張滿

摘要：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)型課程的教學(xué)方式帶來(lái)了挑戰(zhàn)。微納加工技術(shù)作為本科和研究生階段的專(zhuān)業(yè)課程，包含大量的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容，涉及貴重的精密儀器。傳統(tǒng)的講授和現(xiàn)場(chǎng)操作演示教學(xué)方法已經(jīng)無(wú)法滿足高層次人才培養(yǎng)的需求。本文對(duì)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)進(jìn)行了總結(jié)，為了提高微納加工技術(shù)實(shí)驗(yàn)型課程的教學(xué)質(zhì)量，探討了課堂和視頻相結(jié)合的新教學(xué)模式在微納加工技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：視頻;混合教學(xué)模式;微納加工技術(shù);應(yīng)用探索

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）15-0162-02

微納加工技術(shù)是眾多高校為電子信息專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生設(shè)置的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，包含理論和實(shí)驗(yàn)兩部分。本課程涉及大量的微納結(jié)構(gòu)加工技術(shù)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，目的是培養(yǎng)具有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和主動(dòng)解決問(wèn)題等研究能力的高層次人才，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)理論能力和動(dòng)手實(shí)踐能力提出了較高的要求。微納加工技術(shù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、勻膠機(jī)等高精密的設(shè)備，價(jià)格昂貴，數(shù)量有限，對(duì)設(shè)備的操作和使用具有非常嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的講授和現(xiàn)場(chǎng)演示結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)型操作的教學(xué)方式，難以保障學(xué)生掌握課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，無(wú)法達(dá)到熟練操作設(shè)備并加工出合格的實(shí)驗(yàn)樣品的教學(xué)目的。在現(xiàn)有的教學(xué)模式下，學(xué)生普遍反映這門(mén)課程的理論課程“難”理解，實(shí)驗(yàn)“難”實(shí)施，面對(duì)大量高精密的實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)從下手，使學(xué)生產(chǎn)生了消極對(duì)待實(shí)驗(yàn)的心理，學(xué)習(xí)的積極性降低，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下降。

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，海量的知識(shí)不斷更新。沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法使學(xué)生適應(yīng)知識(shí)的更新速度。作為提供高等教育的重要部分，高校教師必須更新教學(xué)模式，與時(shí)俱進(jìn)，探索新的適合理論和實(shí)踐并重的課程教學(xué)模式，分析傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨的困難和挑戰(zhàn)，積極提出應(yīng)對(duì)的措施和建議，為培養(yǎng)高層次的創(chuàng)新型人才做出貢獻(xiàn)。

1 傳統(tǒng)課堂教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)演示教學(xué)存在的問(wèn)題

微納加工技術(shù)是指尺度為毫米、微米和納米量級(jí)的零件，以及由這些零件構(gòu)成的部件或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工、組裝、集成與應(yīng)用技術(shù)。微納加工技術(shù)是微傳感器、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)和功能微納系統(tǒng)制造的基本手段和重要基礎(chǔ)。因此，微納加工技術(shù)是物理、電子信息、信號(hào)與系統(tǒng)、光學(xué)工程等專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐基礎(chǔ)課程。眾多高校在微納加工技術(shù)課程的教學(xué)還是采用的傳統(tǒng)的課堂授課為主，首先在課堂上講解加工技術(shù)的理論內(nèi)容，包括技術(shù)原理、關(guān)鍵參數(shù)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和基本的操作過(guò)程等。然后在學(xué)生掌握基本的理論知識(shí)之后，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示教學(xué)，教師在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上操作并講解關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)，然后安排學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課的要求開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，并現(xiàn)場(chǎng)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在很多問(wèn)題：

（1）教學(xué)模式固化，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性?，F(xiàn)有的教學(xué)模式理論和實(shí)驗(yàn)課堂形式固化，學(xué)生只接收到課堂上呈現(xiàn)的知識(shí)，學(xué)習(xí)資源缺乏，限制了學(xué)生主動(dòng)查詢學(xué)習(xí)資料和接受知識(shí)的積極性。理工科的課程大多都很枯燥，尤其是需要理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，沒(méi)有具象的純理論教學(xué)，無(wú)法引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，降低教學(xué)效果。

