基于雨課堂、短視頻的工科類實踐課程教學改革探索*——以電工類基礎實驗課程為例

白花蒲 ， 李雪蓮

（新疆農業大學，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

“新工科”圍繞工程教育改革新理念、學科專業新結構、人才培養新模式、教育教學新質量開展，是和“卓越工程師教育培養計劃”目標一致的建設計劃。在新工科背景下，引入工程教育認證理念，著重強調培養學生的工程實踐能力和創新意識。高校的實踐環節多數分為3個階段：1）基本實踐能力訓練階段。以各課程的實驗課堂為基礎，培養學生工程意識，掌握基本的研究與創新方法。2）綜合實踐能力訓練階段。結合綜合設計性試驗、課程設計等，培養學生初步解決問題的綜合能力。3）研究創新實踐能力訓練階段。結合創新大賽、學科競賽、畢業實習以及畢業設計等，綜合培養學生分析解決問題能力和研究與創新能力[1]。

作為承擔著為學生打牢“理論聯系實際”基礎重任的實驗課堂，其大部分依然保持著傳統的“教師為中心，學生處于被動接受狀態”的教學方式。同時，因各院校的資源配置、教學安排的不同，實驗教學效果參差不齊。同理論課堂一樣，實驗課堂也應該重新思考目前的教學模式，力求以新的教育教學方法樹立“學生為中心”的理念，讓其掌握學習的主動權，激發學生的學習積極性。

電工、電子類基礎實驗是工科類專業的基礎必修實踐課程，是培養非電專業電氣認知的第一課。如何充分利用實驗課時間，幫助學生迅速將理論知識與實驗結果結合在一起，做到知行合一，使得實踐課程能夠落到實處，真正完成第一個基本實踐能力訓練的階段目標，是實踐教學一線值得探索的方向[2]。

1 教學現狀調查

為了解學生參與實踐教學的實際教學現狀，利用問卷星完成實施情況評價調查。問卷從基礎教學條件、課程授課情況、實際個人操作情況3個方面設計相關問題，共計回收問卷321份，超過參與電工實驗總人數的64%，其具體問答情況如表1所示。

表1 實驗課程教學現狀調查問卷結果

根據表1反饋的贊同情況可整理學生意見、想法如下：

1）目前實驗室設施基本滿足電工技術課程需求，但依然存在實驗期間設備故障頻發現象，影響實驗進行的流暢度；

2）實際的實踐教學對學生的理論知識理解有所幫助，但是授課過程中存在課程內容進展過快的情況，無法及時領會指導教師提醒的注意事項；

3）認同預習有效性；

4）存在因設備數量不足導致部分學生參與實驗積極性不高的現象；

5）解決實驗過程問題大部分依靠指導教師，自我解決問題意識淡薄。

此外，結合授課教師實際教學經歷，可將學生反饋意見與實際情況總結出以下限制實踐教學效果的問題[3]：

1）受儀器設備、師資限制。學院平均每學期電工、電子實驗課程學時為134學時，僅由一名專職實驗員和部分教師兼職完成電工類實驗課程授課。實驗儀器數目有限，每班同學分為兩大組之后在不同時段完成實驗。同時，因理論課程教師授課計劃和實驗教學計劃不同步，實驗教學課程總是統一放置在學期末，導致實驗課堂上學生無法及時聯系到學習過的理論知識，總體教學效果較差。

2）受學生學習積極度限制。機電學院電工、電子實驗課堂成績占該門課程總成績的20%，實驗成績則由其出勤率和最后提交的實驗報告冊內容判定，實驗過程無法體現在成績上。因此，不受部分學生重視，且大部分學生抱著混過去的心態來完成實驗課程，參與課堂的積極性較弱。

3）受課堂講授方式限制。目前，實驗課堂授課依然采用由實驗教師講解操作注意事項并向學生演示一遍的方式，該方法實際效果較差，同時違背實踐課堂的出發點——讓學生在動手實踐中鍛煉發現問題、解決問題的能力。學生無法在短時間內立刻記住老師強調的重點，且實踐課堂沒有相應的投屏顯示，部分學生通過自行拍攝錄像來記憶實驗操作過程，照本宣科，容易遺忘教師講解的關鍵步驟，同樣無法順利完成實驗。

2 具體實施過程

2.1 雨課堂實驗預習課件的設計

為滿足實驗課堂中學生對課件預習的需求，按照電工、電子課程實驗內容和課程設計內容制作雨課堂預習PPT課件。課件內容按照實驗設備介紹、實驗內容注意事項、理論內容和實踐內容結合點、實驗展示圖等部分制作，具體課件內容如圖1所示。同時為確保學生均參與課件預習，根據PPT內容制定雨課堂版測試題，如圖2所示。

