模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)探索

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[摘要]目的：在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式基礎(chǔ)上探索一種全新的實驗教學(xué)模式———移動學(xué)習(xí)實驗教學(xué)。方法：利用學(xué)生自己的移動終端（手機或平板計算機），通過互動交流將移動學(xué)習(xí)模式引入實驗教學(xué)，并比較學(xué)生的實驗考核成績以及對教師的滿意度調(diào)查結(jié)果。結(jié)果：4屆學(xué)生模擬電子技術(shù)實驗考核成績和滿意度調(diào)查結(jié)果表明，基于移動學(xué)習(xí)的實驗教學(xué)模式優(yōu)于傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式。結(jié)論：基于移動學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)新模式既能克服傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的局限性，又能增加師生之間的互動交流，大大提高了學(xué)生參與實驗的積極性和實驗教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]移動學(xué)習(xí)；教學(xué)模式；模擬電子技術(shù)；實踐環(huán)節(jié)；互動交流；教學(xué)效果

0引言

隨著電子技術(shù)發(fā)展的日新月異，現(xiàn)階段大學(xué)生的在校學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)習(xí)慣都發(fā)生了很大變化，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式已經(jīng)不能很好地適應(yīng)這些變化。如何為學(xué)生創(chuàng)造有利的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓其充分利用現(xiàn)有的信息技術(shù)獲得更多的學(xué)習(xí)機會，提高實驗教學(xué)的效果已成為各高校教學(xué)改革的重點課題。模擬電子技術(shù)是我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，以培養(yǎng)學(xué)生的模擬電子電路分析、設(shè)計和調(diào)試能力為教學(xué)目標，實驗教學(xué)的好壞直接影響著該課程的教學(xué)效果。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法都是選定單元電路模塊，在實驗室有限的單位時間和空間里完成模擬電子技術(shù)實驗。學(xué)生普遍覺得課堂的內(nèi)容信息量有限、實驗室開放受限、無法將所學(xué)知識融會貫通，繼而影響實踐技能的提高。因此，傳統(tǒng)的實踐教學(xué)方法已無法滿足模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)需要，有必要探索新的實驗教學(xué)模式。當前，移動終端（智能手機、平板計算機等）和即時通信技術(shù)（4G和Wi-Fi等）已在大學(xué)生群體中普及，同時4G和Wi-Fi即時通信技術(shù)也在各高校得到廣泛應(yīng)用。如果能夠?qū)⒁苿咏K端、即時通信技術(shù)和模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)有機結(jié)合起來，將有可能成為一種新的教學(xué)模式，有望彌補傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足。

1移動學(xué)習(xí)的概念和特點

2013年4月Routledge公司出版了《移動學(xué)習(xí)冊》（Thehandbookofmobilelearning），書中指出移動學(xué)習(xí)指通過社會和內(nèi)容的交互，使用個人電子設(shè)備進行跨情景學(xué)習(xí)[1]。移動學(xué)習(xí)領(lǐng)域國際著名學(xué)者、英國開放大學(xué)邁克•沙普爾斯（MikeSharples）教授認為移動設(shè)備可以成功地在課堂內(nèi)外支持學(xué)習(xí)，學(xué)生和教師可以利用移動設(shè)備獲取知識和信息并能夠與他人互動地學(xué)習(xí)[1]。學(xué)習(xí)不再是發(fā)生在固定地點的靜態(tài)活動，而是發(fā)生在多個地點的情景性活動。移動學(xué)習(xí)具有以下特點。

1.1靈活性

移動學(xué)習(xí)的智能終端多是智能手機、平板計算機等，其共同的特點是小巧、輕便，使得移動學(xué)習(xí)的開展不受場所限制，學(xué)習(xí)的環(huán)境比較靈活、自由，學(xué)生可以利用碎片化的時間在任何環(huán)境條件下自定節(jié)奏地獲取信息。學(xué)生成為學(xué)習(xí)的掌控者，更有利于知識的獲取[2-3]。

1.2持續(xù)性

移動學(xué)習(xí)為學(xué)習(xí)提供了新方式，學(xué)習(xí)的方式從單一的課堂和書本延伸到教室之外和工作時間之外，使學(xué)生在實驗室和宿舍都能持續(xù)性學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)已經(jīng)變成了一種與環(huán)境相關(guān)的活動，環(huán)境已經(jīng)變成了一種學(xué)習(xí)的搭檔和協(xié)作者。