（2）實(shí)踐課堂陳舊，學(xué)生動(dòng)手能力難以提高。微納加工技術(shù)所使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備均是昂貴的高精密設(shè)備，設(shè)備的操作使用需要嚴(yán)格按照操作流程要求，以免造成對(duì)設(shè)備的損壞。和傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不同，無(wú)法實(shí)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生都配置一臺(tái)設(shè)備，因此在教學(xué)環(huán)節(jié)中通常是采用分組制輪流實(shí)驗(yàn)，每組按照時(shí)間的安排完成實(shí)驗(yàn)部分的學(xué)習(xí)。分組的管理導(dǎo)致效率低下，教師需要重復(fù)地給每個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，然后讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，但無(wú)法兼顧每個(gè)學(xué)生的操作環(huán)節(jié)，也無(wú)法保證每個(gè)學(xué)生都有同等的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)和時(shí)間。學(xué)習(xí)能力強(qiáng)和積極的學(xué)生可以短時(shí)間內(nèi)掌握操作方法，但是學(xué)習(xí)能力差或積極性不高的學(xué)生難以提高動(dòng)手實(shí)踐的能力，造成教學(xué)效果不均衡。有限的時(shí)間無(wú)法保障學(xué)生有充分的時(shí)間熟練掌握設(shè)備的操作使用和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，實(shí)踐動(dòng)手能力難以提高。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理不當(dāng)，學(xué)生缺乏有效的交流平臺(tái)。微納加工技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般是由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)統(tǒng)一管理，不僅用于教學(xué)，同時(shí)還要支撐科學(xué)研究?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)設(shè)備的管理普遍存在效率低下，制度不完善等問(wèn)題，設(shè)備的使用存在使用年限和保養(yǎng)期，不合理的使用管理經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響科研和教學(xué)使用。因此，大多數(shù)的科研平臺(tái)不愿意供學(xué)生教學(xué)使用，只依靠課堂上的時(shí)間難以保證學(xué)生可以完全掌握實(shí)驗(yàn)步驟。傳統(tǒng)的教學(xué)模式缺乏有效的交流的平臺(tái)，學(xué)生之間不能進(jìn)行相互學(xué)習(xí)和溝通;同時(shí)不合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理制度不能為學(xué)生提供重復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)只能“淺嘗輒止”，不能深入到知識(shí)的內(nèi)在，從而熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作，并以此作為自己的知識(shí)儲(chǔ)備，為找到滿意的工作奠定基礎(chǔ)。

2 課堂和視頻混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

信息化時(shí)代的到來(lái)，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來(lái)了巨大的沖擊。尤其是在疫情期間，根據(jù)“停課不停教、停課不停學(xué)”的要求，網(wǎng)課在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了全民普及，讓大家意識(shí)到傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足。但是對(duì)于實(shí)踐課程來(lái)說(shuō)，網(wǎng)上授課只能講授理論的部分，無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)部分的課程，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)型課程的教學(xué)受到較大的負(fù)面影響。很多實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)課程只能在開(kāi)課之后集中式的完成教學(xué)，造成教學(xué)質(zhì)量降低。因此，課堂和視頻的混合教學(xué)模式成為實(shí)踐課程的最有潛力的教學(xué)模式之一，其優(yōu)勢(shì)如下：

（1）充分利用網(wǎng)絡(luò)上的教學(xué)資源，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性。網(wǎng)課上的資源非常豐富，包含文字、圖片、視頻、音頻等。豐富多樣的資源可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。很多具象的實(shí)驗(yàn)演示視頻為學(xué)生提供了更加生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生從被動(dòng)的接收枯燥的課堂知識(shí)轉(zhuǎn)變成主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。網(wǎng)上的課程資源不會(huì)限制固定的時(shí)間和地點(diǎn)，學(xué)生可以自行根據(jù)個(gè)人情況選擇學(xué)習(xí)的時(shí)間和形式，滿足了個(gè)性化學(xué)習(xí)的目的。

（2）將實(shí)踐部分做成視頻，可以重復(fù)學(xué)習(xí)。在動(dòng)手操作設(shè)備之前，實(shí)驗(yàn)課程的視頻可以為學(xué)生提供更加具象化的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，可以首先熟悉實(shí)驗(yàn)的原理、設(shè)備工作的原理、操作設(shè)備的主要事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度和注意事項(xiàng)等實(shí)驗(yàn)必備的基本知識(shí)。視頻課程資源可以不限時(shí)間的重復(fù)觀看學(xué)習(xí)，一方面節(jié)省了老師多次演示的時(shí)間，一方面學(xué)生可以容易記憶，可現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)視頻開(kāi)展基本的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，無(wú)須老師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)就可以完成。然后在完全掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，反復(fù)多次觀看和學(xué)習(xí)設(shè)備操作、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果分析和后續(xù)處理等方面的視頻課程，可以自己嘗試的去操作設(shè)備和應(yīng)急處理，在很大程度上避免了因?yàn)椴僮鞑划?dāng)造成設(shè)備的損壞，這不僅對(duì)學(xué)生造成經(jīng)濟(jì)上的壓力，最主要的是還會(huì)造成心理壓力，喪失完成實(shí)驗(yàn)的信心。

