基于翻轉(zhuǎn)課堂的《模擬電子技術(shù)》教學(xué)改革與實(shí)踐

丁 嘉

（寧波大紅鷹學(xué)院，浙江 寧波 315175）

基于翻轉(zhuǎn)課堂的《模擬電子技術(shù)》教學(xué)改革與實(shí)踐

丁 嘉

（寧波大紅鷹學(xué)院，浙江 寧波 315175）

在很多工科專業(yè)中，《模擬電子技術(shù)》是具有代表性的電子技術(shù)類課程之一。由于各種原因，傳統(tǒng)教學(xué)模式下該課程的教學(xué)效果并不理想。作者將翻轉(zhuǎn)課堂模式引入《模擬電子技術(shù)》課堂教學(xué)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析；并按翻轉(zhuǎn)課堂要求采用項(xiàng)目教學(xué)、協(xié)作教學(xué)、探究教學(xué)等教學(xué)方法對課前、課中、課后三大教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了重新規(guī)劃和整理，并對課后習(xí)作、課程考核提出了改進(jìn)建議。通過教學(xué)實(shí)踐證明，該改革對提高學(xué)生電路分析、設(shè)計(jì)等模電應(yīng)用能力、提高課程滿意度有一定效果。

模擬電子技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂；建構(gòu)主義；應(yīng)用能力培養(yǎng)

一、概述

《中國制造2025》報(bào)告指出：新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合，將給世界范圍內(nèi)的制造業(yè)帶來深刻變革；基于信息物理系統(tǒng)的智能工廠將成為未來制造的主要形式。電子技術(shù)是信息化和智能化的技術(shù)基礎(chǔ)，這對以《模擬電子技術(shù)》為代表的高校電子類課程提出了新的教學(xué)要求。

《模擬電子技術(shù)》（以下簡稱“模電”）是大多數(shù)工科類本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。其教學(xué)效果直接關(guān)系到學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)，也影響其系統(tǒng)思維、工程應(yīng)用、改進(jìn)創(chuàng)新等能力養(yǎng)成。從目前情況來看，各校模電課程都被認(rèn)為是比較困難的課程，其主要問題包括：第一，傳統(tǒng)課程教學(xué)設(shè)計(jì)理念與現(xiàn)代企業(yè)工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)常用方法有一定差距，學(xué)習(xí)效率較低、效果較差，缺乏有針對性的工程化訓(xùn)練。第二，傳統(tǒng)課程部分內(nèi)容遠(yuǎn)落后于技術(shù)發(fā)展，新技術(shù)、新方法、新器件在教學(xué)中的體現(xiàn)極少，與現(xiàn)代工程實(shí)踐脫節(jié)比較嚴(yán)重。第三，模電課程教學(xué)方法較單一，互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端等新型技術(shù)手段使用不多，很多理論概念抽象不易理解，學(xué)生易失去學(xué)習(xí)興趣等。

在多年的社會調(diào)研和學(xué)科競賽培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們考慮以電氣工程及其自動(dòng)化本科學(xué)生為教學(xué)對象，以翻轉(zhuǎn)課程、建構(gòu)主義等教學(xué)理論為基礎(chǔ)，圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理和整合，綜合使用仿真、制作、討論、探究等教學(xué)方法，大幅增加項(xiàng)目訓(xùn)練和工程應(yīng)用案例仿真、分析，努力提高課程教學(xué)質(zhì)量。

二、理論基礎(chǔ)

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）就是一種用于改善傳統(tǒng)教學(xué)的新型教學(xué)手法。它通過設(shè)計(jì)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在課前進(jìn)行必要預(yù)習(xí)，對教學(xué)內(nèi)容有大致了解。在課堂上教師通過引導(dǎo)和仲裁的方式開展討論式、探究式教學(xué)活動(dòng)，使得學(xué)生搞懂預(yù)習(xí)中沒有完全理解的內(nèi)容并將各部分知識融會貫通起來，最后通過課內(nèi)外練習(xí)鞏固知識［1］。

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，教師可依托建構(gòu)主義理論和項(xiàng)目式、探究式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)。

建構(gòu)主義理論認(rèn)為知識是一種動(dòng)態(tài)增加的過程。有效的學(xué)習(xí)過程需要通過已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對新信息進(jìn)行加工而建成的。教師充當(dāng)了知識建構(gòu)的引導(dǎo)者和幫助者，并對學(xué)習(xí)過程加以引導(dǎo).使之朝著有利于意義建構(gòu)的方向發(fā)展。

探究式教學(xué)，又稱發(fā)現(xiàn)法、研究法。其要求在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生自覺地、主動(dòng)地探索，掌握認(rèn)識和解決問題的方法和步驟，研究客觀事物的屬性，發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展的起因和事物內(nèi)部的聯(lián)系，從中找出規(guī)律，形成自己的概念［3］。

