60、远程实验助力电子学习：学生能力与态度的元分析

远程实验助力电子学习：学生能力与态度的元分析

1. 引言

教育技术领域一直在研究如何让教师帮助学生获得与技术概念相关的实践知识。近年来，教学实践不断改进，除了传统的黑板教学，还借助计算机、多媒体材料、模拟、游戏、智能手机和混合现实等沉浸式技术来提升学生学习效果。

在电子工程领域，“做中学”至关重要，因为电子问题解决与物理概念紧密相关，涉及复杂空间过程的可视化和图表、概念的操作。工程教育通过实践学习帮助学生理解基础知识，研究人员也在探索新方法提升学生的概念理解和学习动力。

随着新冠疫情导致教学从线下转向线上，电子工程教育中更多地采用了新兴技术。本文研究了将基础电子工程课程与虚拟实验室（VLabs）结合进行远程实验后，学生的态度和能力。研究旨在回答两个问题：
- 研究问题 1：通过集成远程实验学习电子基础知识，与实际动手实验室实验相比，学生的学习效果是否有显著差异？
- 研究问题 2：学生对所采用的虚拟系统在用户界面、虚拟环境行为、环境提供的可视化以及实验室管理员的作用等方面有何反应？

2. 基础电子课程对工程本科专业的重要性

基础电子课程旨在让新生熟悉电子元件（如二极管和晶体管）及其在电路（如整流器、电压调节器和放大器）中的功能和应用，还介绍数字电子学中的逻辑门和集成电路概念。

学习该课程后，学生应具备通过实验探索物理系统、收集和分析数据、识别不确定性来源并根据电子基本原理解释结果的能力。通常，该课程的理论教学后会安排实验室实践。如今，采用混合模式，理论课程通过在线平台授课，实践实验通过 VLabs 进行。课程内容包括半导体二极管及其应用、晶体管及其应用、数字电子学和逻辑电路等。