微信公众平台在电路实验教学改革中的应用

随着移动互联网技术的快速发展，教育教学方式发生了重大变化，“慕课”使人们对在线教育产生了广泛兴趣，很多教育者开始探讨在线课程的应用模式及各种混合式教学方法的优点和缺点，推进了教学方式的改革。然而，虽然在线课程已经制作完备，但由于受校园无线网络及硬件设施的制约，在线教育还难以广泛应用于实际教学中。
而以智能手机为代表的移动设备给我们提供了一个新的在线学习途径，据调查，手机等移动设备正在以非常快的速度替代PC设备，成为进入互联网的主要入口，一些学者已经开始在手机上开发教学应用，发布教学资源，供学生学习查看，成为课堂学习的辅助。对于没有开发手机应用经验的教师，可选择借助开放的微信公众平台建立属于自己的教学应用平台。
微信是腾讯公司推出的一个即时通信服务应用程序，可通过网络快速发送文字、图片、语音和视频等，微信公众平台是微信的一个功能模块，通过订阅服务可以实现与特定群体的全方位沟通与互动。在高校，智能手机已经普及，微信也是教师和学生普遍接受的一种沟通交流方式，管理服务部门通过微信公众号发布最新的政策和办事指南;学生社团通过微信公众号进行活动宣传，增加影响力;学术团队通过微信公众号展现研究成果。此外微信公众平台还被应用于教学，微信公众平台应用于教学的成功案例。着力推进信息技术与教育教学深度融合是教育部对高校深化教育教学改革的指导意见。本文将以电路实验微信公众平台为例，介绍微信公众平台在电路实验教学改革中的应用。
1电路实验教学中存在的问题
电路实验课程是高等学校本科电气信息类专业的第一门重要的专业基础实践课，主要任务是通过实验使学生掌握各类电子仪器仪表的使用方法及基本测量研究方法，提高学生实验动手能力和分析解决问题的能力，并为后续专业课程奠定基础。实验课程的学习有助于学生更好地理解理论知识，激发学生的学习热情，对增强学生创新能力和实践能力具有重要作用。然而，由于现有教学条件的限制，电路实验教学中存在多种问题。
1)学生预习实验效果差，实验仪器仪表不会使用。
在电路实验教学中，发现大部分学生没有预习实验的习惯，即便教师要求预习，学生也仅仅是照实验指导书抄写一份预习报告，并不会对实验方法和原理进行思考，更不会对实验电路进行分析及理论值计算。没有充分地预习实验，将导致老师讲解实验时，学生难以理解。为什么学生会排斥预习实验呢?经过调查，很多学生表示预习对他们做实验帮助不大，因为实验指导书上仅描述实验原理、提出实验任务和要求，对于实验仪器仪表和实验方法他们一无所知，做实验时仪器仪表的使用是他们做实验的一大障碍。
在电路实验课上，老师都会对新的实验仪器仪表进行讲解。为什么学生会认为实验仪器仪表使用如此困难呢?主要原因两方面:一方面是实验室没有多媒体，在老师讲解实验仪器仪表的使用方法时，只有前排同学可以看清楚，看不到的同学就难以掌握实验仪器的使用方法;另一方面，电路实验课时少，实验间隔长，学生接触实验仪器仪表次数少，故经常会忘记实验仪器仪表的使用方法，特别是功率表和示波器等。不能熟练操作实验仪器仪表，实验就难以顺利进行。
2)注意力不集中，目标任务不明确。
在传统的电路实验教学中，学生进入实验室后，老师先讲解实验内容及要求，而大部分学生在刚进入教室的10～20min内，还难以集中注意力认真听讲，对实验目标任务的不明确，将导致在进行实验时的盲目行为，接线错误致使实验仪器仪表损坏，对于电压等级较高的实验，如三相电路实验，还经常会发生跳闸等危险事故。还有部分学生接好线路后，不知道该测量哪些数据及如何测量等。
3)现有实验内容基础简单，缺乏挑战，不利于培养高素质创新型人才。
对于部分学有余力的学生，他们可在短时间内快速完成实验任务，如果能够提供研究性实验题目，可充分利用实验室的条件提高学生的动手能力，为培养创新型人才奠定基础。但在现有教学条件下，在原有实验的基础上，教师要额外为少数学生提供研究性实验题目，并指导学生完成，势必会增加教师的任务量，使得原有教学任务难以完成。
