“線上線下混合式”教學(xué)模式的探討
——以《數(shù)字電子技術(shù)》課程為例

張曉紅 趙顯紅 曹磊 李勁偉

（河南科技大學(xué)電氣工程學(xué)院 河南 洛陽 471003）

《數(shù)字電子技術(shù)》是電氣、電子信息類及相關(guān)專業(yè)在電子技術(shù)方面的技術(shù)基礎(chǔ)課，是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。本課程探索了新形勢下如何結(jié)合線上、線下混合課程，改革教學(xué)方法，將理論教學(xué)和實(shí)踐動手能力相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

2020年3 月，由于新冠疫情的影響，國內(nèi)所有大學(xué)不能如期開學(xué)［1］，按照教育部的“停課不停學(xué)、停課不停教”［2］和“確保‘線上—線下同質(zhì)’”的要求，各高校充分運(yùn)用各種信息化手段，將教學(xué)形式調(diào)整為線上教學(xué)。筆者學(xué)校的《數(shù)字電子技術(shù)》課程從2009年開始創(chuàng)建在線課程，早期屬自建網(wǎng)站，現(xiàn)在是利用超星（學(xué)習(xí)通）平臺，使得課程的建設(shè)得到進(jìn)一步的完善和優(yōu)化。該課程在2020年入選河南省線上、線下混合式一流本科課程，目前課程處于建設(shè)及完善過程中。本文首先分析了當(dāng)前線上、線下教學(xué)模式的特點(diǎn)及存在的問題，同時，結(jié)合本課程在“線上線下混合式”教學(xué)中的實(shí)際案例，對教學(xué)模式進(jìn)行了思考和探索，建立起“課前提出問題，學(xué)生線上學(xué)習(xí)；課堂講授知識，答疑釋惑；課下進(jìn)行復(fù)習(xí)。同時，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，搭接線路，實(shí)物測試并實(shí)現(xiàn)功能”“線下線上混合式，理論實(shí)踐創(chuàng)新相統(tǒng)一”的人才培養(yǎng)模式，以期為該類課程的教學(xué)模式改革提供借鑒［3］。

1 線上、線下教學(xué)模式分析

1.1 線下教學(xué)模式特點(diǎn)

傳統(tǒng)線下教學(xué)模式面對面授課，及時和學(xué)生溝通交流、提問。對于實(shí)踐性強(qiáng)的課程，現(xiàn)場仿真演示或者搭建簡單電路，實(shí)現(xiàn)功能，效果比較直觀。但同時教學(xué)手段過于單一，課堂上以教師講授為主，理論講授幾乎貫穿整個教學(xué)過程的教學(xué)模式，學(xué)習(xí)氣氛通常比較沉悶、枯燥，學(xué)生沒有新鮮感，很難與教師間交流和互動［4］。另外，師生都不夠重視課程的教學(xué)過程評價，教師大多以最后的一次考核結(jié)果作為最終的成績，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動性。

1.2 線上教學(xué)模式特點(diǎn)及存在的問題

開展線上教學(xué)模式，教學(xué)過程由“教”為中心轉(zhuǎn)向“學(xué)”為中心，教學(xué)形式由單一課堂授課轉(zhuǎn)向借助多種教學(xué)資源的學(xué)習(xí)形式。通過在線課程，更多的師生可以接觸到優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，聆聽全國名校名師的課，接觸到前沿的知識體系。學(xué)生還可以根據(jù)自己的需求、個人喜好等選擇不同教師的線上課程，同時，不受時間和地域的限制，可以反復(fù)觀看，便于知識的理解和鞏固。在線學(xué)習(xí)使得學(xué)生對老師的依賴性降低，調(diào)動了自我學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考的能力。同時，在線交流也尤為方便，教師可提供在線答疑，學(xué)生集思廣益，開闊視野，拓寬知識結(jié)構(gòu)，獲得解決問題的方法。

2020年上半年，疫情期間，經(jīng)過一學(xué)期的線上教學(xué)，發(fā)現(xiàn)其中仍然存在很多問題與不足。首先是教學(xué)平臺方面。由于3月開學(xué)時間比較集中，周一上課時，用戶過多，有些平臺幾乎癱瘓，第一周最為明顯，后期，雖然各平臺也進(jìn)行改進(jìn)，但都仍存在卡頓、延遲和掉線的現(xiàn)象。為了保證能正常授課，任課教師在各平臺間頻繁切換，給教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都帶來了不少麻煩，嚴(yán)重影響線上課程的教學(xué)效果。當(dāng)然，隨著各平臺的改進(jìn)，目前以上缺陷已基本得到解決。疫情突如其來，師生們都沒有充足的準(zhǔn)備，教師的授課條件會有一些受限，如授課電腦條件、網(wǎng)絡(luò)條件等。最主要的一點(diǎn)是，《數(shù)字電子技術(shù)》課程有大量的公式、原理圖等，本來在線下課堂上能方便地講述和推導(dǎo)，而如今僅用PPT很難達(dá)到授課效果。后期，隨著在線授課的深入，我們也配上了手寫板等教學(xué)工具，方便了畫圖和公式的推導(dǎo)。但是，由于學(xué)生沒有紙質(zhì)教材，影響了預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的效果。在網(wǎng)絡(luò)授課的過程中，教師與學(xué)生的互動存在很大困難，隔著屏幕提出問題，只能通過小窗口看到少數(shù)的回答，很難真正把握學(xué)生對知識的掌握情況，屏幕另一側(cè)的學(xué)生是否認(rèn)真學(xué)習(xí)、是否有自制力，這些都無法掌握。而且《數(shù)字電子技術(shù)》是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，即使我們加入很多仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，但終究達(dá)不到實(shí)際動手的效果。

