微信公眾平臺在電路實驗教學改革中的應用

隨著移動互聯網技術的快速發展，教育教學方式發生了重大變化，“慕課”使人們對在線教育產生了廣泛興趣，很多教育者開始探討在線課程的應用模式及各種混合式教學方法的優點和缺點，推進了教學方式的改革。然而，雖然在線課程已經制作完備，但由于受校園無線網絡及硬件設施的制約，在線教育還難以廣泛應用于實際教學中。
而以智能手機為代表的移動設備給我們提供了一個新的在線學習途徑，據調查，手機等移動設備正在以非常快的速度替代PC設備，成為進入互聯網的主要入口，一些學者已經開始在手機上開發教學應用，發布教學資源，供學生學習查看，成為課堂學習的輔助。對于沒有開發手機應用經驗的教師，可選擇借助開放的微信公眾平臺建立屬于自己的教學應用平臺。
微信是騰訊公司推出的一個即時通信服務應用程序，可通過網絡快速發送文字、圖片、語音和視頻等，微信公眾平臺是微信的一個功能模塊，通過訂閱服務可以實現與特定群體的全方位溝通與互動。在高校，智能手機已經普及，微信也是教師和學生普遍接受的一種溝通交流方式，管理服務部門通過微信公眾號發布最新的政策和辦事指南;學生社團通過微信公眾號進行活動宣傳，增加影響力;學術團隊通過微信公眾號展現研究成果。此外微信公眾平臺還被應用于教學，微信公眾平臺應用于教學的成功案例。著力推進信息技術與教育教學深度融合是教育部對高校深化教育教學改革的指導意見。本文將以電路實驗微信公眾平臺為例，介紹微信公眾平臺在電路實驗教學改革中的應用。
1電路實驗教學中存在的問題
電路實驗課程是高等學校本科電氣信息類專業的第一門重要的專業基礎實踐課，主要任務是通過實驗使學生掌握各類電子儀器儀表的使用方法及基本測量研究方法，提高學生實驗動手能力和分析解決問題的能力，并為后續專業課程奠定基礎。實驗課程的學習有助于學生更好地理解理論知識，激發學生的學習熱情，對增強學生創新能力和實踐能力具有重要作用。然而，由于現有教學條件的限制，電路實驗教學中存在多種問題。
1)學生預習實驗效果差，實驗儀器儀表不會使用。
在電路實驗教學中，發現大部分學生沒有預習實驗的習慣，即便教師要求預習，學生也僅僅是照實驗指導書抄寫一份預習報告，并不會對實驗方法和原理進行思考，更不會對實驗電路進行分析及理論值計算。沒有充分地預習實驗，將導致老師講解實驗時，學生難以理解。為什么學生會排斥預習實驗呢?經過調查，很多學生表示預習對他們做實驗幫助不大，因為實驗指導書上僅描述實驗原理、提出實驗任務和要求，對于實驗儀器儀表和實驗方法他們一無所知，做實驗時儀器儀表的使用是他們做實驗的一大障礙。
在電路實驗課上，老師都會對新的實驗儀器儀表進行講解。為什么學生會認為實驗儀器儀表使用如此困難呢?主要原因兩方面:一方面是實驗室沒有多媒體，在老師講解實驗儀器儀表的使用方法時，只有前排同學可以看清楚，看不到的同學就難以掌握實驗儀器的使用方法;另一方面，電路實驗課時少，實驗間隔長，學生接觸實驗儀器儀表次數少，故經常會忘記實驗儀器儀表的使用方法，特別是功率表和示波器等。不能熟練操作實驗儀器儀表，實驗就難以順利進行。
2)注意力不集中，目標任務不明確。
在傳統的電路實驗教學中，學生進入實驗室后，老師先講解實驗內容及要求，而大部分學生在剛進入教室的10～20min內，還難以集中注意力認真聽講，對實驗目標任務的不明確，將導致在進行實驗時的盲目行為，接線錯誤致使實驗儀器儀表損壞，對于電壓等級較高的實驗，如三相電路實驗，還經常會發生跳閘等危險事故。還有部分學生接好線路后，不知道該測量哪些數據及如何測量等。
3)現有實驗內容基礎簡單，缺乏挑戰，不利于培養高素質創新型人才。
對于部分學有余力的學生，他們可在短時間內快速完成實驗任務，如果能夠提供研究性實驗題目，可充分利用實驗室的條件提高學生的動手能力，為培養創新型人才奠定基礎。但在現有教學條件下，在原有實驗的基礎上，教師要額外為少數學生提供研究性實驗題目，并指導學生完成，勢必會增加教師的任務量，使得原有教學任務難以完成。