由于上述问题的存在，完成6次电路实验后，仍有部分学生不能熟练掌握基本研究方法和实验仪器仪表的使用方法，实验积极性不高，更没有达到提高学生动手实践能力和自主创新能力的要求。需要改变这一现状，激发学生学习电路实验的热情:首先，转变教学思路，将以往的以教师为中心的教与学，转变为以学生为中心的教与学，教师在实验教学中扮演的角色为引导者而非领导者;其次，对教学方式进行改革，全面推进信息化实践教学平台建设，充分利用信息技术实现优质实验教学资源开放共享，给学生提供学习实验的网络平台及丰富的实验信息资源，供学生随时随地学习，营造自主学习的氛围。为此，实验中心借助微信公众平台，建立了电路实验移动学习平台，将所有电路实验内容制作成视频和图文，发布在电路实验微信公众平台上，引导学生自主学习，并对教学方式进行改革，以提高教学质量。
2电路实验微信公众平台的建立
电路实验微信公众号申请于2015年12月，主要用于发布电路实验教学资源，实现教学资源开放共享，学生只需扫描二维码或添加该公众号并关注，便可随时随地通过手机查看平台上发布的电路实验信息。
2.1前期调研
在平台建立初期，先将电阻网络的等效表示实验的实验任务、实验方法和步骤及相关实验仪器介绍并制作成图文信息，发布在电路实验微信公众平台上，辅助学生完成实验。课后通过微信公众平台的投票管理功能，对124名学生进行问卷调查，调查结果显示，学生对在微信公众平台上开展电路实验自助式指导的支持率达到91%，不支持率仅占2%，另外6%的同学保持中立。这说明绝大多数学生接受通过微信公众平台学习电路实验知识。
2.2平台总体框架和内容设计
考虑到平台的主要目的是帮助学生理解实验原理和方法，并能够锻炼其独立完成实验的能力，故平台应具有界面操作简单、内容简单易懂的特点。电路实验共有两个实验室，分别是交直流电路测试和动态电路及有源电路测试实验室。学生分组进行实验，设计的主界面包含3个菜单项，分别是“A组实验”“B组实验”和“实验安排”，如图1(a)所示，为平台主界面截图，其中“A组
实验”和“B组实验”两个菜单项分别包含3个实验，学生根据自己的组别选择不同的实验菜单项，相应的实验内容即可推送至学生的手机上，选择“实验安排”菜单项，实验安排表即可推送至学生手机上，可以查看实验时间，界面操作简单易用。如图1(b)所示，是实验内容界面截图。

(a)主界面截图         (b)实验内容界面截图
图1电路实验微信公众平台的界面截图
平台上发布的实验内容与实验指导书的不同之处在于，实验指导书更注重实验原理及任务要求的描述，而微信公众平台上的实验内容则更多介绍实验仪器仪表的使用方法和实验步骤。实验步骤从详细到简略，学生依照微信公众平台上的实验步骤可直接进行实验，能够引导其自主学习，锻炼动手能力。
平台上发布的每个实验包含两条信息，第一条信息是对实验仪器的使用介绍，既有视频演示，又有图文说明，学生可根据自己所处的环境是否有无线网络进行选择性学习;第二条信息是实验内容，同样包含视频和图文信息，但视频和图文内容互不重复，视频主要是讲解实验任务及原理，适合学生实验前预习时观看，图文信息主要是实验操作步骤及注意事项，适合学生独立操作实验时查看。
2.3电路实验微信公众平台应用于教学的优点
在平台建立好后，教师在第一次实验课前组织学生扫描平台的二维码并关注，同时向学生介绍平台的基本使用方法，鼓励学生在课前主动观看实验视频和图文内容。电路实验微信公众平台作为一种新的学习途径，具有以下4个方面优点。
1)实现了实验信息资源开放共享，建立了一个真正的移动学习平台。电路实验微信公众平台包括所有电路实验的相关信息资源，学生可通过微信随时随地学习查看，不受时间和空间的限制，为他们的正常课堂学习之余增加了一种更为方便快捷的学习沟通渠道。
2)微信公众平台上发布的视频和图文内容可提高学生的预习效率，改善预习效果。平台上发布的视频均不超过6min，相当于微课，学生可在短时间内快速学习，提高了学习效率。通过学习视频和图文信息，学生可看到真实的实验环境，了解实验原理和仪器仪表的使用方法，这比从实验指导书中预习实验内容更加深刻，增加了学生学习的兴趣，有效改善了预习效果。