2 線上、線下混合式教學(xué)

2.1 擴(kuò)充線上課程資源

為適應(yīng)在線學(xué)習(xí)這種特殊的學(xué)習(xí)方式，對《數(shù)字電子技術(shù)》線上資源進(jìn)行補(bǔ)充，除課程簡介、課程大綱、考核方式等基本內(nèi)容外，還增加了專題講座、參考資料、實(shí)踐教學(xué)等內(nèi)容。根據(jù)課程內(nèi)容，將教學(xué)過程設(shè)置為模塊化結(jié)構(gòu)，每一模塊圍繞一個核心內(nèi)容或知識點(diǎn)，由教學(xué)視頻、電子教案、教學(xué)PPT 等組成，輔之以單元測試，便于學(xué)生集中學(xué)習(xí)、理解知識點(diǎn)內(nèi)容。每一章節(jié)由若干模塊組成，給出重點(diǎn)、難點(diǎn)說明、作業(yè)練習(xí)等。專題講座收錄一些國內(nèi)名師的會議視頻及PPT 講義，給學(xué)生提供前沿的知識、理念和教改信息。實(shí)踐教學(xué)方面增加了實(shí)驗(yàn)、電子設(shè)計(jì)大賽等內(nèi)容［5］。另外，應(yīng)用一些芯片、器件，分析設(shè)計(jì)原理圖，也錄制了簡單的視頻，方便學(xué)生學(xué)習(xí)。

2.2 線上、線下混合式課程教學(xué)

混合式的教學(xué)模式學(xué)習(xí)分為課前、課堂和課后，由師生共同完成。課前，教師借助雨課堂等教學(xué)工具，向?qū)W生發(fā)送預(yù)習(xí)PPT課件，強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)時注意事項(xiàng)，提出問題，待學(xué)生預(yù)習(xí)后回答。課堂上，教師檢測學(xué)生預(yù)習(xí)情況，講述難點(diǎn)重點(diǎn)，解答學(xué)生問題。課后，學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，適當(dāng)練習(xí)測試。

課前和課后的學(xué)習(xí)利用線上資源完成，包括觀看教學(xué)視頻、線上線下討論答疑、課后測試、完成作業(yè)等。課程學(xué)習(xí)活動中，教師要充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生合理利用課程資源，利用“課前—課堂—課后”3個環(huán)節(jié)，有機(jī)結(jié)合成“線上—線下”教學(xué)整體［6］，完成線上和線下學(xué)習(xí)活動。

3 后疫情時代“線上線下混合式”教學(xué)設(shè)計(jì)案例

由于疫情期間線上教學(xué)出現(xiàn)的問題與不足，在疫情結(jié)束后，2020年的秋季學(xué)期選擇“線上線下混合式教學(xué)”的教學(xué)模式。下面以圖1為例，以材物18班作為試點(diǎn)班級，針對課程的特點(diǎn)，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

圖1 課程教學(xué)總體設(shè)計(jì)模型

課前：教師首先進(jìn)行選題，題目既要結(jié)合課程理論知識的教學(xué)，又具有一定的趣味性和實(shí)踐性。恰當(dāng)?shù)倪x題可以讓不同程度的學(xué)生經(jīng)過努力能完成設(shè)計(jì)任務(wù)，使學(xué)生通過綜合運(yùn)用所學(xué)知識，開展電路的設(shè)計(jì)、仿真及安裝調(diào)試實(shí)驗(yàn)，在鞏固知識、提高技能等方面有所收獲，給學(xué)生留下很大的發(fā)揮空間，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生帶著問題來上課，學(xué)習(xí)興趣有效提高，聽課和討論積極主動，如利用555 定時器設(shè)計(jì)洗相曝光電路。