由于上述問題的存在，完成6次電路實驗后，仍有部分學生不能熟練掌握基本研究方法和實驗儀器儀表的使用方法，實驗積極性不高，更沒有達到提高學生動手實踐能力和自主創新能力的要求。需要改變這一現狀，激發學生學習電路實驗的熱情:首先，轉變教學思路，將以往的以教師為中心的教與學，轉變為以學生為中心的教與學，教師在實驗教學中扮演的角色為引導者而非領導者;其次，對教學方式進行改革，全面推進信息化實踐教學平臺建設，充分利用信息技術實現優質實驗教學資源開放共享，給學生提供學習實驗的網絡平臺及豐富的實驗信息資源，供學生隨時隨地學習，營造自主學習的氛圍。為此，實驗中心借助微信公眾平臺，建立了電路實驗移動學習平臺，將所有電路實驗內容制作成視頻和圖文，發布在電路實驗微信公眾平臺上，引導學生自主學習，并對教學方式進行改革，以提高教學質量。
2電路實驗微信公眾平臺的建立
電路實驗微信公眾號申請于2015年12月，主要用于發布電路實驗教學資源，實現教學資源開放共享，學生只需掃描二維碼或添加該公眾號并關注，便可隨時隨地通過手機查看平臺上發布的電路實驗信息。
2.1前期調研
在平臺建立初期，先將電阻網絡的等效表示實驗的實驗任務、實驗方法和步驟及相關實驗儀器介紹并制作成圖文信息，發布在電路實驗微信公眾平臺上，輔助學生完成實驗。課后通過微信公眾平臺的投票管理功能，對124名學生進行問卷調查，調查結果顯示，學生對在微信公眾平臺上開展電路實驗自助式指導的支持率達到91%，不支持率僅占2%，另外6%的同學保持中立。這說明絕大多數學生接受通過微信公眾平臺學習電路實驗知識。
2.2平臺總體框架和內容設計
考慮到平臺的主要目的是幫助學生理解實驗原理和方法，并能夠鍛煉其獨立完成實驗的能力，故平臺應具有界面操作簡單、內容簡單易懂的特點。電路實驗共有兩個實驗室，分別是交直流電路測試和動態電路及有源電路測試實驗室。學生分組進行實驗，設計的主界面包含3個菜單項，分別是“A組實驗”“B組實驗”和“實驗安排”，如圖1(a)所示，為平臺主界面截圖，其中“A組
實驗”和“B組實驗”兩個菜單項分別包含3個實驗，學生根據自己的組別選擇不同的實驗菜單項，相應的實驗內容即可推送至學生的手機上，選擇“實驗安排”菜單項，實驗安排表即可推送至學生手機上，可以查看實驗時間，界面操作簡單易用。如圖1(b)所示，是實驗內容界面截圖。

(a)主界面截圖         (b)實驗內容界面截圖
圖1電路實驗微信公眾平臺的界面截圖
平臺上發布的實驗內容與實驗指導書的不同之處在于，實驗指導書更注重實驗原理及任務要求的描述，而微信公眾平臺上的實驗內容則更多介紹實驗儀器儀表的使用方法和實驗步驟。實驗步驟從詳細到簡略，學生依照微信公眾平臺上的實驗步驟可直接進行實驗，能夠引導其自主學習，鍛煉動手能力。
平臺上發布的每個實驗包含兩條信息，第一條信息是對實驗儀器的使用介紹，既有視頻演示，又有圖文說明，學生可根據自己所處的環境是否有無線網絡進行選擇性學習;第二條信息是實驗內容，同樣包含視頻和圖文信息，但視頻和圖文內容互不重復，視頻主要是講解實驗任務及原理，適合學生實驗前預習時觀看，圖文信息主要是實驗操作步驟及注意事項，適合學生獨立操作實驗時查看。
2.3電路實驗微信公眾平臺應用于教學的優點
在平臺建立好后，教師在第一次實驗課前組織學生掃描平臺的二維碼并關注，同時向學生介紹平臺的基本使用方法，鼓勵學生在課前主動觀看實驗視頻和圖文內容。電路實驗微信公眾平臺作為一種新的學習途徑，具有以下4個方面優點。
1)實現了實驗信息資源開放共享，建立了一個真正的移動學習平臺。電路實驗微信公眾平臺包括所有電路實驗的相關信息資源，學生可通過微信隨時隨地學習查看，不受時間和空間的限制，為他們的正常課堂學習之余增加了一種更為方便快捷的學習溝通渠道。
2)微信公眾平臺上發布的視頻和圖文內容可提高學生的預習效率，改善預習效果。平臺上發布的視頻均不超過6min，相當于微課，學生可在短時間內快速學習，提高了學習效率。通過學習視頻和圖文信息，學生可看到真實的實驗環境，了解實驗原理和儀器儀表的使用方法，這比從實驗指導書中預習實驗內容更加深刻，增加了學生學習的興趣，有效改善了預習效果。
