电工与电子技术实验翻转课堂教学模式的研究

桑林 付强 张增凤

摘  要：高校教学模式在互联网技术快速发展的推动下发生了显著变化，基于翻转课堂的混合教学模式也是各学科的教学改革重点之一，针对目前高等院校电工电子技术实验的教学现状，普遍存在预习效果不理想，学生实验操作时间不足等问题，提出了基于微课的电工电子技术实验翻转课堂教学新模式，并给出了该模式的设计思想和实施的关键环节。实践表明，基于微课的电工电子技术实验翻转课堂新模式满足了学生的学习要求，很好地提高了学生的预习效果，同时，满足了学生学习个性化的需求，通过对学习时间的自主选择，更好地体现了学生学习的主体性，也弥补了因实验学时相对不足造成操作时间不够等缺陷，提高了学生学习主动性和工程实践能力。

关键词：翻转课堂;电工与电子技术实验;实验教学;教学模式

中图分类号：G642 文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）09-0075-03

Abstract： With the development of Internet technology， the teaching mode in colleges and universities has changed remarkably. The mixed teaching mode based on flipped classroom is one of the key points of teaching reform. Aiming at the problems of poor preview effect and insufficient experimental class time of electrical technology experiment for non-electrical majors in universities of science and engineering， the flipped classroom teaching mode of electrical technology experiment based on micro-class is constructed and given. The key points of the design idea and implementation of micro-course. Practice shows that the classroom teaching mode of electrical and electronic technology experiment reversal based on micro-course meets the students' learning requirements， greatly improves the preview effect and meets the students' individualized learning needs. By redistributing the learning time， the students' learning subjectivity is ensured， and the shortcomings of the relatively tense operation time of experimental teaching are remedied. The standardized experimental exercises of students are effectively trained. The students'interest in learning and comprehensive ability have been improved by doing and good experimental habits.

Keywords： flip classroom; electrical and electronic technology experiment; experimental teaching; teaching mode

一、概述

电工电子技术实验课程是高等理工科院校非电类专业一门非常重要的基础实验课程，通过本课程的学习，可以加深和巩固电工电子技术课程的理论知识，培养理论联系实际的能力及工程实践意识。通过课程的训练，可以使学生掌握生活及工程中常用的电工、电子仪器的使用方法，掌握交、直流电路的测量和调试方法，加深并巩固对已学相关理论知识的理解与运用，为后续相关专业课程的学习奠定良好的电学实践基础。本文结合了作者的实践教学经验和体会，在电工电子技术实验教学中引入“翻转课堂”教学模式，构建了以微课为单元的电工电子实验翻转课堂教学新模式，通过提高学生对实验课程的预习质量，进而提高学生学习的主动性和创造性，全面提升学生的学习效果[1]。

二、现阶段电工与电子技术实验的教学现状

实验课程的宗旨是培養和提高学生的实践操作能力，但受传统教学模式的影响，教师在实际教学中，仍把很多时间用在理论知识的讲解及实验操作演示上，学生的动手实践时间明显不足。虽然有很多教师做过此方面的研究工作也取得了较好的成效，但由于受课堂教学时间的限制，电工与电子技术实验课程仍然存在一些问题，主要体现在以下几个方面。

（一）知识点多，学时有限

我校电工电子技术实验课程每次为3学时，一般都是由教师先讲解实验课程所涉及的理论知识、具体操作步骤及操作过程的注意事项等。教师担心讲解太少会使学生实验中出错率高，造成人身安全受到威胁和实验设备损坏等问题，有部分强电或复杂线路的实验项目，教师常常亲自演示一遍，该教学模式下教师的讲解占用了较多时间，导致了学生实际操作时间不足，有时无法完成实验任务。