布置預(yù)習(xí)任務(wù)，利用555 定時器設(shè)計(jì)洗相曝光電路。問題：洗相曝光電路的原理是什么？555 定時器的工作原理是什么？兩者的關(guān)聯(lián)是什么？要求：預(yù)習(xí)555 定時器。具體措施：要求學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)通觀看相關(guān)的學(xué)習(xí)視頻，并通過雨課堂，向?qū)W生發(fā)送預(yù)習(xí)課件，設(shè)置相應(yīng)的題目，測試學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。共有31名學(xué)生參與學(xué)習(xí)，其中，全部學(xué)生觀看了教學(xué)視頻和預(yù)習(xí)課件，并完成預(yù)習(xí)測試，正確率達(dá)90%。

課堂：教師線下多媒體教室授課。首先，口頭提問：555 定時器的工作原理是什么？生活中洗相曝光的特點(diǎn)是什么？進(jìn)行雨課堂測試：選擇題和判斷題，限時完成。隨后，教師授課，講述555 定時器工作原理，利用555 定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，洗相曝光電路要求每一次曝光的時間是固定不變的。

學(xué)生討論設(shè)計(jì)方案。將學(xué)生分成6 組進(jìn)行討論。在學(xué)生討論過程中，教師進(jìn)行簡單的指導(dǎo)。各組討論后，由各組推舉的代表匯報(bào)本組的討論方案。教師對各方案進(jìn)行點(diǎn)評，并確定一套可行的原理方案。

總結(jié)點(diǎn)撥。因題目要求曝光時間固定，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)是：在給出觸發(fā)信號后，輸出具有固定寬度的矩形波，此處的固定寬度就可以用作曝光時間。具體電路如圖2所示。

圖2 555 定時器構(gòu)成的洗相曝光電路

按壓開關(guān)S（后較快松開），L1燈滅，L2燈亮，L2燈亮的時間即為曝光時間（tW）：

課后：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?？衫肕ultisim 仿真軟件，在電腦上完成；也可在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)接線，驗(yàn)證555定時器的工作原理，并構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用示波器觀察實(shí)驗(yàn)波形。實(shí)踐創(chuàng)新，用面板進(jìn)行實(shí)物插接線，完成洗相曝光電路的設(shè)計(jì)。

總結(jié)。要求學(xué)生完成一篇小論文，敘述工作原理、設(shè)計(jì)思路，同時，進(jìn)行舉一反三擴(kuò)展，能否用555 定時器實(shí)現(xiàn)人體脈搏的檢測，并顯示測量結(jié)果。

4 線上、線下混合式教學(xué)成效

由于線上課程僅對校內(nèi)學(xué)生開放，從2018年1月到2021年7月，參與學(xué)生達(dá)到2200 人。通過對3年間的期末考試成績情況分析，可以看出，前兩年的最終成績多以末考試卷為主，雖然學(xué)生參與線上課程的學(xué)習(xí)，但學(xué)習(xí)情況并不參與過程性評價，因此整體學(xué)習(xí)效果并不理想。

2020年秋季開始，采用線上、線下混合式教學(xué)，最終的成績評價包括過程性考核和終結(jié)性考核兩部分。其中，過程性考核占40%，內(nèi)容包括學(xué)生對于教學(xué)平臺課程的訪問情況、視頻收看時間、作業(yè)完成質(zhì)量、單元測試成績、課堂教學(xué)活動參與情況等，學(xué)習(xí)評價貫穿整個學(xué)習(xí)過程，教師實(shí)時收集并分析學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，判斷學(xué)生掌握課程知識點(diǎn)和技能情況，為評價學(xué)生學(xué)習(xí)提供依據(jù)。終結(jié)性考核占60%，由期末考試成績決定。基于這種評價結(jié)構(gòu)，學(xué)生注重了平時的學(xué)習(xí)和積累，期末考試也取得了明顯的進(jìn)步，圖3 是3年間學(xué)生末考的成績分布情況。

圖3 學(xué)生成績分布情況

線上、線下混合式的教學(xué)模式［7］得到了學(xué)生的認(rèn)可。通過課程網(wǎng)站，使可獲得許多課堂中無法獲取的知識和信息，方便課程的學(xué)習(xí)。同時，在線下授課中，多媒體課件中增加了許多工程實(shí)例，使課堂內(nèi)容更豐富，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣。在實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)，以《電子技術(shù)課程》設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)動手能力和工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練，真正實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合。

5 結(jié)語

目前，全球疫情形勢依然嚴(yán)峻，國內(nèi)隨時面臨疫情風(fēng)險，抗疫成了近兩年的熱門話題。疫情防控進(jìn)入常態(tài)化階段，線上教學(xué)必將是今后教學(xué)改革的一個重要方向。需要進(jìn)一步對線上資源進(jìn)行優(yōu)化，充分利用線上、線下混合教學(xué)優(yōu)勢，為學(xué)生提供更適合的學(xué)習(xí)方式，在學(xué)生學(xué)習(xí)能力提高的同時，改進(jìn)教師的教學(xué)質(zhì)量，得到更好的教學(xué)效果。