“互联网＋”在低频电子实验教学中的应用

梁偲偲，杨 鹏

（武汉大学 a.电子信息学院；b.动物实验中心，湖北 武汉 430072）

“互联网＋”在低频电子实验教学中的应用

梁偲偲a，杨 鹏b

（武汉大学 a.电子信息学院；b.动物实验中心，湖北 武汉 430072）

为建设“智慧创新实验室”，将“互联网＋”技术应用到低频电子线路实验教学实践中。该文从实验室的建设宗旨和总体规划出发，阐述了低频电子线路实验室在“互联网＋”时代建设所面临的挑战。对课程内容设置及“互联网＋”在低频电子线路实验教学中的创新应用进行讨论，提出了实验课程网络助学模式，实现了创新资源管理与维护，探索了“互联网＋”的团队教学理念，总结了有利于实验室建设可持续发展的思考建议和实践经验。新理念的实施取得了良好的效果，为实验素质化创新教学提供平台保证。

实验室建设；互联网＋；低频电子线路；开放式实验

电子信息技术日新月异，对电子信息类学科专业人才的培养提出了严峻挑战［1］。低频电子线路实验是电子信息类大学生进入大学后接受系统电子类的实验技能训练的第一门专业实验课程。开设低频电子线路实验教学的目的就是以教学实验为主线，培养学生分析问题、解决问题的能力。然而由于长期以来学生思想上存在对实验认识不足，以及低频电子线路的内容陈旧等原因，导致师生仅把实验当成一门普通理论课程的附属环节，一直沿用陈旧的教学观念和教学方式。随着“互联网＋”时代［2］闯入现代人的生产和生活，大数据［3］成为创新驱动发展的先导源泉，不仅对众多产业造成颠覆，也对高校实验室管理带来巨大变革［4］。低频电子线路实验室如何更好地融入“互联网＋”时代，进一步提升资源的共享和使用效率［5］，优化配置“互联网＋”的3个核心技术：移动、云计算、人工智能［6］，探索创新低频电子实验教学是本文探讨研究的重点。

1 实验教学建设总规划

低频电子线路实验室属于武汉大学国家工科基础课程电工电子教学基地的一个基础实验室，主要对电子信息学院全院5个专业方向的本科生，以及武汉大学其他学院相关专业的本科生开设模拟电路实验、数字电路实验、低频电子线路课程设计、电子测量等具有独立学分的实验课。“电子技术基础”课程理论抽象，尤其是模拟部分很多同学反映难度过大，难以理解。通过实践训练，可以加深学生对理论教学的理解，培养学生设计电路的能力，充分调动学习电子技术基础课程的积极性。

2 实验内容的设置

依循创新人才的培养规律，从知识结构、实验操作能力、创新教育制度等方面出发，将模拟电子线路实验和数字电路实验整合在一起，以提高综合能力和综合素质为原则，打破模拟电路和数字电路这两大分类的界限，对各类实验课程进行调整与整合，建立起由基础到前沿型、由接受知识到培养综合能力型，逐步提高为“基础型—提高型—研究创新型”3大层次的低频电子线路实验教学的新体系，如图1所示。

图1 低频电子线路实验教学新体系

3 “互联网＋”在实验教学中的应用

3.1 实验课程网络助学模式

“互联网＋”给实验室课程网络助学模式带来新的契机［7］。在武汉大学电子信息学院教学实验中心的网站上提供预习的课件、微视频和实验思考题，并开设交流平台让学生可以自主学习。充分利用网络资源，及时更新网站的内容，提升资源共享率。具体来讲，视频资料分为3个大类：1）对于最基本的电阻、电感、电容等元器件的知识点，录制知识介绍短片；2）对于实验室的示波器、万用表、信号发生器、试验箱等仪器，录制使用说明短片；3）对于实验操作如搭接电路、焊接等，可以录制规范的操作短片。利用网络课程微视频形象展示抽象、虚拟的概念，并指导现实实验操作，大大提高实验教学效益。

实现网络助学模式，可以为学生提供一个开放、宽松的自助学习环境。一般性的实验知识可以在课内外从网络资源或人机交互中获取，学生有更多机会与教师进行更深层次的交流，并获得教师个性化的指导，同时教师也有更多的精力用于自我知识的更新和师生互动。对于每一次实验建立对应的预习思考题题库，学生预习时需完成网上随机抽取题库中的若干题目，并提交电子版预习思考题报告。实验数据、实验结果及实验报告均采取网络评判的方式，引导学生更注重实验报告的规范化书写，每篇预习报告及实验报告同时由老师及学生助教批阅，分别给出修改意见返回到学生，如此反复修改1～3次后，可提交最终稿，使得实验报告的质量和学生的学习效率显著提升。实现成绩的网络统分及管理，通过对学生成绩的大数据分析，了解实验成绩与教学要素实施情况的要素的关联性，从而能监控其中的质量反常问题，形成实验课程体系的小闭环，保证教学过程的质量和改进。实现网络复习与知识拓展，利用QQ群、微信公众号和邮箱等交流方式，实现专家远程实时答疑和指导，给学生课内外更多的时间和机会提出问题、思考问题。综上所述，网络助学模式实现了贯穿预习到复习整个过程的实验室良性循环。

3.2 实现创新资源管理与维护

充分利用“互联网＋”跨界融合、创新驱动、开放生态、重塑结构和连接一切的特点，创新实验室资源共建管理［8］。对于实验室的资源实现“网上预约、门禁派位、电源控制、实验日志”集成管理系统。实验课前学生可以网上预约实验，进入实验室需要刷卡认证，由统一平台实现自动派位、网络电源控制。离开实验室刷卡退出，自动生成实验日志，网络控制电源关闭。

