基于微课的数字电路实验教学研究

王云霞 柴志军 杨自恒 刘明亮

摘 要：在工程教育认证背景下，总结了微课在《数字电路实验》的应用方式和具体内容，对比传统实验课程教学取得的良好效果。实践表明，引入微课能够有效提高教学效果。

关键词：工程教育认证 微课 数字电路实验

工程教育认证的核心要求是培养高质量工程技术人才，实验作为初步的工程实践，有着举足轻重的作用[1]。我校在《数字电路实验》教学过程中采用了目前国际较为先进的微课作为新的教学方式。微课（Micro lecture）指微小的课，具有时间短、节奏快、内容精炼等特点，可以在少量时间内完成一个知识点或者某项技能的学习[2]。微课迅速发展应用到了许多教学活动中，目前已经举办了多届“全国高校微课教学比赛”，激发了广大教师的开发热情。为了提高学生实验仪器的操作能力，强化实验教学成效，我们进行了《数字电路实验》这门实验课的微课教学改革。

一、开展微课教学的必要性

我们教授的学生是刚刚开始进行专业实验的学生，对实验设备不熟悉，这为教学工作开展带来了不利影响，有的同学经过多个实验项目后对复杂仪器依然不清楚操作流程和调节方法，说明我们的教学过程中不能让学生扎实掌握仪器设备的操作方法和实验技能。因此寻求一种高效性教学模式显得尤为重要，微课作为互联网发展的一种必然产物也成为一项绝佳选择。

二、微课在《数字电路实验》教学中的应用

微课的内容设计是基于课程教学中的难点而设计的，微课可以高效地进行知识输送，在操作性课程中具有很大优势。微课的基本特征是简洁化和可视化，创新教学过程的新模式，提高《数字电路实验》教学效果。主要包括以下几个方面：

1.强化基础，提升课前预习作用

在传统的实验教学中，预习仅仅是完成实验理论的预习，有的同学预习只是简单敷衍，不能落到实处。我们在预习环节一般要求学生完成实验原理和内容的预习，录制少量微视频进行课前提示。学生根据提示进行预习，课内教师将不再花费大量时间讲授实验理论，只需针对实验讲解重点注意的内容即可，有效提高教学效率，增加课堂容量。

2.创新课程形式，准确定位课程难点

对于《数字电路实验》这门课程，学生在完成过程中遇到的最多问题就是故障排除能力，这也是实验课程的主要目的之一。主要包括以下几点内容：

（1）实验仪器的规范操作

为了提高教学效果，可以将每种实验仪器的使用录制成视频，以微课的形式提供给学生，学生可以多次观看，避免学生不好意思請教老师而导致的教学效果不佳的情况。这部分内容主要包括：a.示波器的操作规范;b.函数发生器的使用方法;c.数字万用表的使用方法;d.直流稳压电源的调节方法等。

（2）实验方法与常见故障

实验基本技能是基础性内容，需要学生正确掌握，可以按照难易程度制作短视频：a.芯片的认识;b.输入电平与输出电平测量;c.故障排除方法等。

（3）破坏性实验展示

选取实验过程中容易发生的错误操作录制成视频，增强感官效果，具体包括：a芯片电源反接;b电容耐压值不足和极性错误;c电源短路事故;d安全用电等。在传统实验教学中这部分内容由于其危害性，一般不能在课堂中反复展现，对学生警示效果不足[4]。可以在讲解中插入这部分内容的短视频，增加体验感，对危险操作加强认识。

3.提升学习高度，发挥微课在课后内容的作用

由于课堂上课时间的压缩，不能满足学生对所有内容的需求，因此录制更为高水平的展示视频可以帮助学生提高实验操作能力，提升专业学习兴趣。我们录制了视频展示在实验室公众号中，供学生学习，形式多样：文字、图片、视频、漫画等，适应新的教学条件。

4.注重实效，提高视频质量

由于《数字电路实验》实验项目众多，并非所有实验都要大量应用微课，在教学过程中也要注意视频的应用数量，针对不同项目有的可能5个以上微课视频，有的可能只有1-2个，避免出现“微课恐惧症”。微课作为一种辅助教学手段，无法取代学生的实际操作，因此要把握微课适用条件，提高学习效果。

三、《数字电路实验》应用微课后的影响研究

通过与以前的实验效果对比，在如下几个方面体现出微课的影响。

1.教学目标达成度提高

微课视频的应用使学生对知识的理解较以往有明显提高，主要体现在实验完成率和优秀率。在以往实验项目的完成率基本在85-90%，引入微课后项目完成率达到97%;课程的优秀率由25%提高到41%。

2.元件损耗降低，设备损坏减少

由于观看破坏性实验视频，使学生心理产生敬畏之心，能够按照操作规程完成实验，原来的器件损耗率每节课在10%-15%，引入微课作为辅助教学手段后，器件损耗率下降到5%左右。由于可以反复观看仪器操作微视频，实验设备的损坏率也由原来每学期的5-10%左右降到2-3%，对设备的养护起到良好作用。

3.提升学习兴趣，增加学习动力

由于实验课程进行顺利，使学生学习兴趣、信心都有较大提升，学生由怕实验操作，变成喜欢实验、爱做实验。

4.提升教师工作教学效果

微课的作用不仅体现在学生的“学”，也对教师的“教”起到了重要影响。高效的学习与高效的教是相互联系的，在教学过程中微课的内容是在课程进行过程中进行调整的。教师可根据实际工作中遇到的问题在微课中有针对性的解决，大大提高了实验课堂教师的工作效率，解决了课上指导老师不足的问题。

结语

经过一年的实践，微课作为一种新的教学要素在《数字电路实验》教学过程中起到了良好的作用，提高了教学效果。在工程教育认证背景下，实验课程的学习关系到工程实践基本能力，在实验教学过程中要将毕业要求融入课程内容，保证我们的毕业生在未来职业发展中能够走得好走得稳。《数字电路实验》开展的授课方式改革，坚持以培养高质量的工程师为目标导向，使学生由课堂参与者成为课堂主体，取得了很好的效果。

参考文献

[1]杨奕，刘伟，贺晓蓉.面向工程教育专业认证的电气卓越工程师培养模式研究[J].实验技术与管理.2017（03）

[2]孟祥增，刘瑞梅，王广新，等.微课设计与制作的理论与实践[J].远程教育杂志，2014（6）：95-96.