朱慧博 李海霞 石魯生

摘要：為充分發(fā)揮大學(xué)生課余時(shí)間學(xué)習(xí)潛力和效力，作者結(jié)合“虛擬儀器技術(shù)”課程的特點(diǎn)，采用微課和微項(xiàng)目相結(jié)合的方式進(jìn)行改革與實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果表明，該模式在專業(yè)學(xué)習(xí)方面能夠有效提升學(xué)生課余時(shí)間的利用率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也促進(jìn)了學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：“雙微”模式;微課;微項(xiàng)目;虛擬儀器;LabVIEW

中圖分類號(hào)：G424.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?論文編號(hào)：1674-2117（2022）07-0000-03

● 研究背景

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，越來越多的大學(xué)生將大量的課余時(shí)間浪費(fèi)在網(wǎng)絡(luò)短視頻、新聞以及手機(jī)游戲上[1-2]，面對(duì)這種情況，如何有效利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些大量存在的、容易被碎片化的課余時(shí)間利用起來，深化學(xué)生的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)、拓寬專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)就成為關(guān)注重點(diǎn)。筆者發(fā)現(xiàn)，在線上教學(xué)的大背景下，有針對(duì)性地開展“雙微”模式教學(xué)改革是一種有益的嘗試。

“雙微”特指微課和微項(xiàng)目?！拔⒄n”作為一種新的教學(xué)手段，呈現(xiàn)了“碎片化學(xué)習(xí)內(nèi)容和過程”的特點(diǎn)[3]，這種教學(xué)方法打破了傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空界限，非常適合學(xué)生課余時(shí)間進(jìn)行自我學(xué)習(xí);而“微項(xiàng)目”主要指在教師指導(dǎo)下，由學(xué)生獨(dú)立完成某個(gè)小型實(shí)用項(xiàng)目的任務(wù)分析、方案設(shè)計(jì)以及實(shí)施的全過程。[4]該模式適合對(duì)實(shí)踐操作要求較高的課程，對(duì)學(xué)生的專業(yè)綜合能力有一定的要求。

“虛擬儀器技術(shù)”課程需要學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握軟件的使用方法和編程技巧，并能結(jié)合實(shí)際加以應(yīng)用。該課程一般在大三年級(jí)開設(shè)，處于這一階段的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的專業(yè)基礎(chǔ)，符合“‘課余時(shí)間’+‘專業(yè)綜合能力’”的基本要求，因此筆者在“虛擬儀器技術(shù)”課程中采用了“雙微”模式進(jìn)行改革與實(shí)踐。

● 當(dāng)前教學(xué)中存在的主要問題

虛擬儀器是美國國家儀器公司（National Instruments，NI）提出的概念，虛擬儀器技術(shù)結(jié)合了現(xiàn)代儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù)，“軟件即是儀器”是其開發(fā)理念，采用圖形化的編程語言，具有豐富、可互動(dòng)的儀器面板和直觀的數(shù)據(jù)流語言編程特點(diǎn)，工程師可以利用通用的軟件、硬件資源快速地開發(fā)本領(lǐng)域的專業(yè)儀器。[5]該儀器現(xiàn)已應(yīng)用于航空航天、工業(yè)控制和汽車電子等泛物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，筆者所在學(xué)校也開設(shè)了“虛擬儀器技術(shù)”課程，課程以教授LabVIEW軟件的使用方法和應(yīng)用案例為主要內(nèi)容，目的是讓學(xué)生掌握虛擬儀器的基本概念、原理和方法，初步具備結(jié)合傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的虛擬儀器設(shè)計(jì)和調(diào)試能力。

作為軟件操作類課程，其教學(xué)地點(diǎn)雖然都在實(shí)驗(yàn)室，具備了教師可以隨時(shí)演示、學(xué)生可以隨時(shí)演練的條件優(yōu)勢(shì)，但在課程教學(xué)過程中，仍然存在不少問題，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：第一，教材內(nèi)容體系雖然完整，但涉及的細(xì)節(jié)操作繁多。從學(xué)生角度來看，教材信息量太大，很難抓住重點(diǎn);從教師角度來看，每次課都有“時(shí)間緊、任務(wù)重”的緊迫感。第二，在教師授課過程中，若個(gè)別學(xué)生某一步操作未能及時(shí)跟上，就很容易掉隊(duì)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果大打折扣。第三，實(shí)踐環(huán)節(jié)多以孤立的知識(shí)單元內(nèi)容為主，缺乏系統(tǒng)化訓(xùn)練，模仿性操作偏多，無法激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。第四，課程所用的通用模塊化硬件價(jià)格昂貴，在缺乏測(cè)試環(huán)境的條件下，很難開展硬件相關(guān)實(shí)驗(yàn)，而缺少硬件內(nèi)容支撐的教學(xué)使學(xué)生無法構(gòu)建完整測(cè)試系統(tǒng)的概念，不利于綜合能力的培養(yǎng)。

