電子技術(shù)課程混合式教學(xué)改革與實踐

王玲，閆俊萍，張浩，黃笑，李世欣

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，河南 鄭州 450002)

混合式教學(xué)是充分利用線上教學(xué)資源，通過課前教師導(dǎo)學(xué)、學(xué)生自學(xué)和反饋疑惑；課中翻轉(zhuǎn)教學(xué)，師生互動、生生互動，重難點答疑；課后學(xué)生總結(jié)回顧，教師反思迭代，持續(xù)優(yōu)化課程教學(xué)設(shè)計，不斷提高教學(xué)效果的模式。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，高等教育的MOOC資源日益豐富[1]，特別是近兩年來，新冠肺炎疫情常態(tài)化防控狀態(tài)下，大多數(shù)教師都建立了課程專屬的SPOC資源，這為混合式教學(xué)的開展奠定了基礎(chǔ)。通過持續(xù)優(yōu)化“以學(xué)生為中心”的課程教學(xué)設(shè)計，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性，逐漸提高課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，實現(xiàn)課程育人的目標(biāo)。

1 電子技術(shù)課程的培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)中存在的問題

電子技術(shù)課程是高等院校農(nóng)業(yè)工程學(xué)科的基礎(chǔ)核心課程，著眼于課程的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和先進性。課程培養(yǎng)目標(biāo)主要包括四個方面，知識目標(biāo)是熟練掌握電子器件基礎(chǔ)知識，運用電路基本原理進行電子設(shè)備的綜合分析與設(shè)計，為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的開展奠定堅實基礎(chǔ)；能力目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生解決實際問題的能力，并具備一定的科研和創(chuàng)新能力；素質(zhì)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作意識和創(chuàng)新意識，提高溝通表達能力和專業(yè)思維能力；育人目標(biāo)是樹立正確的人生觀和價值觀，培養(yǎng)學(xué)生的“三農(nóng)”情懷和大國工匠精神。

電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容較多，包含模擬電子線路和數(shù)字電子線路兩大模塊。但是課程理論學(xué)時40學(xué)時，實驗學(xué)時8學(xué)時，課程講解內(nèi)容的系統(tǒng)性不強，擴展度不夠，學(xué)生對一些知識難點的掌握也不牢固。動手做實驗的內(nèi)容有限，在培養(yǎng)新型工程技術(shù)人才方面存在明顯不足。課程教學(xué)改革要解決的重點問題有以下三個方面。一是課程知識點需要與思政元素有機融合，實現(xiàn)立德樹人的根本目標(biāo)；二是課程教學(xué)內(nèi)容要與時俱進，緊跟學(xué)科專業(yè)發(fā)展前沿；三是要建設(shè)開放實驗訓(xùn)練項目，實現(xiàn)學(xué)生的精準(zhǔn)培育，拓寬專業(yè)知識面。

為全面提高課程的教學(xué)效果，電子技術(shù)課程教學(xué)團隊成員積極開展混合式教學(xué)的實踐與創(chuàng)新，積累了大量的線上線下學(xué)習(xí)資源，并進行了課程教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)，改革了教學(xué)模式和教學(xué)方法。在課程的教學(xué)思路上，以電路分析和設(shè)計為主線，從基本的模擬電路和數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識出發(fā)，通過理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)的有機結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的電路分析和綜合設(shè)計能力，突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鍛煉學(xué)生工程設(shè)計能力。

2 混合式教學(xué)模式實施情況

混合式教學(xué)模式不是傳統(tǒng)線下教學(xué)和線上教學(xué)的簡單疊加，而是各種教學(xué)方式方法的深層次融合[2]?；旌鲜浇虒W(xué)也是信息技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合，教師在課前通過慕課堂、學(xué)習(xí)通等發(fā)布導(dǎo)學(xué)單，布置相關(guān)知識點，引導(dǎo)學(xué)生提前預(yù)習(xí)[3]。再通過課堂討論、作業(yè)互評、課堂考核，變知識的單向傳輸為多向傳輸，通過師生互動、生生互動，共同提高學(xué)習(xí)效果。為更好地開展混合式教學(xué)，電子技術(shù)課程組成員建設(shè)了大量的課程資源，重構(gòu)了課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，創(chuàng)新了教學(xué)模式和教學(xué)方法，優(yōu)化了課程考核形式。

2.1 課程教學(xué)資源建設(shè)

線下教學(xué)涵蓋完備的導(dǎo)學(xué)單、教案、試題庫、實驗指導(dǎo)書、思政素材庫等資源；線上教學(xué)針對課程重、難點較多的問題，結(jié)合學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需求，建立了一套完善的線上教學(xué)資源體系，包括章節(jié)單個知識點微課、單元總結(jié)微課、重難點微課、習(xí)題講解微課，串珠成線，實現(xiàn)知識點的全覆蓋和系統(tǒng)化。電子技術(shù)在線開放課程在慕課平臺已運行7個學(xué)期，上線微課視頻76個，其中章節(jié)知識點微課48個，內(nèi)容總結(jié)微課8個，重難知識點講解微課20個，每章節(jié)均提供了課程思政素材和章節(jié)內(nèi)容測試。

