移动APP在高职《电工电子技术》课程体验式教学模式中的应用探索

康晓明 扈书亮

（1.天津职业大学，天津 300410；2.天津机电职业技术学院，天津 300350）

引言

教育部印发的《教育信息化“十三五”规划》中明确指出，深化信息技术与教育教学的融合创新，依托信息技术营造信息化教学环境，推进信息技术在日常教学中的深入及广泛应用，适应信息时代对培养高素质技能人才的需求。为落实教育信息化发展规划的要求，各高职院校大力推进信息化教学，在信息化教学资源的建设、信息化教学模式和教学手段的创新等方面作出了积极探索。大量信息化平台和工具因其资源多元、自主性强、使用简便等特点被应用于教育教学当中。与传统的教学方式相比，它有利于培养学生学习的自主性，提高学习效率。基于信息化基于信息技术改造传统课堂、创新教学模式逐渐成为成为高职院校课堂教学的新常态，探索如何将灵活多样的信息化教学手段与专业、课程以及学生的需求和特点有效的融合成为教学改革领域的热点。本文以高职《电工电子技术》课程为例，探索利用手机终端移动APP 实现体验式教学，构建基于移动App的信息化教学课堂模式。

一、使用移动APP在高职《电工电子技术》课程体验式教学中的优势

体验式教学是一种以“学生体验”为核心的教学形式，不同于传统以“教师讲授”为中心。教师根据学生已有的生活、学习经验以及认知特点，创造真实或模拟的任务情境，学生在亲自参与和亲身体验中进行学习，亲历其中，产生认知、触发情感和生成结果。体验式教学模式强调以学生为主体、以教师为主导、以工程实施能力培养为目的，教师在做中教、学生在做中学，通过反复的多形式的实践学习使知识点在学生的头脑中内化。移动App的使用不仅使得学生的学习活动突破场所限制，而且学习时间的碎片化、学习内容的微型化有助于实现知识与经验的反复重现和巩固；它不仅可以通过手机App实现可见即可得的虚拟仿真，将枯燥理论形象展现，还可以模拟真实的工作情境实现操作的反复练习。

每个学生的生活经历不同，理论知识基础参差不齐，价值观、思维方式迥异，对同一情境、同一事物、同一经历的体验存在一定的差异，教师需要充分重视个体差异性，让不同水平的学生参与学习。在体验的过程中设计灵活的形式使学生有充分的交流和分享，进而碰撞出灵感的火花。利用手机App在实现自主学习的同时，学生还可以把自己的学习心得、学习困惑与同学、老师即时分享，做到即时有效地师生互动、生生互动。在交流和分享的过程中实现经验共享，同时满足学生个性化学习需求，进而提高整体教学质量。

二、目前高职《电工电子技术》课程教学现状

《电工电子技术》课程是工科类专业的一门职业技能通识课，其课程目标是使学生掌握电路的基本概念、定律定理、分析与设计方法；熟练使用常用测试工具；具备电路识图及焊接、调试、常见故障排除的能力；养成精益求精、协作创新的职业素养和职业精神。

对于《电工电子技术》课程教学，目前部分高职院校已开展“教学做”一体的教学模式，并积极探索基于信息化手段辅助教学，提高学生学习兴趣，提升学生参与度和教学效果。如引入Multisim软件、Proteus软件，可实现电路连接、测试等仿真实验，为学生自主学习提供了实践平台，丰富了学生的作业形式。但这些软件的应用必须借助电脑来实现，目前大部分高职学生不具备个人电脑，学生需要在学校机房完成电路仿真测试，相对限制了学生的学习活动。但是几乎所有的学生都有智能手机，学生离不开手机。因此，探索如何充分利用手机助学，借助手机服务教学，使学生爱学、乐学，发挥学生在课堂中的主体性，成为课堂教学新的突破口。

