模擬電子技術混合式教學的探索與實踐

李香宇　胡昊　劉曉娣　張靜

［摘 要］針對教育部“停課不停教、停課不停學”的倡議，模擬電子技術課程開展了線上線下混合式教學，以“任務驅(qū)動—在線自學—精講研討—鞏固拓展”四元化教學組織形式促進線上、線下教學效果達到“實質(zhì)等效”。實踐表明，混合式教學使學生的自主學習能力、查找資料能力、深度思考能力、觀點獨立表達能力等都得到了全面的提升，取得了很好的教學效果。

［關鍵詞］混合式教學；模擬電子技術；線下實驗

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）09-0135-03

一、課程教學現(xiàn)狀

（一）地位和特點

模擬電子技術課程是高等教育電子信息類專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎課。本門課程的學習可以使學生獲得模擬電子技術方面的基礎知識、基礎理論和基本技能，學生基本的電路分析能力、簡單電路系統(tǒng)的故障排除能力、集成電路的應用能力、基于EDA的電路仿真與設計能力、創(chuàng)新精神和工程意識均得到培養(yǎng)，學生的主動學習、自主學習與合作學習能力也得到提升。該課程的教學在人才培養(yǎng)方案中起著承上啟下的作用，是切實提高航空類和指揮類人才電子技術工程素養(yǎng)和實踐能力的必要環(huán)節(jié)。

該課程內(nèi)容有“三多一少”（概念多、符號多、原理多、實踐少）的特點，教師難教，學生難學，素有“魔鬼電路”和“模糊電路”之稱[1]。該課程兼具挑戰(zhàn)性和高階性特點；專業(yè)背景強，要結合工程性、應用性與實戰(zhàn)化需求實施教與學；工程實踐覆蓋面廣，實踐和工程思維培養(yǎng)貫穿教與學始終。這些都使課程常面臨老師不好教、學生不好學的尷尬境地。

（二）問題與機遇

2018年9月，教育部發(fā)布了《教育部關于加快建設高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》（新時代高教40條）[2]，指出要推動教學改革，以學生為中心，積極構建線上線下相結合的混合式教學模式。2020年2月4日，教育部出臺《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》[3]，提出“停課不停教、停課不停學”的要求。為順應當前教育教學改革趨勢，適應當前疫情防控形勢，2020年2月5日海軍航空大學提出“延返不延學、隔離不隔教”的教學倡議，同時對教師進行在線課程培訓和技術指導，為在線課程的開設提供技術支撐和政策保障。

另外，隨著科技的發(fā)展，信息化教學手段被廣泛運用于實際教學當中。多媒體技術已不可或缺，“互聯(lián)網(wǎng)+”廣泛融入，MOOC、SPOC、微課等資源日益豐富，線上學習方式多種多樣，電子設備、軟件平臺的輔助學習功能越發(fā)強大[4]。如果將移動互聯(lián)網(wǎng)和電子設備變?yōu)閷W習工具，更好地助力線上學習，可以提高學生的學習興趣和自主性，將獲得更好的教學效果。在這樣的背景和機遇下，模擬電子技術課程組開展了線上線下混合式教學。

二、教學資源準備

（一）了解學生學情，制訂教學方案

教師只有充分了解學生的基本情況，才能有針對性地制訂教學方案。模擬電子技術授課對象為大二學生，學習基礎好、求知欲強，前期學習了高等數(shù)學、大學物理、電路等先修課程，已經(jīng)基本具備學習本課程的知識基礎；課題組在智慧樹、釘釘、學習通、云視訊等平臺上開設了線上課程，已經(jīng)基本具備開設線上課程的網(wǎng)絡基礎；部分學生已進入電子設計俱樂部，具備開展模擬電子技術學習的基本能力和素質(zhì)。但部分學生缺乏必要的工程思維系統(tǒng)和工程技術意識，對半導體器件芯片和電子電路缺少感性認識，缺少實際操作經(jīng)驗和基本技能。

針對學生的基本情況，課題組多次開展調(diào)研調(diào)學、議教議訓和預先演練，最終以提高學生的綜合能力為目標，選擇了線上線下混合式教學模式：線上教學選用學堂在線MOOC模擬電子技術基礎（華成英）、騰訊會議、學習通相結合的方式開展，線下教學主要開展研討交流、基礎實驗、實踐操作等活動。