● “雙微”模式設(shè)計(jì)

1.微課設(shè)計(jì)

作為線下課堂教學(xué)的補(bǔ)充，微課設(shè)計(jì)并不需要包含完整的教學(xué)過程，且不一定要設(shè)計(jì)教學(xué)互動(dòng)和反饋，其重點(diǎn)是教學(xué)時(shí)間短、教學(xué)內(nèi)容精和教學(xué)重點(diǎn)突出。另外，教師還可以利用線下教學(xué)面對(duì)面互動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，在思維碰撞中，及時(shí)搜集學(xué)生遇到的問題和創(chuàng)造出的最優(yōu)解，課后經(jīng)整理匯總，錄制典型問題的微課。

2.微項(xiàng)目設(shè)計(jì)

微項(xiàng)目在“雙微”模式中包含兩種含義，一種是在課堂講解某個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)所用的微項(xiàng)目（以下簡稱課堂微項(xiàng)目），另一種則是某個(gè)綜合性項(xiàng)目分解后的子項(xiàng)目（以下簡稱綜合微項(xiàng)目）。

課堂微項(xiàng)目主要是通過教師對(duì)教材的分析，在教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)短小精悍的案例，側(cè)重于訓(xùn)練學(xué)生對(duì)軟件的功能性操作。課堂微項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過程中雖然仍以各單元內(nèi)容為主，但在實(shí)際教學(xué)過程中，隨著學(xué)生所掌握的知識(shí)越來越豐富，軟件操作越來越熟練，思維也越來越開闊，各種解決方案層出不窮，在無形中鍛煉了創(chuàng)新思維能力?？傊ㄟ^線下課堂教學(xué)微項(xiàng)目與線上微課自學(xué)相結(jié)合，學(xué)生可以由淺入深、由點(diǎn)到面地掌握教學(xué)內(nèi)容，逐步達(dá)成教學(xué)目標(biāo)?！疤摂M儀器技術(shù)”課程的線上微課、線下課堂微項(xiàng)目以及線上線下結(jié)合點(diǎn)的部分設(shè)計(jì)如下表所示。

在綜合微項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，教師挑選典型綜合性案例，將其分解為多個(gè)子項(xiàng)目任務(wù)，設(shè)定子目標(biāo)，然后以項(xiàng)目為主線，遵循以學(xué)生為主體、教師為輔助的基本原則，引導(dǎo)學(xué)生利用上機(jī)時(shí)間或課余時(shí)間，綜合其他課程知識(shí)，充分發(fā)揮自主能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的最終設(shè)計(jì)。在筆者所在學(xué)校開設(shè)的“虛擬儀器技術(shù)”課程中，教師根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，選擇了與智能家居相關(guān)的“溫度測(cè)控系統(tǒng)”和與汽車電子相關(guān)的“車速測(cè)控系統(tǒng)”兩個(gè)項(xiàng)目作為綜合項(xiàng)目。在項(xiàng)目完成過程中，考慮到學(xué)生通過前期課程學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了數(shù)據(jù)采集、單片機(jī)應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)，而LabVIEW軟件也提供了豐富的、針對(duì)不同硬件的多種通信標(biāo)準(zhǔn)接口函數(shù)，教師在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的時(shí)候，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合“單片機(jī)原理”“傳感器測(cè)量”等其他相關(guān)課程，構(gòu)建完整的軟硬結(jié)合的測(cè)試系統(tǒng)，做到軟件學(xué)習(xí)有出處、能落地，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力和專業(yè)綜合能力。