三、移动App在《电工电子技术》课程中的体验式教学实践探索

《电工电子技术》课程的教学内容包含一些抽象的理论知识，学生们往往会感觉枯燥、难懂，听不进去，于是课堂上学生不爱听课、爱看手机的现象便会发生。显然，这样的课堂无法达成教学目标。因而，调整课堂教学策略，实施“体验式教学”是有必要的，即创设与教学相适应的环境或氛围，让项目有“情境”，而非单纯的教学任务。在“情境”中学习和训练，学生会积极地了解学习内容并主动参与，更愿意思考与行动。以《电工电子技术》课程中的日光灯电路的连接与测试项目为例，学生普遍存在对镇流器的自感现象的原理、负载性质、日光灯电路电压电流相位关系以及功率因数提高等内容理解困难的问题，如果单纯地依靠搭接日光灯电路完成实训任务，由于学生对理论知识学习缺乏兴趣，只能做到知其然，很难知其所以然。手机App能够模拟工作情境，有效激发学生兴趣，促使学生分组完成任务。如虚拟某工厂车间安装日光灯，公司总务派出维修电工务必于当天完成，维修电工在接到工单后执行任务。学生以小组为单位，通过假定的车间环境，根据给定的图纸，识读电路图，领取所需工具和材料，勘察现场，做好工作现场准备，在严格遵守作业规范的前提下进行安装作业，利用万用表等工具进行自检，并填写任务验收单交付验收。最终形成具有一定情节和情境的小视频。不仅可以形成电子学习档案，还可以有效的激发学生的学习兴趣。

因此，体验式教学在教学方式上要求真正意义上的理实一体，即所有的课时全部安排在实训室，实现情境模拟、理论讲解以及实操练习同步进行。在教学过程中，充分利用各种信息化手段使学生掌握课程内容的重点难点、实操内容的技能要点。因此，一方面，体验式教学能够使学生在实训室完成实训任务，得出实训数据；另一方面，多种信息化手段的融合能够使学生对实验现象背后的理论知识有更深入的理解。

在体验式教学过程的设计中，首先是观察的体验。在实训教学活动中，组织学生集中观看或通过云平台独立观看微视频（如图1 和图2 所示），采用灵活、形象的方式和手段向学生传递较为枯燥的知识，为学生创造有意义的学习经历。学生通过移动APP反复观看视频。

图1 微视频展示启辉器的结构和工作原理

图2 微视频讲解功率因数的含义

观察的体验学习效果往往是对所学内容的初步认识，学习内容的平均留存率相对较低。因此让学生对视频中所涉及的关键内容进行实践是必要的。采用基于手机App虚拟仿真技术实现便捷高效、可见即可得的实践体验，是相对较好的选择。综合高职学生的特点和实际情况，采用手机App-EveryCircuit 实现电路仿真，不仅可以实现课堂教学活动中手机的有效管理，还可以使学生将手机作为学习的工具，利用手机参与到课堂教学中来，这将极大地提高学生学习的效率和质量，同时还会增强学生利用手机学习的意识。

EveryCiruit 作为一款新型的电子电路模拟App，简单易学，功能强大，可以将电路的工作状态直观地以动画形式展现出来，该软件可以在IOS、安卓等操作系统的手机上运行。学生依托其强大的元件库，通过简单屏幕操作编辑电路，调整元件参数，便可观测每个元件、每段导线以及每个时间点的波形和参数。