2.2 課程教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)

實現(xiàn)了微課的設(shè)計模塊化，增強了學(xué)生的知識接受度，降低了學(xué)生的知識學(xué)習(xí)難度；章節(jié)內(nèi)容總結(jié)實現(xiàn)知識的系統(tǒng)化，通過重難點知識講解實現(xiàn)理論知識的全覆蓋。教學(xué)內(nèi)容結(jié)合學(xué)生專業(yè)，融入實際工程案例，如智能農(nóng)機裝備、智慧農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)機器人等；教學(xué)內(nèi)容融入思政元素，如家國情懷、“三農(nóng)”使命、社會責(zé)任、“三觀”教育和科學(xué)素養(yǎng)等。

2.3 課程教學(xué)模式改革

構(gòu)建了“一主多輔”的全方位多視角教學(xué)模式，課程采用課堂教學(xué)為主，實踐教學(xué)和虛擬仿真教學(xué)為輔的教學(xué)模式?；诙喾N信息化教學(xué)手段，實現(xiàn)課堂教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂、虛擬仿真教學(xué)和實踐教學(xué)的有機結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和活躍度，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。融合新工科和新農(nóng)科的教學(xué)理念，注重學(xué)生實踐能力培養(yǎng)，培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)懂農(nóng)的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才，鼓勵學(xué)生參加社會調(diào)研活動和各類創(chuàng)新、創(chuàng)意類學(xué)科競賽，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“三農(nóng)”問題。實現(xiàn)了“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變，由線下教學(xué)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐曰旌鲜浇虒W(xué)為主，由“PPT演示+板書”轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N教學(xué)方式有機結(jié)合的教學(xué)形式，以期末考試為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐赃^程性考核為主(如慕課堂課前測、SPOC章節(jié)測、電子創(chuàng)新作品)的教學(xué)形態(tài)變革。

2.4 課程教學(xué)方法創(chuàng)優(yōu)

本課程教學(xué)中融合了多種教學(xué)方法，以提升教學(xué)效果。采用團隊列名法、拼圖法[4]、項目式[5]、啟發(fā)式[6]和反饋式[7]等以學(xué)生為中心的教學(xué)法，加強生生互動、師生互動，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生關(guān)注日常生活中的電子技術(shù)應(yīng)用場景，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得感，通過創(chuàng)新思維訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的高階創(chuàng)新能力。

2.4.1 采用小組討論與辯論法 采用自由結(jié)組，小組人數(shù)一般為3-5人，通過小組成員間的互相研討，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，集中向教師反映學(xué)習(xí)難點和感興趣的學(xué)習(xí)內(nèi)容；任課教師采取團隊列名法，了解和檢查各小組的學(xué)習(xí)情況。學(xué)習(xí)興趣小組通過在課程學(xué)習(xí)中的磨合，營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍，更容易激發(fā)出創(chuàng)新靈感，為后續(xù)參加學(xué)科類競賽奠定知識和團隊基礎(chǔ)。

2.4.2 采用拼圖法 各學(xué)習(xí)小組派代表和老師一起討論作業(yè)的解題思路、解題方法以及最終的正確答案，由各組代表批改作業(yè)，并與其他組員討論作業(yè)的思路及方法，最后，各個代表再將各組的共性問題反饋給老師，經(jīng)老師匯總、歸納后，有針對性地進行重、難點作業(yè)的講解。拼圖法不僅提高了批改作業(yè)的效率，更體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，增強了學(xué)生對作業(yè)甚至課程的理解和參與感。

2.4.3 理論教學(xué)與虛擬仿真教學(xué)相結(jié)合 采用Multisim，Spark、EWB等虛擬仿真軟件進行仿真教學(xué)，對難以理解的知識點進行直觀演示，變抽象為具象；或者教師根據(jù)真實實驗場景搭建虛擬仿真實驗，讓學(xué)生提前熟悉實驗環(huán)境和實驗內(nèi)容，或者創(chuàng)設(shè)實驗的應(yīng)用場景，為學(xué)生擴展思路。在微課教學(xué)中，也可調(diào)用虛擬場景，讓學(xué)生對具體運用有所了解。

2.4.4 建設(shè)“課前三分鐘” 學(xué)習(xí)小組通過團隊列名法，選舉學(xué)生代表進行“課前三分鐘”的講解，采用課程思政、重難點習(xí)題講解、知識擴展、創(chuàng)新作品分享等形式開展“課前三分鐘”活動，提高學(xué)生的參與度和課堂活躍度，鍛煉學(xué)生的文獻查閱能力，語言表達和組織能力，提升學(xué)生的專業(yè)思維水平和實踐能力。