● “雙微”模式實(shí)踐

“雙微”模式在“虛擬儀器技術(shù)”課程教學(xué)中的實(shí)施過程如下圖所示。教師提前將微課發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，并布置任務(wù)要求，學(xué)生通過自學(xué)線上微課，完成練習(xí)題，掌握基本的軟件操作。教師在線下課堂主要講解重要知識(shí)點(diǎn)的細(xì)節(jié)性問題，幫助學(xué)生進(jìn)一步熟悉vi操作。線下教學(xué)時(shí)，教師發(fā)布課堂微項(xiàng)目，主要由學(xué)生自主練習(xí)，自行設(shè)計(jì)項(xiàng)目代碼并隨堂提交，教師進(jìn)行評(píng)判和總結(jié)。

在綜合微項(xiàng)目中，學(xué)生設(shè)計(jì)的項(xiàng)目所實(shí)現(xiàn)的功能不限于指定的范圍，教師要鼓勵(lì)學(xué)生在基本要求的基礎(chǔ)上，增添新的特色功能。所有項(xiàng)目經(jīng)過評(píng)閱后，由教師總結(jié)反饋，將典型問題及優(yōu)秀解決方案歸納整理，再錄制成微課，供學(xué)生學(xué)習(xí)觀看，使其更加深入地認(rèn)識(shí)問題，尋找最優(yōu)解，提升綜合能力，并形成閉環(huán)。

● “雙微”模式的教學(xué)反饋

“雙微”模式目前已在“虛擬儀器技術(shù)”課程教學(xué)中實(shí)施，通過發(fā)放調(diào)查問卷，發(fā)現(xiàn)學(xué)生總體上對(duì)“雙微”模式持肯定和支持的態(tài)度。綜合來看，“雙微”模式在教學(xué)實(shí)施過程中的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在四個(gè)方面：①網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的微課能在智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端播放，學(xué)生可以利用碎片化時(shí)間，選擇合適的方式隨時(shí)觀看，提升了課余時(shí)間的利用率。②微課教學(xué)雖然增加了教師前期的精力投入，但整體來看，能夠減輕教師課堂教學(xué)的授課壓力，增加學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)，也讓教師有更多的時(shí)間和精力進(jìn)行過程性指導(dǎo)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。③微項(xiàng)目的實(shí)施，讓學(xué)生擁有更多參與工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的代入感，且由于項(xiàng)目設(shè)計(jì)采取目標(biāo)導(dǎo)向，只求目標(biāo)達(dá)成不論設(shè)計(jì)過程，因此學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)的個(gè)性化特征較為明顯，創(chuàng)新意識(shí)顯著增強(qiáng)。④在微項(xiàng)目的教師講評(píng)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生之間實(shí)現(xiàn)互學(xué)互促，提高了學(xué)生的參與度和積極性，也促進(jìn)了教師對(duì)教學(xué)的投入。同時(shí)，在微項(xiàng)目的選擇和設(shè)計(jì)上要做到專業(yè)性和實(shí)用性結(jié)合，既保證匹配學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，又具備一定趣味性和挑戰(zhàn)性。

● 結(jié)語

“雙微”模式讓學(xué)生主觀能動(dòng)性得以發(fā)揮，逐步構(gòu)建了系統(tǒng)性知識(shí)體系，強(qiáng)化了工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。但后續(xù)還需要不斷豐富和優(yōu)化課程的微課庫、微項(xiàng)目庫，進(jìn)一步提升“雙微”模式教學(xué)效率，逐步完善“雙微”模式實(shí)施方案，以適應(yīng)更多類似的課程，擴(kuò)大“雙微”模式應(yīng)用范圍。

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作者簡介：朱慧博（1979—），女，漢族，江蘇泗洪人，副教授，碩士，主要從事教學(xué)研究、智能測(cè)量技術(shù)研究;李海霞（1983—），女，漢族，山東濰坊人，講師，博士在讀，主要從事教學(xué)研究、半導(dǎo)體器件研究;石魯生（1978—），男，漢族，江蘇宿遷人，副教授，碩士，主要從事教學(xué)研究、安全數(shù)據(jù)庫研究。

基金項(xiàng)目：江蘇省高等教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃課題“基于OBE理念的TBL合作式教學(xué)在信息技術(shù)類教學(xué)中的創(chuàng)新研究與實(shí)踐”（C-c/2020/01/17）;2021年宿遷學(xué)院一流課程建設(shè)項(xiàng)目（2021ylkc11）。