基于过程反馈的实验课程教学模式研究与探索

李志敏 陆熊 姚睿 陈燕 田祥瑞

[摘 要]实验教学是提高大学生实践能力和创新精神的有效途径。该文以“电子技术”实验课程群为例，利用先进的信息技术和数据处理资源，构建一种过程反馈式实验课程教学新模式，通过实验教学的全过程、实时反馈，有利于持续提高实验教学质量和教学水平。

[关键词]过程反馈;实验教学模式;信息技術;云桌面

[基金项目]2018年度南京航空航天大学研究生教育教学改革研究项目“人工智能新时代下面向工程应用的深度学习实验基地建设”（2018YJXGG02）;2019年度南京航空航天大学实验技术研究与开发项目“基于大数据的反馈式‘模拟电子技术实验教学项目设计与开发”（2018050300051855）;2016年度南京航空航天大学自动化学院教改项目“基于科学实验探究的‘单片微控制器原理及应用教学模式改革”（CAE2016-20）

[作者简介]李志敏（1991—），女，江苏南通人，硕士，南京航空航天大学自动化学院助理实验师，主要从事电子技术与智能感知研究。

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）33-0198-02[收稿日期] 2020-03-06

在新工科背景下，提高高等教育实验教学质量和实践育人水平成为目前高校实验教学工作任务的重点[1]。提高实验教学质量，需要适应经济社会发展对人才培养的新要求，遵循信息化时代教育教学的新规律。因此，推进信息技术与高等教育实验教学的深度融合，不断加强高等教育实验教学优质资源建设与应用成为新的趋势[2]。

反馈式教学理念充分体现了以学生为本的教学思想，让真正地实现教书育人成为可能[3]。随着信息技术的快速发展，“互联网++教育”的理念被充分重视[4]。因此，本文利用先进的信息技术和大数据资源构建实验室云桌面教学系统，实现高校实验教学的全过程、反馈式教学新模式，拓展实验教学内容的广度和深度，延伸实验教学的时间和空间，提升实验教学的质量和水平[5]。

一、传统教学模式存在的问题

电子技术基础课程群是所有电学专业的核心基础课程[6]。电子技术实验是巩固电子技术科学理论知识的必要手段。信息技术的变革发展对高等教育提出了开放办学、资源共享的新要求[7]，而传统的实验教学模式和实验教学设备逐渐显现出一些不足。

（一）理论与实践相脱节

电子技术课程群的理论知识具有较强的衔接性，而目前理论知识授课和实验教学安排的时间和内容往往出现脱节，学生个体之间的理论知识储备也具有很大的差异性。因此，课堂上实验教师对基础理论知识需要进行重复讲授，限制了学生动手能力的培养和创新拓展能力的发挥。

（二）课堂指导效率低下

由于实验课程和学生人数多，而电子技术实验内容复杂，涉及细节众多，课堂上教师的巡视指导难以解决每位学生遇到的不同问题。实验老师难以做到“手把手”地教学，因此很难保证学生掌握正确的实验方法、实验技巧，更不能保证实践创新能力的提升。

（三）课程评价机制单一

由于实验课程时间有限，而学生人数众多，授课教师很难通过课堂及作业准确、全面地掌握学生实验课程的完成情况和学习效果。传统单一的课后实验报告无法准确地体现学生的实验成果和实验过程中遇到的问题，实验报告存在的抄袭现象更是不利于实验课程的及时反馈和持续改进。

二、过程反馈式实验教学模式设计

针对高校实验课程中存在的理论知识与实验课程脱节、教师课堂指导效率低下、课程评价机制缺乏科学性等一系列问题提出一种基于过程反馈的实验教学新模式。利用网络信息技术构建实验教学云桌面系统，结合课程内容设计课前预习与测试、课堂操作与数据提交、实验结果分析等模块，全过程、实时采集学情数据，通过信息反馈与分析有力整合师生资源，提高实验教学质量并促进实验教学的持续改进。

