基于雨课堂、短视频的工科类实践课程教学改革探索*——以电工类基础实验课程为例

白花蒲 ， 李雪莲

（新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐 830000）

0 引言

“新工科”围绕工程教育改革新理念、学科专业新结构、人才培养新模式、教育教学新质量开展，是和“卓越工程师教育培养计划”目标一致的建设计划。在新工科背景下，引入工程教育认证理念，着重强调培养学生的工程实践能力和创新意识。高校的实践环节多数分为3个阶段：1）基本实践能力训练阶段。以各课程的实验课堂为基础，培养学生工程意识，掌握基本的研究与创新方法。2）综合实践能力训练阶段。结合综合设计性试验、课程设计等，培养学生初步解决问题的综合能力。3）研究创新实践能力训练阶段。结合创新大赛、学科竞赛、毕业实习以及毕业设计等，综合培养学生分析解决问题能力和研究与创新能力[1]。

作为承担着为学生打牢“理论联系实际”基础重任的实验课堂，其大部分依然保持着传统的“教师为中心，学生处于被动接受状态”的教学方式。同时，因各院校的资源配置、教学安排的不同，实验教学效果参差不齐。同理论课堂一样，实验课堂也应该重新思考目前的教学模式，力求以新的教育教学方法树立“学生为中心”的理念，让其掌握学习的主动权，激发学生的学习积极性。

电工、电子类基础实验是工科类专业的基础必修实践课程，是培养非电专业电气认知的第一课。如何充分利用实验课时间，帮助学生迅速将理论知识与实验结果结合在一起，做到知行合一，使得实践课程能够落到实处，真正完成第一个基本实践能力训练的阶段目标，是实践教学一线值得探索的方向[2]。

1 教学现状调查

为了解学生参与实践教学的实际教学现状，利用问卷星完成实施情况评价调查。问卷从基础教学条件、课程授课情况、实际个人操作情况3个方面设计相关问题，共计回收问卷321份，超过参与电工实验总人数的64%，其具体问答情况如表1所示。

表1 实验课程教学现状调查问卷结果

根据表1反馈的赞同情况可整理学生意见、想法如下：

1）目前实验室设施基本满足电工技术课程需求，但依然存在实验期间设备故障频发现象，影响实验进行的流畅度；

2）实际的实践教学对学生的理论知识理解有所帮助，但是授课过程中存在课程内容进展过快的情况，无法及时领会指导教师提醒的注意事项；

3）认同预习有效性；

4）存在因设备数量不足导致部分学生参与实验积极性不高的现象；

5）解决实验过程问题大部分依靠指导教师，自我解决问题意识淡薄。

此外，结合授课教师实际教学经历，可将学生反馈意见与实际情况总结出以下限制实践教学效果的问题[3]：

1）受仪器设备、师资限制。学院平均每学期电工、电子实验课程学时为134学时，仅由一名专职实验员和部分教师兼职完成电工类实验课程授课。实验仪器数目有限，每班同学分为两大组之后在不同时段完成实验。同时，因理论课程教师授课计划和实验教学计划不同步，实验教学课程总是统一放置在学期末，导致实验课堂上学生无法及时联系到学习过的理论知识，总体教学效果较差。

2）受学生学习积极度限制。机电学院电工、电子实验课堂成绩占该门课程总成绩的20%，实验成绩则由其出勤率和最后提交的实验报告册内容判定，实验过程无法体现在成绩上。因此，不受部分学生重视，且大部分学生抱着混过去的心态来完成实验课程，参与课堂的积极性较弱。

3）受课堂讲授方式限制。目前，实验课堂授课依然采用由实验教师讲解操作注意事项并向学生演示一遍的方式，该方法实际效果较差，同时违背实践课堂的出发点——让学生在动手实践中锻炼发现问题、解决问题的能力。学生无法在短时间内立刻记住老师强调的重点，且实践课堂没有相应的投屏显示，部分学生通过自行拍摄录像来记忆实验操作过程，照本宣科，容易遗忘教师讲解的关键步骤，同样无法顺利完成实验。

2 具体实施过程

2.1 雨课堂实验预习课件的设计

为满足实验课堂中学生对课件预习的需求，按照电工、电子课程实验内容和课程设计内容制作雨课堂预习PPT课件。课件内容按照实验设备介绍、实验内容注意事项、理论内容和实践内容结合点、实验展示图等部分制作，具体课件内容如图1所示。同时为确保学生均参与课件预习，根据PPT内容制定雨课堂版测试题，如图2所示。