圖1 電子課程設計——焊接收音機的預習課件

圖2 電子實驗——常用電子儀器測試題

2.2 短視頻的設計

和預習課件對比，短視頻在制作時側重點為強調實驗內容的易錯點。通過操作視頻動作以及提示詞提醒學生在實驗過程中避免如下操作，部分視頻截圖如圖3所示。

圖3 對導線的認識

2.3 實施效果對照組的設計

具體設置如表2所示，該實施過程持續一個學期，對電工技術實驗課程進行教學改良，設置對照組：1）選擇同一班級但實驗批次不同的兩組學生，一組使用雨課堂，一組未使用；2）選擇理論課教師相同且專業相同的兩個班級學生，一組使用雨課堂，一組未使用；3）選擇課程相同，但專業不同的兩個班學生，一組使用雨課堂，一組未使用；4）選擇同一班級學生，但實驗項目不同，對比實驗情況。其中，每個班級實驗分組按照學號順序進行平均分配，并且從實驗完成時間、提問次數、設備問題、數據錯誤次數四個方面評價課程實施效果。

為保證成孔垂直度，導墻必須具有足夠的剛度，受荷后不會發生變形、破壞。本工程采用現澆鋼筋混凝土修筑導墻(圖3)，混凝土強度C25，導墻頂標高高出原地面100 mm，深度1.5 m，兩翼寬1.5 m，墻體插入老土，厚約200 mm，配筋為A14@200單層雙向。

表2 教學改革實施實驗組、對照組設置

2.4 實驗考核的設計

為提高學生課堂積極性，課題組修改了實驗成績評價方法，調整課程實施過程，其與原有實驗課程實施過程的對比情況如圖4所示。

圖4 實驗考核“改良”的前后對比

原有實驗考核主要基于學生的考勤情況和實驗報告冊完成情況。現在增加預習環節，增加預習測驗成績作為最終實驗成績的一部分，從而要求學生必須提前完成預習。

3 教學效果分析及探索

3.1 實施效果結果

在實施過程中，每個班級分為兩大組后又會根據實際人數分為若干小組，為對比整體的實施效果，對比的時長為若干小組的平均時長，其他數據則為整個大組的累計值。其相關結果如表3所示。其中，結合表2，實驗組為使用預習課件和視頻的同學，對照組為未使用的。

表3 實驗效果對照結果

根據表3展示結果可得出以下結論：

1）直流電路研究的平均用時在33 min左右，但可明顯看出，作為對照組，未提前預習的大組在時長上明顯要超過33 min。同時所遇到的操作提問次數、數據出錯次數均高于實驗組；

2）專業不同的情況，預習課件、短視頻的作用更加明顯，對照組平均耗時明顯增加；

3）實驗不同的情況，受實驗難易程度因素影響過大，使用和未使用課件的效果對照不太明顯。

3.2 實施過程中存在的問題

經過一學期的課件、視頻試用，能夠發現提前預習課件、短視頻對實驗完成效率、完成完整度的提高有作用，但依然存在一些小問題，需要持續改進。首先，在課件內容設計方面，預習課件是由任課教師根據實際課程經驗進行設計制作的，這與學生在實際操作中出現的問題或理解實驗步驟、內容上的思維方式有所差異，會導致理解偏差，從而影響實驗完成情況。這需要課件制作教師經常與學生進行溝通，詢問其對課件困惑的地方，做到能設身處地從學生角度解釋實驗重難點。

其次，在提高學生課堂積極性上，除了增加預習測試成績環節外，應當從主觀層面提高實驗課堂趣味性，增加學生自主操作環節的設計。這同樣需要任課教師聯系實際教學情況，開發設計新穎的實驗項目，讓學生真正領悟到實踐課堂的魅力所在。

4 結論

實踐課堂需要指導教師、學生的雙重參與，和理論課堂相比，這不僅需要一定的硬件條件作為支撐，更需要采取新穎的教學方式來吸引學生的注意力，幫助學生在認識實踐動手能力重要性的前提下，提高其實際的操作能力、創新思維能力、小組合作溝通能力等綜合性素質[4]。基于雨課堂平臺的預習課件、短視頻等方式的引入，為傳統的實踐課堂開辟了一條新的改革之路。實踐環節與當下新媒體浪潮相結合，改良原有課程實施過程，解決一線實踐教學問題，探索更加適合新工科背景下卓越人才培養的課堂模式，這需要教師和學生的共同參與、共同努力，也是實踐教學改革的前進方向。