混合學習模式在EDA教學設(shè)計中的應(yīng)用研究

裴曉芳?周曉彥

摘要：電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation，簡稱 EDA）是我國高等學校電子信息類專業(yè)的一門應(yīng)用性很強的實踐教學課程?；旌蠈W習結(jié)合傳統(tǒng)面授和網(wǎng)絡(luò)學習的優(yōu)勢，是教師教學主導作用和學生學習主體作用發(fā)揮的有效結(jié)合。利用e-Learning和Lab VIEW等現(xiàn)代化教學手段，結(jié)合面對面學習、網(wǎng)絡(luò)化學習以及遠程實踐學習，探討混合學習模式在EDA課程教學設(shè)計中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：e-Learning；EDA；混合學習模式

作者簡介：裴曉芳（1978-），女，江蘇南京人，南京信息工程大學電子與信息工程學院，副教授；周曉彥（1980-），女，江蘇南京人，南京信息工程大學電子與信息工程學院，講師。（江蘇 南京 210044）

基金項目：本文系2013年度南京信息工程大學教學改革研究課題立項項目“基于E-Learning環(huán)境下自主探究型教與學模式的研究”（項目編號：13JY072）、傳感網(wǎng)與現(xiàn)代氣象裝備優(yōu)勢學科資助（江蘇高校優(yōu)勢學科建設(shè)工程資助項目）、電子信息工程國家級特色專業(yè)建設(shè)項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0186-02

Blending Learning（混合式學習，或混合式教學）是在教學設(shè)計中將學習過程劃分多個模塊，根據(jù)教學效果最優(yōu)化的原則，采用不同教學手段來實施教學。在《混合式學習白皮書》中提出：“混合學習是面對面學習、在線學習和自主學習等學習方式的有效結(jié)合，是各種傳輸媒體、智能學習到時和各種技術(shù)應(yīng)用的混合。”何克抗教授認為混合學習體現(xiàn)了教學過程中教師主導作用和學生學習主體作用，是一種有效的教學策略。一方面，教師在教學過程中發(fā)揮引導、啟發(fā)和監(jiān)控的主導作用；另一方面，學生在學習過程中發(fā)揮作為學習主體的主動性、積極性和創(chuàng)造性。教師需要分析學生需求、熟悉教學平臺、合理運用教學資源來設(shè)計教學，更好地實現(xiàn)教學目標。

電子設(shè)計自動化（以下簡稱 EDA）是我國高等學校電子信息類專業(yè)的一門應(yīng)用性很強的實踐教學課程。實踐教學是培養(yǎng)理工類學生創(chuàng)新意識和實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際的重要途徑。EDA課程涉及的知識面寬、應(yīng)用廣泛，教學目標不但要求學生掌握基本知識，更主要的是對學生設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。該課程在教學過程中出現(xiàn)了許多問題，如教學內(nèi)容枯燥，課時少（理論課20學時、實驗課12學時，共計32學時），教學形式單一，評價片面，缺少互動等。

針對以上問題，本文從EDA課程的教學目標出發(fā)，考慮教學資源的合理使用，引入混合教學模式來設(shè)計教學活動，以期實現(xiàn)教學效果的最優(yōu)化。本文將從三個方面討論混合學習模式在EDA課程教學活動中的應(yīng)用：構(gòu)建e-Learning環(huán)境下的多種學習資源；組織實施面對面學習、網(wǎng)絡(luò)化學習和遠程實踐學習三種形式，其中網(wǎng)絡(luò)化學習包括自主學習和協(xié)作學習；通過學習過程記錄和期末考核以及多元評價方式形成最終的課程評價。

一、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學平臺，豐富學習資源

網(wǎng)絡(luò)教學平臺主要包括教學資料分享和互動交流。教學資料包括課程大綱、教學計劃、ppt課件、實驗項目、自測題庫、參考答案和文獻等；互動交流主要包括班級公告欄、學生作業(yè)展區(qū)、討論區(qū)、答疑區(qū)等。教師是平臺的管理者，負責以下工作：掌握共享資源上傳和下載情況；管理題庫，設(shè)計期末試卷；在線批閱作業(yè)、實驗報告和試卷，完成期末考核工作。教師密切關(guān)注學生學習動態(tài)，及時反饋評價結(jié)果，設(shè)置作業(yè)提交時間，針對大家反映的共有問題展開話題討論，觀察學生的學習情況和學習熱情。