图1 电子课程设计——焊接收音机的预习课件

图2 电子实验——常用电子仪器测试题

2.2 短视频的设计

和预习课件对比，短视频在制作时侧重点为强调实验内容的易错点。通过操作视频动作以及提示词提醒学生在实验过程中避免如下操作，部分视频截图如图3所示。

图3 对导线的认识

2.3 实施效果对照组的设计

具体设置如表2所示，该实施过程持续一个学期，对电工技术实验课程进行教学改良，设置对照组：1）选择同一班级但实验批次不同的两组学生，一组使用雨课堂，一组未使用；2）选择理论课教师相同且专业相同的两个班级学生，一组使用雨课堂，一组未使用；3）选择课程相同，但专业不同的两个班学生，一组使用雨课堂，一组未使用；4）选择同一班级学生，但实验项目不同，对比实验情况。其中，每个班级实验分组按照学号顺序进行平均分配，并且从实验完成时间、提问次数、设备问题、数据错误次数四个方面评价课程实施效果。

为保证成孔垂直度，导墙必须具有足够的刚度，受荷后不会发生变形、破坏。本工程采用现浇钢筋混凝土修筑导墙(图3)，混凝土强度C25，导墙顶标高高出原地面100 mm，深度1.5 m，两翼宽1.5 m，墙体插入老土，厚约200 mm，配筋为A14@200单层双向。

表2 教学改革实施实验组、对照组设置

2.4 实验考核的设计

为提高学生课堂积极性，课题组修改了实验成绩评价方法，调整课程实施过程，其与原有实验课程实施过程的对比情况如图4所示。

图4 实验考核“改良”的前后对比

原有实验考核主要基于学生的考勤情况和实验报告册完成情况。现在增加预习环节，增加预习测验成绩作为最终实验成绩的一部分，从而要求学生必须提前完成预习。

3 教学效果分析及探索

3.1 实施效果结果

在实施过程中，每个班级分为两大组后又会根据实际人数分为若干小组，为对比整体的实施效果，对比的时长为若干小组的平均时长，其他数据则为整个大组的累计值。其相关结果如表3所示。其中，结合表2，实验组为使用预习课件和视频的同学，对照组为未使用的。

表3 实验效果对照结果

根据表3展示结果可得出以下结论：

1）直流电路研究的平均用时在33 min左右，但可明显看出，作为对照组，未提前预习的大组在时长上明显要超过33 min。同时所遇到的操作提问次数、数据出错次数均高于实验组；

2）专业不同的情况，预习课件、短视频的作用更加明显，对照组平均耗时明显增加；

3）实验不同的情况，受实验难易程度因素影响过大，使用和未使用课件的效果对照不太明显。

3.2 实施过程中存在的问题

经过一学期的课件、视频试用，能够发现提前预习课件、短视频对实验完成效率、完成完整度的提高有作用，但依然存在一些小问题，需要持续改进。首先，在课件内容设计方面，预习课件是由任课教师根据实际课程经验进行设计制作的，这与学生在实际操作中出现的问题或理解实验步骤、内容上的思维方式有所差异，会导致理解偏差，从而影响实验完成情况。这需要课件制作教师经常与学生进行沟通，询问其对课件困惑的地方，做到能设身处地从学生角度解释实验重难点。

其次，在提高学生课堂积极性上，除了增加预习测试成绩环节外，应当从主观层面提高实验课堂趣味性，增加学生自主操作环节的设计。这同样需要任课教师联系实际教学情况，开发设计新颖的实验项目，让学生真正领悟到实践课堂的魅力所在。

4 结论

实践课堂需要指导教师、学生的双重参与，和理论课堂相比，这不仅需要一定的硬件条件作为支撑，更需要采取新颖的教学方式来吸引学生的注意力，帮助学生在认识实践动手能力重要性的前提下，提高其实际的操作能力、创新思维能力、小组合作沟通能力等综合性素质[4]。基于雨课堂平台的预习课件、短视频等方式的引入，为传统的实践课堂开辟了一条新的改革之路。实践环节与当下新媒体浪潮相结合，改良原有课程实施过程，解决一线实践教学问题，探索更加适合新工科背景下卓越人才培养的课堂模式，这需要教师和学生的共同参与、共同努力，也是实践教学改革的前进方向。