3)实验信息可重复查看。平台上的实验信息永久有效，一方面教师讲解时没听懂的学生可重复查看学习;另一方面对实验仪器仪表不会使用的学生也可随时查看，使得仪器仪表不再成为学生做实验的障碍。
4)增加了拓展实验题目。在每个实验内容后面增加了拓展性实验题目，并附有简要实施步骤。对于完成基础实验较早的学生可继续挑战，完成拓展实验题目。借助微信公众平台的消息推送功能，可将实验的具体研究方法和提示信息推送给学生，这样少数选择做拓展实验题目的学生可参照提示信息独立完成实验，在提高自己动手能力的同时，也不会增加教师的任务量。有效利用了实验时间和实验室的资源，为培养学生的自主学习和创新能力打下基础。
可以看到，将精心设计的教学内容发布在微信公众平台上，一方面给学生学习电路实验提供了一个新的途径;另一方面能够帮助解决传统教学中的众多问题，有效提高学生的学习兴趣和对实验内容的理解。
3借助微信公众平台进行电路实验教学改革
以线性动态电路的研究实验为例，说明电路实验微信公众平台在电路实验教学改革中的应用。
如前所述，传统教学方式存在诸多问题，导致很多学生不能掌握实验原理和方法，难以独立完成实验任务。借助已建立的电路实验微信公众平台，改进实验教学方式为先操作再讲解，即上课后给学生20min时间，学生按照微信公众平台上的实验步骤做实验，20min后教师先查看学生做实验的情况，然后针对学生实验中遇到的问题进行讲解。
为了检验电路实验微信公众平台在这种改进教学方式中的效果，对120名做线性动态电路的研究实验的学生采用这种“先操作后讲解”的改进教学方式，并在实验后进行问卷调查，调查学生对“先操作后讲解”实验方式的满意度。结果如图2所示，有81.67%的同学认为这种改进教学方式好，原因包括:“先操作后讲解”的方式给他们独立动手和思考的空间，能够引导他们自主学习;使他们对实验的理解更透彻;在操作的过程中会遇到在预习实验指导书时遇不到的问题，老师讲解后可知道自己预习的盲点，还有独立完成实验的成就感。16.67%的同学仍然支持传统教学方式，即“先讲解后操作”，但是他们的理由则比较简单，仅仅是传统“先讲解后操作”的方式可使他们少犯错，少走歪路，做得更快等。另外还有1.67%的问卷无效。

图2 问卷调查结果
在传统教学方式中，实验课是以教师为主导，学生对教师的依赖过多，不愿主动学习，而实验课程的目标就是锻炼学生的实践能力，提高创新设计能力，所以在实验时间充足的情况下，给学生一些独立思考的时间，让他们充分理解实验原理，掌握实验方法，培养自主学习能力，对提高学生动手能力、培养创新人才是非常有帮助的。
为了更进一步评价这种改进教学方式对学生实验效果的影响，对10个小组共132名学生在上课时分别采用传统和改进教学方式，其中对68名学生采用“先讲解后操作”的传统授课方式，对64名同学采用“先操作后讲解”的改进授课方式，实验结束后对学生递交的实验原始数据进行验收并统计其正确性，结果如表1所示。

表1 实验结果验收情况统计表
由表1可知，借助电路实验微信公众平台，对线性动态电路的研究实验进行教学改革，改进授课方式后，学生做实验的正确性比传统方式提高了19.3%，再一次证明，采用改进授课方式确实能帮助学生更好地完成实验，理解实验目的和原理，掌握实验方法。
4结束语
电路实验微信公众平台的建立是实验室信息化的体现，实现了实验教学资源开放共享。该平台能够弥补传统实验教学中的不足，不仅给学生提供了更便捷的学习机会，而且能够加深学生对实验的理解，激发学生对电路实验的兴趣，使学生的动手能力和解决问题的能力得到提高，为培养创新型人才打下基础。
本学期借助电路实验微信公众平台对教学模式的探索，被证明是一次切实可行的教学改革思路，该平台将成为电路实验教学的有益补充。而且将电路实验微信公众平台应用于电路实验教学，是一次新媒体平台应用于教学的尝试，研究结果将给不同类型新媒体平台在教学中的应用提供有益参考。