3)實驗信息可重復查看。平臺上的實驗信息永久有效，一方面教師講解時沒聽懂的學生可重復查看學習;另一方面對實驗儀器儀表不會使用的學生也可隨時查看，使得儀器儀表不再成為學生做實驗的障礙。
4)增加了拓展實驗題目。在每個實驗內容后面增加了拓展性實驗題目，并附有簡要實施步驟。對于完成基礎實驗較早的學生可繼續挑戰，完成拓展實驗題目。借助微信公眾平臺的消息推送功能，可將實驗的具體研究方法和提示信息推送給學生，這樣少數選擇做拓展實驗題目的學生可參照提示信息獨立完成實驗，在提高自己動手能力的同時，也不會增加教師的任務量。有效利用了實驗時間和實驗室的資源，為培養學生的自主學習和創新能力打下基礎。
可以看到，將精心設計的教學內容發布在微信公眾平臺上，一方面給學生學習電路實驗提供了一個新的途徑;另一方面能夠幫助解決傳統教學中的眾多問題，有效提高學生的學習興趣和對實驗內容的理解。
3借助微信公眾平臺進行電路實驗教學改革
以線性動態電路的研究實驗為例，說明電路實驗微信公眾平臺在電路實驗教學改革中的應用。
如前所述，傳統教學方式存在諸多問題，導致很多學生不能掌握實驗原理和方法，難以獨立完成實驗任務。借助已建立的電路實驗微信公眾平臺，改進實驗教學方式為先操作再講解，即上課后給學生20min時間，學生按照微信公眾平臺上的實驗步驟做實驗，20min后教師先查看學生做實驗的情況，然后針對學生實驗中遇到的問題進行講解。
為了檢驗電路實驗微信公眾平臺在這種改進教學方式中的效果，對120名做線性動態電路的研究實驗的學生采用這種“先操作后講解”的改進教學方式，并在實驗后進行問卷調查，調查學生對“先操作后講解”實驗方式的滿意度。結果如圖2所示，有81.67%的同學認為這種改進教學方式好，原因包括:“先操作后講解”的方式給他們獨立動手和思考的空間，能夠引導他們自主學習;使他們對實驗的理解更透徹;在操作的過程中會遇到在預習實驗指導書時遇不到的問題，老師講解后可知道自己預習的盲點，還有獨立完成實驗的成就感。16.67%的同學仍然支持傳統教學方式，即“先講解后操作”，但是他們的理由則比較簡單，僅僅是傳統“先講解后操作”的方式可使他們少犯錯，少走歪路，做得更快等。另外還有1.67%的問卷無效。

圖2 問卷調查結果
在傳統教學方式中，實驗課是以教師為主導，學生對教師的依賴過多，不愿主動學習，而實驗課程的目標就是鍛煉學生的實踐能力，提高創新設計能力，所以在實驗時間充足的情況下，給學生一些獨立思考的時間，讓他們充分理解實驗原理，掌握實驗方法，培養自主學習能力，對提高學生動手能力、培養創新人才是非常有幫助的。
為了更進一步評價這種改進教學方式對學生實驗效果的影響，對10個小組共132名學生在上課時分別采用傳統和改進教學方式，其中對68名學生采用“先講解后操作”的傳統授課方式，對64名同學采用“先操作后講解”的改進授課方式，實驗結束后對學生遞交的實驗原始數據進行驗收并統計其正確性，結果如表1所示。

表1 實驗結果驗收情況統計表
由表1可知，借助電路實驗微信公眾平臺，對線性動態電路的研究實驗進行教學改革，改進授課方式后，學生做實驗的正確性比傳統方式提高了19.3%，再一次證明，采用改進授課方式確實能幫助學生更好地完成實驗，理解實驗目的和原理，掌握實驗方法。
4結束語
電路實驗微信公眾平臺的建立是實驗室信息化的體現，實現了實驗教學資源開放共享。該平臺能夠彌補傳統實驗教學中的不足，不僅給學生提供了更便捷的學習機會，而且能夠加深學生對實驗的理解，激發學生對電路實驗的興趣，使學生的動手能力和解決問題的能力得到提高，為培養創新型人才打下基礎。
本學期借助電路實驗微信公眾平臺對教學模式的探索，被證明是一次切實可行的教學改革思路，該平臺將成為電路實驗教學的有益補充。而且將電路實驗微信公眾平臺應用于電路實驗教學，是一次新媒體平臺應用于教學的嘗試，研究結果將給不同類型新媒體平臺在教學中的應用提供有益參考。