（二）基础知识薄弱，课前预习缺失

因本课程面对的是全校工科非电类专业学生开设，部分专业学生电学基础知识相对薄弱，又受实验学时的限制，课前预习就成了学生较好完成实验课程的重要保证。但在实际教学中发现，学生的预习质量普遍不理想，很大原因是学生在课前很难接触到实验设备，他们的预习过程仅仅是通过教材来简单了解实验项目所涉及的原理及步骤、注意事项等，缺少对仪器的感性认知及原理的理解，预习报告大多也是为了应付教师的检查而照抄实验教材的相关内容，因预习不够充分，导致实验操作过程中问题不断。

（三）学生机械模仿，缺少创新意识

实验课应是学生为主，教师为辅。但在实际的授课过程中，教师常常会用较多时间来讲解实验原理、操作步骤及注意事项等，在有限的自主操作时间内，大部分学生也往往是按照教师讲解的步骤，机械的完成接线。整个实验过程学生缺少独立思考，大部分学生并没有积极参与到实验的设计中，过多的依赖老师，也导致学生在学习中缺乏主动性，缺少对实验环节的设计、分析、思考能力，学习的过程并不能真正提高学生分析问题和解决问题的能力，难以培养学生的创新能力和意识。

三、基于微课的电工与电子技术实验翻转课堂的构建

实践证明，电工实验课程是十分适合翻转课堂教学模式的，因课程的实验项目内容相对独立，便于教学资源的构建。同时，针对课程中的一些重难点及抽象内容，尤其是实验原理图复杂的实验项目，学生在实际操作中常常会感到无从下手，搭接线路时很容易出错，新教学模式的构建正好可以解决此类问题。电工电子实验微课程可以将复杂、抽象、难以理解的理论知识以视频、动画等方式生动、形象地展示给学生，使学生更好地理解实验原理和步骤，同时，教师也可通过微课将实验背景及原理和技术的应用向学生展示，提高学生对知识的兴趣及学习的主动性，强化学习效果[2]。

（一）微课的概念

“微课”的全称为“微型教学视频课例”，是基于学科的某个知识点或者是某个环节进行设计和开发的网络视频，并以这些微型视频为载体，支持多种学习方式的新型课程[3]。“微课”的优势明显，针对性强，每节“微课”大概6分钟到14分钟不等，内容极其精炼，大部分知识点都能够融合到视频中，便于学生反复观看和学习。视频知识点连贯，动画形象生动，能够很好调动学生学习的兴趣，提高学习效率和主动性。

（二）電工电子技术实验微课的设计要点

电工实验课程翻转课堂教学模式的构建有几个重要的环节，一是明确视频的教学内容，使其更加精炼。以往教学视频的录制大多是随堂实录，形式单一，内容缺少针对性，学生自学起来较为困难。二是视频时长要合理，视频过长，很容易造成学生注意力下降，不能达到良好的学习效果。三是采用碎片化的教学模式，以实验项目为框架，以不同知识点为单元。将教学内容分为实验背景介绍、实验仪器展示、实验原理讲解及操作步骤演示等几部分，将每一部分教学的重点都制作成相对应的教学视频。这样设计的优点在于学生可以更有针对性的选择所要学习的内容。同时，充分考虑了学习者注意力高度集中的时间段，提高了学习效率和效果。在授课知识总量不变的前提下，使重难点分布更均匀，内容更具体，使学生更好地掌握知识点。最后，教师在授课过程中要根据学生的学习状态和效果，及时调整授课视频内容，持续提高微课的制作质量，提升教学效果。

1. 实验背景视频

这类视频主要介绍实验发展的背景及某些技术的应用及发展方向等，比如“SSI组合逻辑电路的设计”实验，可以把世界上第一个表决器的发明及推广使用的实施过程做成一个小视频。通过观看视频提高了学生的学习兴趣，针对涉及到具体技术的实验，可以把技术的具体应用案例通过视频的方式展现给学生，开阔学生的工程视野。