三、教學(xué)模式

（一）教學(xué)內(nèi)容選取

通過常年教學(xué)總結(jié)，模電并不是所有內(nèi)容都適合翻轉(zhuǎn)。一般說來，抽象及邏輯連續(xù)性較強(qiáng)的理論內(nèi)容不適合翻轉(zhuǎn)，比如半導(dǎo)體器件物理、三極管的小信號模型和分析等等，而應(yīng)用性較強(qiáng)、需要反復(fù)練習(xí)的能力訓(xùn)練內(nèi)容比較適合翻轉(zhuǎn)，比如分立半導(dǎo)體器件應(yīng)用、運(yùn)算放大器應(yīng)用電路、直流電源電路等等。因此我們將適合翻轉(zhuǎn)的內(nèi)容歸納如表1所示。

對于諸如后者這樣不適合翻轉(zhuǎn)的內(nèi)容，依然采用理論教學(xué)形式；而對于前者，我們對課程教學(xué)內(nèi)容、過程、方法、要求都按翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，大量引入項(xiàng)目化、探究式教學(xué)法改善教學(xué)。

表1 模電翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)內(nèi)容的選定

表2 改革前后數(shù)據(jù)對比

（二）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

要上好翻轉(zhuǎn)課程，必須從課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)來對課程組織和教學(xué)過程進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。

1.課前預(yù)習(xí)。課前需向?qū)W生布置預(yù)習(xí)內(nèi)容和作業(yè)，要求學(xué)生在預(yù)習(xí)中完成特定工作。具體內(nèi)容可以是閱讀一段專著內(nèi)容、看一段視頻、做一個(gè)電路、進(jìn)行一次仿真或者以上內(nèi)容的混合形式，預(yù)習(xí)時(shí)間控制在15-30分鐘內(nèi)（電路制作和仿真可適當(dāng)放寬），完成工作后學(xué)生在思考的同時(shí)需回答一些預(yù)習(xí)題。預(yù)習(xí)題需要包含下次課程的核心概念或知識點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上有適當(dāng)拓展。教師可以利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺對學(xué)生提交作業(yè)情況進(jìn)行監(jiān)控，了解學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度。

2.課堂教學(xué)。在課堂中，教師圍繞事先確定的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)工程應(yīng)用情境，如同講故事一般吸引學(xué)生注意，隨后有意識地將學(xué)生引導(dǎo)到本次課程的教學(xué)重點(diǎn)上來，而這一重點(diǎn)內(nèi)容與學(xué)生預(yù)習(xí)內(nèi)容緊密關(guān)聯(lián)。在講授過程中，有預(yù)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生很容易與教師形成良性互動(dòng)，增進(jìn)對課程教學(xué)內(nèi)容的理解。必要時(shí)教師還可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排分組活動(dòng)以體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。教學(xué)時(shí)教師還需要注意控制課堂節(jié)奏，核心內(nèi)容集中講解，時(shí)間控制在10-15分鐘以便在學(xué)生注意力最集中時(shí)講解，提高教學(xué)效果；在緊張過后需要安排一些現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性內(nèi)容，采用探究式教學(xué)方式拓展學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)對課程的興趣。

3.課后作業(yè)。傳統(tǒng)課堂以布置計(jì)算分析題為主。在新模式下，課堂作業(yè)形式從傳統(tǒng)的習(xí)題（分析計(jì)算題）變?yōu)槎喾N形式的混合題，包括電路分析、仿真驗(yàn)證、方案設(shè)計(jì)、視頻觀看（寫后記）、資料搜集、實(shí)物制作、電路測試等等，部分作業(yè)允許學(xué)生以電子文檔形式完成。題目不宜多，但涉及深度和廣度可以適當(dāng)提高。同時(shí)在資料搜集和設(shè)計(jì)題中，教師安排一些討論課對部分作業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場交流，鼓勵(lì)有興趣有激情的學(xué)生脫穎而出。

（三）理論教學(xué)設(shè)計(jì)