（3）共享資源的平臺(tái)提供實(shí)時(shí)的交流分享。相互交流學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一種非常有效的學(xué)習(xí)方式，自我封閉的學(xué)習(xí)不適用于大部分學(xué)生。因此良好有效的共享交流平臺(tái)非常關(guān)鍵。學(xué)生可以分享學(xué)習(xí)心得、實(shí)驗(yàn)心得、實(shí)驗(yàn)技巧和結(jié)果分析感悟等信息，增進(jìn)教師和學(xué)生的有效交流，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。交流平臺(tái)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新性思維，迸發(fā)出更多新的觀點(diǎn)和想法，大家可以找到具有相同觀點(diǎn)的同學(xué)形成學(xué)習(xí)興趣小組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)新型、動(dòng)手能力和自信心。

（4）線上管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用最大化。依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的設(shè)備管理平臺(tái)可以實(shí)時(shí)更新設(shè)備的使用狀態(tài)，學(xué)生可以通過(guò)設(shè)備管理平臺(tái)預(yù)約使用設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備利用的最大化，同時(shí)提升學(xué)生對(duì)設(shè)備的操作熟練度，真正掌握設(shè)備的使用。

3 實(shí)施措施

課堂和視頻相結(jié)合的混合教學(xué)模式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂授課的不足，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，有效提高了教學(xué)質(zhì)量。為了在高校實(shí)驗(yàn)這種混合教學(xué)模式，本文提出了幾點(diǎn)實(shí)施措施和建議。

（1）開(kāi)放包容，共享優(yōu)良的教育資源。高校內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是公開(kāi)共享的平臺(tái)，應(yīng)該建立合理完善的管理制度和預(yù)約制度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的最大化利用。平臺(tái)應(yīng)該利用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立共享平臺(tái)和交流平臺(tái)，共享教育資源和實(shí)驗(yàn)資源，增強(qiáng)學(xué)生、教師、研究人員等人的交流與合作，創(chuàng)造出更多的成果。高校之間既存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，同時(shí)又具有合作關(guān)系。不同高校的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)該以開(kāi)放包容的心態(tài)，積極的共享優(yōu)良的教育資源。微納加工技術(shù)課程的建立旨在培養(yǎng)理論和實(shí)踐兼?zhèn)涞母邔哟稳瞬?，高校教師?yīng)該打破傳統(tǒng)的教學(xué)理念，以開(kāi)放包容的心態(tài)對(duì)外交流分享，學(xué)習(xí)和引進(jìn)更好更先進(jìn)的教育模式和經(jīng)驗(yàn)。

（2）積極創(chuàng)新，和高科技公司合作。微納加工專(zhuān)業(yè)的教師不精通互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也不同市場(chǎng)的需求?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)精通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)市場(chǎng)動(dòng)向把握準(zhǔn)確，但不懂教學(xué)。我們應(yīng)該積極地尋求創(chuàng)新，了解市場(chǎng)需求，和互聯(lián)網(wǎng)高科技的公司合作，運(yùn)用他們最先進(jìn)的技術(shù)，同時(shí)向他們輸送高層次創(chuàng)新型人才。基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建視頻共享平臺(tái)和設(shè)備管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的合理化配置?；谲浖夹g(shù)，提供模擬化軟件，為學(xué)生呈現(xiàn)更加接近真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的場(chǎng)景，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

百年大計(jì)，教育為本。教育尤其是高層次的教育是未來(lái)國(guó)家發(fā)展的核心之一，作為培養(yǎng)人才的中堅(jiān)力量，高校負(fù)有決定性的作用。面對(duì)未來(lái)社會(huì)發(fā)展對(duì)高層次應(yīng)用型人才的急需，應(yīng)用型課程教學(xué)模式的改革迫在眉睫。緊跟時(shí)代步伐，抓住歷史機(jī)遇，積極探索新型的授課方式是高校改革的重要內(nèi)容。

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