2. 器件讲解视频

由于做电工实验的过程中，很多所用器件都是被封装在不同实验箱内部，本模块就把常用器件提取出来，进行360度的模型展示及拆分后的内部构造视频讲解（如图1为交流接触器的拆分讲解视频，图2为异步电动机内部构造讲解视频），使学生在生动有趣的学习环境下了解其结构和原理，为后续的实践操作奠定基础。

3. 实验原理视频

每个实验的实验原理，特别是一些不易理解的抽象知识点，在课前以视频或动画的形式呈现给学生。供学生自行观看并预习，使其掌握实验项目所涉及的相关理论知识，为后续实践操作奠定良好的理论基础。

4. 实验操作视频

将每个实验的操作环节录制成视频，内容上要突出重点和难点，不可将整个操作过程全部展示。视频的意义是启发学生的实践思维，提高学生的创新能力，给学生留下思考的空间，而不是让学生机械模仿、按部就班完成实验项目，从而达到良好的学习效果。

（三）基于“微课”翻转课堂的实现

电工电子技术实验课程翻转教学模式的实现，首先要求教师要对课程教学内容进行全面的掌握，对知识点的重、难点进行了分解，明确了知识点之间的逻辑关系。其次，根据课程知识点的设置制作相应的教学视频。在视频的制作过程中，我们更应该注重对教学资源的整理和收集，从而丰富教学视频资源，使其更具有学习价值。根据知识点的逻辑，将知识点整合到教学视频（每个实验项目）中，每个项目中涉及到的重要知识点都可以作为一个视频单元独立存在和使用。微课视频可以高效地传递知识，而课上讨论式教学更有利于知识的深化和拓展，基于“微课”的翻转课堂教学模式不仅激发了学生的兴趣，而且提高了学生的主观能动性[4]。

基于微课的电工电子课程翻转教学模式实现流程如图3所示。

四、实施效果

在网络教学平台的支持下，教师对整个实验过程进行详细的设计和实施，完成知识的传授和内化，引导学生在课前进行个性化的自主学习，使学生在实验前就可以较为充分的掌握实验原理，并对仪器设备和整个操作过程有一定的感性认识，明确学习目标，整个过程使学生变被动为主动，彻底改变了缺少主观能动性，照搬实验步骤的机械学习方式。在教师的指导下，学生在课前有效的预习，为后续在课堂上独立开展实验奠定了良好的理论基础，也有助于培养学生自主探究的能力。保证了预习的质量，学生在课堂上向老师提出的问题就更具有针对性和价值，教师的解答也会更好地拓宽学生对知识理解的深度和广度。实验结束后，学生记录数据、反思并总结，完成实验报告，对知识进一步的深化，教师对教学进行评价，进一步完善教学资源[4]。在课堂教学中，教师不需对实验原理和操作过程进行讲解和演示，以便留出更多的时间供学生实验操作，很好地提高了学生的学习效果。

五、结束语

与传统教学模式相比，电工电子技术实验翻转课堂的教学模式充分发挥了现代信息技术的优势，有效地提高了学生的学习兴趣，使学生更加积极、主动地探索知识，这种教学模式的优势也决定了其未来广阔的发展前景[5]。我们会继续积极开展微课的制作，进一步推动现代信息技术和教育教学的深度融合，推进电工与电子技术实验课程改革的步伐。

参考文献：

[1]刘健智，王丹.国内外关于翻转课堂的研究与实践评述[J].当代教育理论与实践，2014，6（2）：68-71.

[2]朱海生，微课在高校教学中的意义、存在的问题及对策[J].黑龙江畜牧兽医，2016（3）：265-267.

[3]丁雪梅，张晓君，王鹏，等.翻转课堂教学模式在大学实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2015，34（6）：207-212.

[4]阎群，李擎，崔家瑞，等.基于翻转课堂的电工技术实验教学研究[J].高等理科教育，2017（4）：115-120.

[5]师楠.应用型人才培养目标下的实验教学模式探究[J].黑龙江教育（理论与实践版），2018（4）：44-46.