以日光电路中的镇流器工作原理为例，传统的教学方式中，只能采用教师讲解楞次定律，推导电感线圈自感电动势的方式来说明在启辉器通断瞬间产生上千伏的自感电动势。同时因实训室的硬件条件所限，学生很难通过实际电路实验获得体验。再比如日光灯电路提高功率因数，学生可以通过电路结构的分析了解电路为感性负载，通过理论分析，可以得出电路中电源电压的相位超前于回路电流相位的结论，也可以通过相量图分析得到减小相位差的方法是并联电容，但这些结论的验证在实训室中只能通过功率表的测量值来进行验证，很难直观的观测电压和电流波形，并测量其相位差。而采用EveryCircuit 进行电路仿真，可以使学生通过实时调整并联电容的参数观察电压电流波形相位变化。通过在课堂的实践，即可快速便捷的对关键知识点进行验证，加深对知识点的认识，最大限度地激发学生们的学习兴趣，提高学生们的实践能力和成就感。同时，学生可利用教学平台的投屏功能，分享自己的学习成果，探讨在操作过程中遇到的困难和问题，达到集思广益共同解决问题的效果。另外，学生可对仿真现象进行屏幕录制，上传到教学云平台，小组内和小组间进行评比，挖掘彼此之间存在的问题，实现课堂小比武，增强课堂的趣味性。这些方式有助于实现对课堂教学的有效管理，手机不再是学生手里的娱乐工具，而成为课堂中辅助学习的利器。（如图3和图4所示）

图3 利用EveryCircuit进行线圈自感分析

图4 学生利用EveryCircuit进行实践体验

基于手机App-EveryCircuit 获取的电压/电流波形与参数数据的操作体验往往是理想化的，便于进行理论分析。职业院校的学生离不开在实训室进行电路组装调试。然而实训单纯依靠教师在实训前讲解实验内容和注意事项，学生普遍无法短时间内完全吸收，也很难快速建立理论内容与实训任务之间的联系。因此，信息化手段便有了用武之地。课前教师录制操作讲解小视频，不仅要让学生了解实训任务内容，还要让学生形象直观地了解实训任务是如何进行的，比如本次实训需要哪些电路模块，各电路模块在实训台上的位置，电路是如何连接的，测量仪器如交流电压/电流表、功率表及测量点以及相关的使用注意事项。学生集中观摩或通过教学云平台独立观摩实训演示视频，进行观察的体验，使学生有效地建立理论与实践之间的联系，真正做到理论指导实践，达到学以致用的效果。（如图5所示）

图5 学生观摩实训演示视频

学生在观摩视频后应及时对学习效果进行检测，不仅可以加深对理论知识的认识，还可以有效减少低级错误的出现。采用AppInventor+Storyline的方式开发基于安卓系统的日光灯电路组装模拟App，及时进行操作体验，可更为便捷地检验学习效果。在App 中，首先要求学生从实训台面板界面中选择与本次实训相关的电路模块、软件实时对操作进行判断，找出错误提示，直至所有相关电路模块全部选择正确。其次要求学生利用所选模块进行电路连接，不仅要求电路连接正确，还要对连接线颜色、连接线类型进行选择，培养学生严谨，精益求精的职业（如图6所示）。

最后，组织学生分组进行实训。通过实际组装连接电路、测量数据、分析和排除电路中的故障等环节，加深对理论知识点的认识和理解掌握。实训过程中由小组成员合作录制完整的实训过程操作视频。（如图7 所示）以小组为单位将测量数据、操作视频上传至云平台，通过教学平台投屏的方法，将学生在实训中遇到的共性问题进行集中呈现，让学生思考和分析以达到引发学生运用所学解决具体问题的目的。教师可通过操作视频全面客观地了解学生掌情况并进行考核评价。

图6 模拟实训

图7 学生录制实训视频

四、结语

实践证明，基于移动APP 的体验式教学能够使学生全程参与到课堂教学活动中来，有效避免了以往学生因缺乏学习兴趣而出现的低头玩手机等情况，使学生手中的手机真正变成学习的工具，短时间获取更多信息和体验的渠道。移动App在课堂教学中的应用，不仅可使学生充分发挥主体作用，利用碎片化的时间自主学习，而且很好地促进学生创新能力的培养。

随着沉浸式的体验教学改革的深入，以学生发展为本的教学将会更好的契合当前学习需求多样化的特点，真正做到因材施教、个性化教学，激发学生学习的主动性、积极性，增强学生的自信心，提高职业技能和职业素质。这对于落实信息化时代教育教学理念，提高学生、教师信息素养，构建智慧教育环境，创设高效课堂，促进信息技术与教学的深度融合，突显学校特色等，都具有非常重要的理论与实践价值。