2.4.5 與建設(shè)課程思政相結(jié)合 結(jié)合電子器件的發(fā)展歷程，弘揚勇于探索的科學(xué)精神；結(jié)合“中國芯”的熱點問題，集成電路的光刻機精度問題，中興、華為事件等，激發(fā)學(xué)生科學(xué)報國的情懷，增強學(xué)生的工程倫理意識；結(jié)合智慧農(nóng)業(yè)、無人農(nóng)場、智能農(nóng)機裝備、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展，引發(fā)學(xué)生的“三農(nóng)”情懷；結(jié)合中國智造、大國重器和國家杰出工程師的先進事跡，激發(fā)學(xué)生的大國工匠精神。

2.5 課程成績評定方式

課程采用以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的“過程性評價+期末考試評價”的多元評價方法。課程成績采用百分制，由平時成績和考試成績兩大部分組成，具體考核方式及成績比例如下：(1)平時成績占50%，其中在線慕課堂測驗成績占10%、SPOC單元測試占10%、實驗占10%、創(chuàng)新作品設(shè)計及展示占20%。(2)考試成績占50%，期中考試成績占10%，期末考試成績占40%。

3 課程教學(xué)改革實施效果

電子技術(shù)課程是河南農(nóng)業(yè)大學(xué)首批精品課程，2019年獲批校級核心示范課，2020年獲批河南省一流本科課程和校級精品在線開放課程。課程組教師經(jīng)過多年的實踐，完善了課程質(zhì)量保障和監(jiān)控管理體系，重視教育載體建設(shè)，以學(xué)生為中心，開展混合式教學(xué)改革。

3.1 構(gòu)建了“以學(xué)生為中心”的課前-課中-課后全過程閉環(huán)質(zhì)量保障體系

課前采用基于“課前三分鐘”的多元化教學(xué)活動，提高學(xué)生的團隊合作學(xué)習(xí)能力；課中采用啟發(fā)式教學(xué)法和反饋式教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中和工程實際應(yīng)用中的電子技術(shù)知識，提高學(xué)生的個性化和自主探究學(xué)習(xí)能力；課后采用基于過程性評價的多樣化教學(xué)評價反饋機制，根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、課堂測試和作業(yè)等環(huán)節(jié)實現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的實時監(jiān)督，以反饋課堂教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)的持續(xù)改進。

3.2 重視教育載體建設(shè)，為學(xué)生提供多渠道學(xué)習(xí)資源

課程形成了課堂教學(xué)、實踐教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)在線開放課程教學(xué)和虛擬仿真實驗教學(xué)相結(jié)合的混合教育載體的教學(xué)特色。在課程教學(xué)過程中，不僅進行傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，同時結(jié)合信息教學(xué)成果，實現(xiàn)混合式教學(xué)，采用翻轉(zhuǎn)課堂、實踐教學(xué)和專題教學(xué)結(jié)合的教學(xué)方式，通過線下課堂和線上在線開放課程教育載體實現(xiàn)學(xué)生工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.3 利用在線開放課程實現(xiàn)學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控和管理

在考評過程中，利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的優(yōu)勢，強化對學(xué)生學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)完成情況的實時監(jiān)控和管理，同時在考評體系中充分考慮課程建設(shè)的特色，把平時學(xué)習(xí)放到線上進行監(jiān)控和管理，這樣更容易對學(xué)生的真實學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果進行考查。

4 結(jié)語

混合式教學(xué)實踐也取得了一系列成效。學(xué)生平均成績顯著提高，相比于傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生的整體成績有了較大的提升，如：農(nóng)機專業(yè)的及格率達到89.2%，與上一學(xué)年相比，提高了14.8%，成績高于90分的學(xué)生比例提高了10.9%。電子技術(shù)課程教學(xué)受到了同行教師和領(lǐng)導(dǎo)的認可，課程團隊成員被多次邀請在優(yōu)秀教師教學(xué)觀摩課上擔(dān)任主講，同行教師普遍反映“課堂整體氛圍非?；钴S，師生互動性強”。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成績突出，學(xué)生們通過電子技術(shù)課程的理論知識學(xué)習(xí)和創(chuàng)新作品設(shè)計，具有了開發(fā)智能作品的基礎(chǔ)，學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽的成績明顯提高。跟蹤顯示，學(xué)生在考取研究生時，報考學(xué)校和選擇研究方向也有了更大的選擇余地。

課程是教學(xué)改革的主要載體，課堂教學(xué)是主戰(zhàn)場。提高本科教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵是要落實在課堂教學(xué)上，堅持以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性。借助多媒體信息技術(shù)工具，實現(xiàn)混合式教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的理論知識自主探究式學(xué)習(xí)能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新意識。電子技術(shù)的混合式教學(xué)改革為農(nóng)業(yè)工程學(xué)科各專業(yè)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，在今后的教學(xué)中，課程組將在與專業(yè)課程接軌、課程思政建設(shè)、學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等方面加大改革和建設(shè)力度，對創(chuàng)新作品制作和“課前三分鐘”等特色教學(xué)方法進行持續(xù)改進，培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力和“家國”“三農(nóng)”情懷，以服務(wù)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)。