实现创新资源管理，可以突破原有实验室管理分散、效率低下、重复建设等问题，提高了实验室的使用效率，实现网络化、便捷化。由于低频电子线路实验室面向的是电子类本科低年级的初学者，学生大多没有任何电工经验且好奇心较强，而实验室的设备易于损坏，因此日常管理与维护显得相当重要。在实验课之前就通过多媒体课件录制一些典型错误操作及由此引起的后果的视频文件，并将视频上传到网络共享平台，让学生充分预习，引起注意。对于实验室过程中出现的问题，实现网络日志记载，并及时解决。在各个实验箱的使用上，充分考虑各仪器设备的互补与联合，提高使用效率。

3.3 “互联网＋”的教学团队理念

面向创新为目标的实验教学新模式，鼓励学生组织团队进行实验。强化教学中网络设备应用，自动记录教学过程数据［9］。课题组在教学实践活动中注重引导学生参加社会实践、大学生科研、兴趣小组等第二课堂活动，学生可以在多个实验团队中，通过协作的方式进行创新，提升自己的团队合作与创新研发能力。学生不仅能够了解经典数电模电实验过程，还能用当下的新技术手段来改进实验，并在此基础上设计自己的实验。实验教学资源系统是学生查询相关资料的门户，一方面学生通过教学资源找到感兴趣的部分；另一方面通过对学生搜索与学习过程的大数据分析，不断优化知识库的组织结构，提升教学资源的利用效率［10］。

4 结束语

实验是理论与实际结合的桥梁，“互联网＋”的应用已经在低频电子线路实验室建设中全面展开，推动信息技术与教育教学的深度融合，为专业人才培养提供更好的平台［11］，对电子信息类专业的教学改革具有一定参考价值，在运行中取得了一定积极成效，为高校培养人才做出了贡献。在近3年的本科教学实践中取得了优异成绩，培养了卓工班、质廷班等特色班级，并开启了暑期夏令营、电子协会和兴趣小组模式，使累计超过1 000名学生受益。武汉大学电子信息类毕业生的就业率连续3年稳定在95以上。当然，先进的实验教学理念、创新的实验教学方法、优质的教学资源模式有待以后继续努力探索并在实践中不断改进完善。

［1］常维亚，邢鹏，刘迎春，等.“互联网＋”时代高校实验室信息系统建设论析［J］.煤炭高等教育，2016（2）：73－77.

［2］李宁，王铁峰.打造无围墙的实验室——云计算时代高校计算机服务平台建设模式探讨［J］.实验技术与管理，2013（4）：12－15.

［3］刘贻新，王成勇，吴福根，等.“协同创新”背景下高校实验室建设与管理的思考与建议——赴德法两所高校实验室考察的启示［J］.实验技术与管理，2014（8）：20－24.

［4］杨宇科，杨开明.加强高校实验室建设与管理的思考［J］.实验技术与管理，2012（10）：204－206.

［5］冯敏侠，庄中华，劳静.做好实验室建设规划促进实验室建设发展［J］.实验室研究与探索.2012，31（8），431－437．

［6］陈昌兴.高校实验室信息化的云计算策略与方法［J］.实验技术与管理，2014（1），221－224．

［7］周春樵，朱思征.基于“互联网＋”的“智慧创新实验室”架构研究［J］.改革与开放，2016（7）：82－84.

［8］范建林.“互联网＋”高校创新型实验室建设的研究与探索［J］.科教导刊（上旬刊），2016（1）：184－185.

［9］陈天霞，张惠芹，胡学龙.“互联网＋”时代高校公共体育实验室建设与教学改革［J］.实验技术与管理，2016（6）：233－235.

［10］方东红，岳鑫隆，王野.高校设备管理与开放共享的“互联网＋”思考与探索［J］.实验室研究与探索，2015（11）：267－270.

［11］张蕾，王晓刚，刘清华，等.新能源材料专业互联网实验课程改革探索［J］.教育教学论坛，2016（12）：247－248.

The Application of“Internet＋”in the Experimental Teaching of Low frequency Electronic Circuits Laboratory

LIANG Sisia，YANG Pengb
（a.College of Electronic Information；b.Center for Animal Experiment，Wuhan University，Wuhan 430072，China）

In order to constructing the“Smart innovation laboratory”，the“Internet＋”technology applied to low frequency electronic circuits experimental teaching practice.Based on the construction purpose and overall planning of the laboratory，this paper explains the challenges faced by low frequency electronic circuits laboratory in the construction of“Internet＋”from the purpose of the laboratory construction and overall planning.This paper discusses the innovative application of“Internet＋”in low frequency electronic circuits experiment teaching，puts forward the network teaching mode of experimental course，realizes the management and mainte nance of innovation of resources，explores the concept of“Internet＋”team teaching，and summarizes the thinking suggestions and practical experienceswhich are conducive to the sustainable development of laboratory construction.Finally，the implementation of the new concept has achieved good results for experimental quality of innovative teaching platform to provide a guarantee.

laboratory construction；Internet＋；low－frequency electroniccircuits；open experiment

TNT710

A

10.3969／j．issn．1672－4550.2017.03.032

2017－07－01；修改日期：2017－08－12

武汉大学设备处开放实验基金项目（WHU－2017－610400011）。

梁偲偲（1988－），女，硕士，助理实验师，主要从事电子线路仪器研究管理工作。