在翻轉(zhuǎn)的同時(shí)，模電課程還有不少內(nèi)容是以理論教學(xué)形式完成，對于這部分課程也可以進(jìn)行一定的改革。本次改革主要采用理論、仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)合的形式，首先對理論內(nèi)容進(jìn)行分析，將部分與時(shí)代脫節(jié)明顯的內(nèi)容作簡化處理，然后把部分理論課程安排到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，邊講解邊實(shí)踐，同時(shí)直觀的動(dòng)手實(shí)踐加深學(xué)生對理論概念的掌握。借助慕課平臺，把一部分核心知識點(diǎn)講課拍成3-5分鐘的微視頻放到網(wǎng)絡(luò)上，便于那些上課時(shí)沒有聽懂的學(xué)生反復(fù)收看。同時(shí)開展微信學(xué)習(xí)，為學(xué)生推薦若干個(gè)優(yōu)秀的微信公眾號，要求學(xué)生經(jīng)常查看，部分課程也可以針對微信推送內(nèi)容作深入講解，這種理論結(jié)合實(shí)際、深入淺出的教學(xué)方法深受學(xué)生歡迎。

（四）課外教學(xué)

現(xiàn)在學(xué)生的課外活動(dòng)較多，學(xué)習(xí)時(shí)間比較破碎，很有必要在學(xué)習(xí)中將微信公眾號與課程教學(xué)結(jié)合起來，或自建或依托業(yè)內(nèi)知名微信公眾號，向?qū)W生傳達(dá)來自工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)一線的信息。學(xué)生可以根據(jù)自己情況合理分配時(shí)間，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的最優(yōu)化。學(xué)校、分院和教研室也可以適當(dāng)組織一些學(xué)科競賽或者科技制作活動(dòng)，以便于學(xué)生能將學(xué)到的知識及時(shí)運(yùn)用和表現(xiàn)出來，提高學(xué)生對課程的興趣。

四、課程考核

通過社會調(diào)研和學(xué)生調(diào)研，傳統(tǒng)教學(xué)中單一的閉卷筆試方案很難體現(xiàn)學(xué)生在模電學(xué)習(xí)過程中的綜合表現(xiàn)，尤其是對實(shí)際電路的分析、調(diào)試能力評價(jià)效果較差。因此有必要對傳統(tǒng)單一的閉卷筆試方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，減少其考試時(shí)間，以基礎(chǔ)概念為主，分析為輔設(shè)置筆試考題；另外增加基于仿真環(huán)境下的設(shè)計(jì)能力考試（開卷或半開卷形式），以現(xiàn)場設(shè)計(jì)、調(diào)試、測量形式體現(xiàn)學(xué)生在模電技術(shù)方面的應(yīng)用水平，兩者比例以5：5為宜。

五、效果對比

通過兩年3輪次的教學(xué)實(shí)踐，我們認(rèn)為這種混合了項(xiàng)目制作、仿真設(shè)計(jì)、翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式取得了良好效果（如表2所示）。

六、結(jié)束語

從教學(xué)實(shí)踐結(jié)果可知，采用翻轉(zhuǎn)課堂之后，學(xué)生課外學(xué)習(xí)時(shí)間有所增加，課內(nèi)教學(xué)效果和教學(xué)滿意度均得到提升，部分學(xué)生的求知欲和探索欲在一定程度上也被激發(fā)出來，這樣的改革總的來說還是比較成功的。但在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過程中還暴露出幾個(gè)問題，比如班級成績分布有拉大的趨勢，即中上層次學(xué)生成績更高，而落后的學(xué)生成績更差；教師教學(xué)準(zhǔn)備壓力較重，特別是視頻錄制和制作壓力較大；學(xué)生的應(yīng)用能力有明顯提升，但其理論知識基礎(chǔ)沒有明顯改善等。這些問題需要在未來的教學(xué)中加以重視和改進(jìn)。

［1］于歆杰.以學(xué)生為中心的教與學(xué)——利用慕課資源實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐［M］.北京：高等教育出版社，2015：5-7.

［2］周群，賈紹芝，夏建剛.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程柔性化教學(xué)模式探討［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2005（1）.

［3］胡立.建構(gòu)主義理論下的數(shù)字化大學(xué)英語教學(xué)研究：以拋錨式教學(xué)模式為例［J］.湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)（人文社會科學(xué)版），2015（1）.

In many engineering majors，"analog electronic technology"is one of the representative electronic technology courses.However，due to many reasons，the teaching effect of this course is not ideal.So the author introduces the teaching mode of flipped classroom into the class teaching of this course and makes analysis of the teaching content.According to the requirements of the flipped classroom，the author replans three teaching links of preclass preparation，in-class teaching and after class guidance by the methods of project teaching，cooperative teaching，inquiry teaching and provides suggestions to improve the homework and course assessment.Through the teaching practice，it is proved that this reform has certain effect on improving students' ability to analyze and design the circuit and their satisfaction degree to the course.

analog electronic technology；flipped classroom；constructivism；application ability cultivation

G642

A

2096-000X（2016）20-0149-02

丁嘉（1981，02-），男，漢族，浙江寧波人，碩士，講師，實(shí)驗(yàn)中心副主任，研究方向：信號檢測與處理技術(shù)。