（一）实验教学系统软硬件设计

以“远程、开放、共享、创新”为核心理念，采用高性能服务器+瘦终端的架构，构建了一个大数据、可交互的智慧实验教学硬件系统，如下图所示。

通过网络交换机构建教师用户与学生用户组成的高速局域网络。利用服务器信息存储能力构建一个教学资源池，授课教师与学生可以实现高效的信息共享功能。学生可以利用智慧云实验系统的模拟仿真和数据计算能力，实现各种难度要求的综合性实验，充分激发了学生的学习能力，培养学生的创新精神。

（二）实验课程教学内容改革

为了实现“电子技术”实验课程全方位、实时教学数据反馈，加强师生互动，改善教学效果，实现实验课程教学的持续改进，针对“电子技术”课程的理论和实践要求，对其实验课程内容进行了整合重构。

1.实验知识与操作预习设计。课前编排与本次课程内容配套的实验预习内容，提炼相关的理论知识与实验操作基本技巧，设计与之对应的预习测试题目，以图文、视频等形式通过云桌面实验系统推送给学生终端。通过云桌面系统软件下的教师权限实时监控学生的预习时间和预习效果，为课堂教学内容的设置、学生成绩评定、课程改进提供科学依据。

2.实验课堂内容模块化设计。将大规模、复杂化的课堂实验以实验操作步骤和任务目标进行模块划分，学生通过云桌面系统构建的智能师生课堂互动软件进行实验结果的分步提交和在线提问。教师根据学生提交的数据、图片等阶段性实验结果进行针对性讲评和答疑。通过实验内容的精细划分和实验过程的实时反馈，帮助授课教师统筹把握课堂节奏，提高学生学习的主动性和学习质量。

3.学生评价与课程改进策略设计。利用云桌面系统的数据存储和数据处理能力，根据学生的课堂互动情况和反馈的实验数据，客观全面地生成相应的学生能力评价和课程教学评价，作为课程持续改进的依据，助力课程品质提升。

三、结语

针对传统实验教学模式中存在的问题，以模拟电子技术实验为试点，基于智慧云桌面系统设计了包含课前预习、课堂授课、课后评价的实验教学内容。利用云桌面系统的高速网络，实現了教学资源互通，打破了传统课堂的时间和空间局限，激发了学习的积极性和创造性。同时，利用云桌面系统的数据采集、存储和计算功能，实现了实验教学的全过程数据采集和多维度评估，从而构建起一种基于过程反馈的实验教学新模式，形成教学相长的良性循环。

参考文献

[1]国务院办公厅.国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/content/ 2015-05/13/content_9740.htm，2015-05-13.

[2]高东锋.信息化时代高校实验教学改革的要求、思路与路径[J].中国高教研究，2018，（4）：93-96.

[3]刘显国.反馈法教学[J].中国教育学刊，1994，（4）：24-28.

[4]平和光，杜亚丽.“互联网+教育”：机遇、挑战与对策[J].现代教育管理，2016，（1）：13-18.

[5]黄琰，蒋玲，黄磊.翻转课堂在“现代教育技术”实验教学中的应用研究[J].中国电化教育，2014，（4）：110-115.

[6]袁小平，陈烨，陈世海，等.基于“虚实结合”的电子技术实验课程群体系建设与实践[J].实验技术与管理，2018，35（8）：216-220.

[7]周旭章，汪财生，朱秋华，等.多学科共享实验教学平台建设与实践[J].实验技术与管理，2010，27（11）：196-199.

Research and Exploration of Experimental Teaching Model Based on Process Feedback

LI Zhi-min， LU Xiong， YAO Rui， CHEN Yan， TIAN Xiang-rui

（College of Automation Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，

Nanjing， Jiangsu 211106， China）

Abstract： Experimental teaching is an effective way to improve students' practical ability and innovative spirit. Taking the Electronic Technology experimental course group as an example， using advanced information technology and data processing resources， a new experimental teaching model based on the process feedback can be constructed. Through the whole process and real-time feedback of the experimental teaching， it is conducive to improving the quality and level of experimental teaching.

Key words： process feedback; experimental teaching model; information technology; cloud desktop