1.3即時交互性

通過移動學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到問題可以及時與教師和同學(xué)溝通，或者利用網(wǎng)絡(luò)資源進行資料查詢，從而第一時間獲得有效的技術(shù)支持和引導(dǎo)。

1.4豐富性

移動學(xué)習(xí)終端的電子化可以獲得豐富的立體的教學(xué)資源，例如視頻、音頻、電子書等，相比于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，有效地調(diào)動了學(xué)生的積極性。同時，通過多媒體資源的引入，使學(xué)生枯燥的學(xué)習(xí)變得更加形象和生動。而且，師生之間和同學(xué)之間的有效、及時交互，呈現(xiàn)出豐富多元的教學(xué)模式，使得整個實驗教學(xué)過程更加立體化、多樣化。

2基于移動學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)模式

模擬電子技術(shù)具有較強的實踐性，純粹的理論知識教學(xué)會使得學(xué)生感覺枯燥乏味，但是單純的應(yīng)用又缺少扎實的理論基礎(chǔ)，也是不可取的。多年來，模擬電子技術(shù)課程的教與學(xué)都是難點，教師在教學(xué)過程中如何把控引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地掌握各單元電路的實踐應(yīng)用非常關(guān)鍵。因此，在確保理論知識完整性的前提下，需要探索實驗教學(xué)的新模式，應(yīng)用新的信息化技術(shù)轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生掌握信息時代的學(xué)習(xí)模式[4-8]。我們模擬電子技術(shù)教研組將移動學(xué)習(xí)的理念引入到實驗教學(xué)，構(gòu)建了新的教學(xué)模式，主要包括以下幾方面。

2.1構(gòu)建師生交流平臺

實驗教學(xué)既要與計算機、手機等學(xué)生最熟悉的設(shè)備相結(jié)合，也要讓學(xué)習(xí)內(nèi)容在短時間內(nèi)引起學(xué)生的興趣，使學(xué)習(xí)者主動地投入學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正動起來———手動、眼動、腦動[9]。因此，移動學(xué)習(xí)的首要環(huán)節(jié)就是要建立一個師生的交流平臺，通過該平臺提高學(xué)生對實驗課的參與程度，鼓勵學(xué)生主動提出問題并能進行深入討論。以2015級生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)為例，在課程開始之初教學(xué)組建立模擬電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程和課程學(xué)習(xí)微信交流群，旨在構(gòu)建“網(wǎng)絡(luò)課程-微信群-即時通信”的移動交互式的學(xué)生自主網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.2課前準備

綜合實驗開始前，教師提前在網(wǎng)絡(luò)課程中案例需求，學(xué)生自由分組，每一小組在網(wǎng)絡(luò)課程中挑選感興趣的案例作為本小組的綜合實驗課題。其中案例之一：已知人體心電信號的幅度范圍為10μV~4mV，主要頻率范圍為0.05～100Hz，請設(shè)計一個信號調(diào)理器，要求雙端輸入、單端輸出，輸出信號幅值范圍為0~5V。教師在網(wǎng)絡(luò)課程中會鏈接相應(yīng)的視頻、音頻介紹心電信號的背景知識，鏈接學(xué)校圖書館進行有關(guān)心電信號檢測的文獻檢索，同時學(xué)生也可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)的信息，查找醫(yī)學(xué)和模擬單元電路文獻資料，進入綜合實驗課題的設(shè)計階段。課前準備的環(huán)節(jié)完全由學(xué)生自主掌控，而且學(xué)習(xí)的環(huán)境突破了教室、實驗室的限制，延伸到自習(xí)室、宿舍等多元的環(huán)境。同時，學(xué)習(xí)變成一個隨時可以進行的過程，將碎片化的時間有效地利用起來，為興趣濃厚的學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)機會[10]。

2.3課程實施

在課程實施過程中，教師開放實驗室，學(xué)生根據(jù)查閱的文獻資料開始設(shè)計實驗方案，遇到任何問題如單元電路選擇、參數(shù)設(shè)置等都可以第一時間在課程微信交流群中進行討論，教師和其他小組的學(xué)生參與討論，提供建議、意見，教師給出指導(dǎo)性建議。小組同學(xué)可以據(jù)此完善設(shè)計方案。在電路搭建調(diào)試階段，遇到集成電路工作異常、輸出波形失真等故障時，學(xué)生將故障現(xiàn)象拍成視頻實時上傳到微信群，所有學(xué)生和指導(dǎo)教師一起幫忙分析解決。實驗最后的成果展示用視頻的方式逐個單元模塊展示，更好地記錄了完整的實驗過程。在整個實施過程中，微信交流群搭建了高效的交流互動平臺，在遇到問題和解決問題之間實現(xiàn)了無障礙的溝通。每一個小組的學(xué)生參與不同的選題討論，更加拓寬了學(xué)生的知識面。大家一起分析故障現(xiàn)象，解決問題，切實提高了學(xué)生的實踐動手能力，鍛煉了其分析問題、解決問題的基本功?；谝苿訉W(xué)習(xí)的即時的交互性是傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式無法比擬的。