EDA課程是一門應(yīng)用性很強的實踐教學課程，網(wǎng)絡(luò)教學平臺除了滿足以上功能之外，還需要構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)遠程實驗室。利用網(wǎng)絡(luò)、Lab VIEW和實驗操作平臺進行虛擬仿真實驗以及對儀器設(shè)備的遠程訪問和使用。這樣，學生做實驗可以不受時空地域限制，同時也提高了實驗室資源的使用率。

二、組織實施面對面學習、網(wǎng)絡(luò)化學習和遠程實踐學習

面對面學習可以充分發(fā)揮教師的主導作用，進行直接、系統(tǒng)的知識講授，通過師生間的直接情感交流加深師生間的了解，在此過程中需要調(diào)動學生的參與意識，注重引導學生學習主體作用的發(fā)揮。為了使面對面的學習更加有效，教師要結(jié)合教學內(nèi)容合理進行教學設(shè)計。一般可將講授環(huán)節(jié)分為三個層次：課程引入、新知講解和問題探討。首先，課程引入，用已學的知識點引入新的知識點，可以吸引學生注意力，調(diào)動學習興趣，溫故知新；然后，新知講解，可以課前布置預(yù)習要求，采用探索發(fā)現(xiàn)的教學方式活躍教學的氛圍，變被動學習為主動吸收；最后，總結(jié)和問題探討，及時總結(jié)教學重點和難點分析，利用課堂討論的形式集中解決學生預(yù)習、協(xié)作學習和實踐學習中遇到的問題，加深學生對課程內(nèi)容的掌握。

網(wǎng)絡(luò)學習是對課堂學習的延伸，彌補課堂學時的不足。利用網(wǎng)絡(luò)上的課程共享資源，學生可以隨時隨地進行學習，自主完成預(yù)習、復習、拓展學習、在線測試、課后作業(yè)、實驗項目等，并將作業(yè)、實驗報告和問題上傳課程平臺，供教師批閱和了解學生學習情況。學生自主學習也可分成三個層次：學生登錄課程平臺，根據(jù)教學要求進行預(yù)習、復習等自主學習活動；學生可以將課程實驗報告上傳平臺，教師可以根據(jù)報告評價學生學習效果，調(diào)整教學進度，安排教學內(nèi)容；學生根據(jù)教師反饋結(jié)果，了解自己的學習情況，通過課程平臺師生可以在線或離線答疑。需要注意的是：學生自主學習不是完全自我學習，教師對網(wǎng)絡(luò)學習過程要適當干預(yù)，利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺和免費網(wǎng)絡(luò)交流平臺參與學生討論和批改作業(yè)，將情況及時反饋給學生，督促和輔導自控能力弱的學生，提高學生自主學習的能力。

協(xié)作學習是在要求小組共同完成設(shè)計項目的前提下，促進小組成員間交流討論和協(xié)作啟發(fā)，利用對所學知識的理解和運用，各盡所能，一起完成學習任務(wù)。學生根據(jù)任務(wù)要求自由組合，明確分工；教師要根據(jù)課程要求，設(shè)計項目任務(wù)，對小組進行及時指導，對任務(wù)進度進行掌控，客觀評價項目成果。這一學習環(huán)節(jié)的設(shè)計可以提高學生的人際交流能力，培養(yǎng)合作精神。

遠程實踐學習是在網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室環(huán)境下進行的。網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室由網(wǎng)絡(luò)、虛擬儀器以及EDA實際實驗平臺構(gòu)成。學生在網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室中可以進行模擬仿真和實時操作。模擬仿真可以將實際實驗平臺模擬呈現(xiàn)，學生可以在實際操作前進行預(yù)操作，讓學生預(yù)先熟悉實驗內(nèi)容和實驗步驟，借以檢驗學生對實驗內(nèi)容的預(yù)習程度；學生還可以通過Lab VIEW獲取虛擬實驗儀器，進行原理驗證性實驗，通過實驗結(jié)果的對比分析加深對課程內(nèi)容的理解。實時操作可以實現(xiàn)學生遠程控制實驗設(shè)備，利用網(wǎng)絡(luò)視頻觀看實驗結(jié)果。教師指導學生搭建外圍電路，學生可以隨時隨地利用網(wǎng)絡(luò)遠程訪問實驗平臺，上傳程序，觀看實驗結(jié)果，下載實驗數(shù)據(jù)等。教師也可以將關(guān)于實驗操作的演示視頻上傳課程平臺，供學生參考自學；教師應(yīng)該密切觀察學生網(wǎng)絡(luò)實驗記錄，掌握學生的實驗進展和狀況，對存在的問題展開討論和個別輔導。這樣，學生可以靈活安排時間，不受時域的限制進行EDA實驗，同時實驗室的資源也得到充分使用。

