电子技术实验线上线下混合式教学模式研究*

王立峰，张佳薇，刘嘉新

（东北林业大学机电工程学院，黑龙江 哈尔滨150040）

1 电子技术实验教学模式改革的意义

随着工程教育和新工科建设对实验教学提出新要求，实验课程教学改革已成为高校本科教育教学改革中的重要环节。电子技术实验教学是电气、自动化、电子信息等相关专业的核心基础课程之一，具有很强的工程实践性，同时又是后续专业课程的铺垫和桥梁，能为学生进行复杂工程设计、参加大学生电子设计大赛和大学生创新实验项目等活动打下坚实的实践基础[1-2]。

传统的实验教学模式以教学大纲为核心，教学过程注重理论知识的验证，设计性实验较少。实验模式为：教师讲解实验原理步骤，学生按部就班地完成实验内容[3]。虽然要求学生课前预习，但缺少具体的考核办法，教师对于学生的实际预习情况无法掌控。实验教学内容设计与理论课对应，课程内容侧重关键知识点的验证，与工程实际应用结合较少。教学过程固定在实验室内完成，虽然在一定程度上能够促进学生对于理论知识和实验操作技能的掌握，但存在着实验内容验证有余但设计不足、脱离工程实际、实验受空间和时间限制等诸多缺陷，不利于激发学生的学习兴趣。

为了适应工程教育、专业认证及社会发展对工程人才培养的要求，积极进行线上线下混合式实验教学改革对于学生掌握基本实验技能、培养学生的工程意识和创新能力，全面提高学生的综合素质具有重要的意义。

2 线上线下混合式电子技术实验教学模式设计

电子技术实验线上线下混合式教学模式改革，全面贯彻“以学生为中心，以成果为导向，持续改进”的工程教育理念[4]，充分利用网络平台，构建基于整个实验教学活动的内部闭环的人才培养与质量管理体系。实验教学模式按照实验前、实验中、实验后3个阶段规划设计。实验前，教师通过线上教学平台，根据实验项目工程应用情况给予学生引导，激发学生的学习兴趣，并要求学生提前做好实验项目的设计与仿真，同时在线上进行预习测试，掌握学生对实验项目的预习情况。实验中，重点考查学生的电子线路设计与连接情况，增强学生对理论知识的理解，培养学生的工程实践能力。实验后，利用线上资源设计拓展实验内容，引导学生对与实验相关的内容进行深入研究，针对学生的个性化需要进行分层次指导，培养学生的自主学习能力。同时，建立实验教学考核评价反馈平台，利用线上学习中心进行实验报告批改与结果反馈，形成实验结果的闭环控制。

3 线上线下混合式电子技术实验教学实施方法

3.1 建设线上实验教学平台

建设丰富的线上实验教学资源，辅助线下实验课程的开展。笔者所在学校采用超星尔雅的课程学习中心平台，教师可以在学习中心平台上进行在线课程资源建设，如将教学视频、PPT文档等设为任务点让学生自主学习。目前，已经在该平台上建立了电子技术实验课程的在线学习内容，学生可以利用平台的各种教学资源完成课前预习和课后拓展实验内容的自主学习[5]。传统实验教学过程中，教师对学生的预习情况无法掌握，建设线上实验教学平台可以大大强化实验前预习功能，并把学生完成任务点的情况作为实验成绩考核的一部分，督促学生进行课前预习，充分了解实验内容，为实验的顺利开展创造条件。

3.2 基于OBE理念进行实验教学内容改革

成果导向教育（Outcomes-basedEducation，OBE）是一种以“学生”为中心、以“成果”为导向的教学设计理念，是工程教育专业认证的核心理念。基于OBE理念进行实验教学内容改革，目的是切实培养和提高学生的工程实践能力[6]。因此，实验内容的设置既要按照理论教学的重点，又要结合工程应用实际，加强对学生将理论知识与工程实际应用相结合的引导，开发具有趣味性、综合性、探索性和工程性的实验项目[7]，更好地激发学生的学习热情和学习自主性。

以单管放大电路实验为例，传统的实验教学只能完成一种放大电路的验证或设计，采用线上线下混合式教学法，可以充分利用线上资源进行实验教学内容的扩充，建设内容丰富、形式多样的课程资源。首先，让学生在线上系统掌握电子仪器的使用和元器件的识别与检测，做好实验前的准备工作；然后，通过视频实例，使学生了解放大电路的应用，激发学生进行电路设计的兴趣，可以利用仿真软件进行不同放大电路的设计与结果的验证；最后，让学生在真实的实验教学环境下完成实验的实际操作过程。

在保证教学质量的前提下，改革实验教学学时分配，减少验证性实验内容，加大综合性、设计性实验学时。设计与工程实践密切结合的教学内容，增加实验项目的实用性、功能性，如开设涵盖波形发生电路、电源电路、555应用电路设计等内容的课程，激发学生的学习兴趣和热情，鼓励学生采用不同的电路设计实现教学目标要求，培养学生的自主学习能力，为后续进行复杂工程设计、参加各类电子竞赛打下坚实的基础。

3.3 多种实验教学方法与手段有机结合

混合式实验教学变革实验教学形式，从固定在实验室做实验，到仿真实验设计、线上远程实验操作、口袋实验板插接实验等多种教学形式相结合，生动、有效地开展实验教学[8]。在实验正式开始前，学生可充分利用线上学习平台进行预习，利用仿真软件进行实验项目设计和实验结果分析，在讨论区与指导教师进行讨论交流，加深对理论知识的理解和实验电路的熟悉程度。实验室的管理采取开放的形式，学生可提前预约实验时间，然后进入实验室进行操作。通过开放式的教学手段，可以充分利用学校的教学资源，激发学生的实验兴趣。同时，建设远程实验教学平台，学生可以通过网络进入实验室，完成线路的连接与测试。还可以采用口袋实验室的方式，提前给学生发放口袋仪器，学生可以不受实验条件的限制，在任意地点进行实验电路的连接和测试。综上所述，混合式实验教学的过程不再是单一的实验室操作过程，而是仿真软件、远程实验平台、开放实验室、口袋实验室等多种手段和方法相结合的立体化实验教学过程。

3.4 建立科学的实验教学考核与反馈平台

实验结果的评价与考核既是对学生理论知识与动手能力的考核，也是反映实验教学成效的平台。实验考核包括实验预习、操作与报告等。利用线上实验平台，可以轻易获取学生的预习情况，在实验过程中，可以根据学生对仪器的使用、电路的连接等操作进行打分，实验报告综合反映整个实验过程，重点考核实验数据是否合理，结果分析是否全面、深入等。为及时反馈实验结果，利用超星学习中心建立线上实验考核机制。学生以作业形式提交实验报告，教师在评语中进行报告批改并通过线上平台反馈给学生，增强师生互动，有利于学生了解实验中存在的问题并在后续实验中加以改进，形成实验教学的内部闭环，从而提高实验教学质量。

4 结束语

基于工程教育理念的线上线下混合式实验教学改革，通过建设丰富的线上实验教学资源，应用仿真软件、开放实验室、口袋实验室等多种教学手段，建立实验教学考核评价反馈平台等，在很大程度上突破了传统实验教学的弊端。实践证明，混合式教学模式充分拓展了学生的理论认知，激发了学生的自主学习兴趣，培养和提高了学生的工程实践能力和创新能力。在今后的教学实践中，要继续对混合式实验教学模式进行探索，以期达到更好的教学效果。