2.4課后分享

綜合實驗完成之后，教師可以利用移動學(xué)習(xí)平臺和學(xué)生進行交流，學(xué)生可以通過平臺交流學(xué)習(xí)感受，為模擬電子技術(shù)教學(xué)組提供實驗課教學(xué)的改進建議?；谝苿訉W(xué)習(xí)的平臺可以同時記錄、保留珍貴的實驗過程視頻、照片資料，教師會將每一組的綜合實驗資料上傳至網(wǎng)絡(luò)課程，作為資源分享和幫助更多的學(xué)生，同時增加學(xué)生的專業(yè)成就感，有助于師生之間友愛關(guān)系的構(gòu)建。

2.5實施效果

從2015級開始，模擬電子技術(shù)教學(xué)組嘗試了基于移動學(xué)習(xí)的實驗教學(xué)模式，連續(xù)實施了兩級學(xué)員。在實驗項目和評委教師相同的前提下，比較了2013—2016級4屆學(xué)生的模擬電子技術(shù)綜合實驗考核成績和學(xué)生滿意度問卷調(diào)查表。前2屆的學(xué)生采用傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，教師給學(xué)生布置實驗設(shè)計題目，由學(xué)生自主完成，期間實驗室開放，教師也可以現(xiàn)場指導(dǎo)；后2屆學(xué)生采用移動學(xué)習(xí)教學(xué)模式，學(xué)生完成同樣的實驗項目，期間隨時通過交流平臺和指導(dǎo)教師實時交流電路設(shè)計思路、電路輸出波形等。前2屆學(xué)生的實驗考核平均成績?yōu)?4.1分，后2屆學(xué)生的實驗考核平均成績?yōu)?2.7分；前2屆學(xué)生對指導(dǎo)教師的滿意度平均值為87.6%，后2屆學(xué)生對教師的滿意度平均值為96.1%。對比結(jié)果表明，采用移動學(xué)習(xí)的實驗教學(xué)模式優(yōu)于傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，而且學(xué)生普遍反映教師的參與率大大提高了他們學(xué)習(xí)的積極性。

3基于移動學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)面臨的困難

3.1網(wǎng)絡(luò)信息干擾，學(xué)生可能分神

利用手機、計算機、平板計算機等終端設(shè)備搭建移動學(xué)習(xí)交流平臺，學(xué)生有了更多的時間和機會接觸移動終端和網(wǎng)絡(luò)。如果教師不能正確引導(dǎo)，再加上學(xué)生的自控力較差，如何避免娛樂信息對學(xué)生的干擾，將成為教師后續(xù)需要解決的難題之一。

3.2課前準備不充分，影響實施效果

在網(wǎng)絡(luò)課程中教師會提供大量的相關(guān)選題的背景資源，為更好地完成選題做準備。但是移動學(xué)習(xí)具有很強的靈活性，由于實驗選題環(huán)節(jié)是學(xué)生自主去完成的，所以在實施過程中存在有的學(xué)生課題準備不充分、設(shè)計方案粗糙、電路選擇考慮不充分等情況，往往會影響實際的實施效果。因此，開展基于移動學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)探索，需要后續(xù)找到合適的方法進行改進。

4結(jié)語

基于移動學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)，充分地體現(xiàn)了以“學(xué)生為核心”的實驗教學(xué)理念，構(gòu)建“網(wǎng)絡(luò)課程-微信群-即時通信”的移動交互式的模式，從選題到方案設(shè)計、實施過程，全程學(xué)生主動參與，小組之間協(xié)作配合，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力、表達溝通能力、分析問題和解決問題的能力都得到了有效提升。今后在繼續(xù)推進基于移動學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)模式時，應(yīng)尋求更好的方法克服現(xiàn)階段存在的學(xué)生終端上網(wǎng)容易受到干擾、個別教師準備不充分等現(xiàn)象，確保高質(zhì)量地完成實驗教學(xué)。

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作者：路國華 李釗 張華 王健琪 單位：空軍軍醫(yī)大學(xué)軍事生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系醫(yī)學(xué)電子學(xué)教研室