèi)容里的集成模塊電路，可結(jié)合具體設(shè)計任務(wù)，利用Pocket Labs分組進(jìn)行項目設(shè)計和演示驗證，讓學(xué)生熟悉電路設(shè)計、調(diào)試的工作過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和課堂質(zhì)量。圖2給出了任務(wù)驅(qū)動的Pocket Labs功能模塊分類構(gòu)想。

2.混合式教學(xué)模式的考核形式。混合式教學(xué)模式由課前、課堂和課后三個教學(xué)階段構(gòu)成，為了更好地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，將傳統(tǒng)“考試+實驗”的課程評價方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑^程考核+總結(jié)性考核”，其中過程考核包含課前的在線學(xué)習(xí)、預(yù)習(xí)實驗的問題回答、課堂討論參與度、課后單元電路的設(shè)計、調(diào)試、答辯等。總結(jié)性考核包含兩部分，一部分是將單元電路級聯(lián)成系統(tǒng)，如將基本放大電路（集成放大電路）、濾波電路、功率放大電路、電源電路等基本單元電路級聯(lián)成一定功能的系統(tǒng)，測試學(xué)生對知識綜合運用的能力和技巧;一部分是理論閉卷考試，主要測試學(xué)生對基礎(chǔ)內(nèi)容的理解和掌握程度。過程性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合滿足學(xué)生個性化差異的需求，可實現(xiàn)對學(xué)生全面能力的考核。

四、結(jié)論

本文基于Pocket Labs研究了模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)形式，重構(gòu)內(nèi)容分為基本部分、重要部分、應(yīng)用部分三大類。其中，基本部分學(xué)生可結(jié)合在線課程和Pocket Labs進(jìn)行自由學(xué)習(xí)，重要部分學(xué)生結(jié)合教師講授和Pocket Labs電路分析進(jìn)行集中學(xué)習(xí)，集成應(yīng)用部分學(xué)生主要通過Pocket Labs進(jìn)行課外綜合實踐練習(xí)。這種教學(xué)模式更容易體現(xiàn)“以學(xué)為主，以教為導(dǎo)”的教學(xué)理念，滿足學(xué)生的個性化差異需求;同時，借助級聯(lián)系統(tǒng)指標(biāo)可逐級提高的特點，增加了課程的學(xué)習(xí)難度，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和拼搏精神。

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