三、采用多樣性課程評價體系

在混合學習評價體系中，一是采用過程評價，通過學生平時學習記錄和學習任務(wù)完成情況來評價；二是采用期末考核形式，采取測試或課程論文的方式實施考核。教師需要制定一個合理公正的評價方式，在課程開始前就向?qū)W生說明，對學生的學習行為有指導和規(guī)范作用。針對EDA課程，評價內(nèi)容可以包括幾個方面：課堂表現(xiàn)10%；作業(yè)和實驗報告表現(xiàn)30%；協(xié)作表現(xiàn)10%；自主學習20%；期末考核30%。同時，可以考慮評價主體的多元化，改變傳統(tǒng)的教師評價形式，讓本人和協(xié)作小組成員參與評價，這樣，課程成績=本人評分×20%+小組評分×20%+教師評分×60%，使學生在自我審視、小組互評以及教師評價過程中能接收到更多反饋和合理性建議，更好地掌握課程內(nèi)容，提高學習效果。

四、結(jié)論

EDA課程實踐型很強，內(nèi)容龐雜，技術(shù)發(fā)展迅速。教學過程中面臨的問題有：教學內(nèi)容繁雜、課時少；教學模式單一，缺少互動；課堂可控性差；資源共享性差；評價方式過于片面。通過構(gòu)建EDA網(wǎng)絡(luò)教學平臺不但可以提供豐富的學習資源，還可以將混合學習模式引入教學活動?；旌蠈W習模式結(jié)合了e-Learning和傳統(tǒng)的教學方式，本文設(shè)計五個環(huán)節(jié)構(gòu)成自我循環(huán)完善的教學活動。

實時的面對面（正式）課堂教學：課堂教學和實踐課指導，教授課程理論知識，確定實踐項目并對項目進行指導和答疑。

實時的面對面（非正式）分工協(xié)作學習：學生組成學習小組，確定實踐計劃。通過合作學習，學生不但能自主解決問題，而且能體會團隊合作的重要性。

自定步調(diào)的自主探索學習：學生通過網(wǎng)絡(luò)課程資源學習，進行資料收集整理、項目方案制定和實施。

虛擬協(xié)同/異步交流支持學習：鼓勵學生通過電子郵件等網(wǎng)絡(luò)方式進行問題討論和解答。

反饋激勵學習：及時進行信息反饋和項目評價。評價方式包括自我評價、同伴評價和教師評價三者結(jié)合。評價內(nèi)容包括能否靈活運用知識解決問題；設(shè)計方案是否可行、有無創(chuàng)新；小組討論、參與態(tài)度是否積極等。評價注重過程勝于結(jié)果。

混合學習模式在EDA課程教學中的應(yīng)用可以激發(fā)學生自主學習的興趣，增強學生協(xié)作學習的能力，培養(yǎng)了學生持續(xù)學習的習慣，較好地完成教學目標，實現(xiàn)良好的教學效果。

參考文獻：

[1]何克抗.從Blending Learning看教育技術(shù)理論的新發(fā)展（上）[J].電化教育研究，2004，（3）：1-6.

[2]余勝泉，路秋麗，陳聲健.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的混合式教學—— 一種新的教學模式[J].中國大學教學，2005，（10）：50-56.

[3]陳聲健.高?；旌鲜綄W習教學設(shè)計的研究[D].北京：北京師范大學，2006.

[4]黃榮懷，周躍良，王迎.混合式學習的理論與實踐[M].北京：高等教育出版社，2006.

[5]黃榮懷，馬丁，鄭蘭琴，等.基于混合式學習的課程設(shè)計理論[J].電化教育研究，2009，（1）：9-14.

[6]王毅.基于混合式學習的研究與實踐[D].北京：北京交通大學，

2011.

[7]江建軍，周毅.基于虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室構(gòu)建[J].儀表技術(shù)，2003，（5）：11-12.

[8]Jan Baca，Milan Haulis，Stanislav Suba.Remote Laboratory for Digital Systems[A].Conference on Interactive Collaborative Learning[C].Piestany，2011：620-625.

（責任編輯：王祝萍）