（二）重構知識體系，整合教學內(nèi)容

模擬電子技術課程以“為戰(zhàn)教戰(zhàn)”為導向，以相關專業(yè)人才培養(yǎng)方案為依據(jù)，重構模擬電子技術知識體系，整合課程教學內(nèi)容。課程組針對該課程內(nèi)容多、理論深、實踐性強、應用廣而學時少的特點，在對后續(xù)專業(yè)課程需求和部隊崗位要求進行深入調(diào)研的基礎上，著眼當前需要和未來發(fā)展，通過“一刪”“二減”“三增”，即刪除陳舊內(nèi)容，減少專業(yè)性很強的內(nèi)容、繁雜的公式推導，增加實踐性教學內(nèi)容、信息化教學內(nèi)容和軍事應用實例，科學處理 “基礎性與先進性”“理論性與實踐性”的關系，遵循高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度、實戰(zhàn)化的原則，構建以半導體材料、器件和電路為基礎，以模擬電路為研究對象，以基本概念、基本理論和基本分析方法為核心內(nèi)容，以航空電子裝備為背景和支撐，理論教學與實踐教學有機結合的課程內(nèi)容體系。

（三）邊學邊建邊調(diào)，補充完善資源

為了更好地滿足學生的學習需求，在教學過程中，教師要一邊充實課程內(nèi)容，一邊調(diào)整教學方式，一邊建設課程。學生在學習學堂在線的MOOC時，基本能夠掌握大部分課程的知識，但知識點之間是獨立的、碎片化的、孤立存在的，學生通過MOOC的學習很難將知識體系建立起來。此時，教師就要像用繩串珍珠項鏈一樣，幫助學生建立知識點之間的聯(lián)系，從而構建課程的知識體系。課題組教師先后錄制了648分鐘的微課視頻，作為MOOC的有效補充，對學生的學習起到了促進作用。

學生僅僅通過“MOOC+視頻”來學習還不夠，還要不斷通過做題來檢查知識的掌握程度；教師要課前發(fā)布預習題，課后發(fā)布作業(yè)題，并及時做好作業(yè)的批改和講解。因此，課題組教師補充完善了試題庫、試卷庫，開發(fā)了試題1022道。

三、教學流程設計

課程組教師以“任務驅(qū)動—在線自學—精講研討—鞏固拓展”的四元教學組織形式（見圖1）對知識點進行有效銜接，將課內(nèi)課外、校內(nèi)校外、網(wǎng)上網(wǎng)下教學資源有效整合，通過師生、生生之間的有效交互，促進線上、線下有效教學，達到線上、線下教學“實質(zhì)等效”的效果。

（一）任務驅(qū)動教學，設置教學目標

課程組教師通過學習通平臺發(fā)布本學期中每月、每周，甚至每天的學習計劃，包括教學目標、教學內(nèi)容、重難點、教學組織形式、教學安排等，讓學生對此有清晰了解。

傳統(tǒng)教學目標通常運用“了解、理解、熟悉、掌握”等詞語表達，過于籠統(tǒng)、難以衡量，學員面對大量的信息會產(chǎn)生極大的壓力，學習積極性受挫。在教學中，可根據(jù)布魯姆教育目標分類法，運用“識別、舉例、比較、區(qū)別、評論”等詞語，從認知領域的六個層面對每節(jié)課的教學目標進行合理設定，在課前自主學習時間告知學生，引導學生合理規(guī)劃學習過程，在自主學習中有的放矢。

（二）學生在線自學，測試預期效果

根據(jù)課程教學安排，對照高等教育出版社出版的《模擬電子技術》教材的相應章節(jié)，學生通過學堂在線平臺的模擬電子技術基礎（華成英）MOOC完成課前學習，同時學習教師課前推送的相關教學資源，對基本知識進行認知、理解，還要在學習通平臺上完成當堂課內(nèi)容的課前測試。通過查看學習通平臺上學生的完成率、正確率等數(shù)據(jù)，教師能夠掌握學生的學習情況、學習中存在的問題，然后對沒完成的學生單獨溝通、督促完成，對共性問題進行集體精講，對個性問題進行單獨輔導，從而達到預習課程的效果。

（三）課上精講研討，解決疑難問題

教師在課上應根據(jù)學生的認知規(guī)律，遵循從實際出發(fā)、由淺入深、循序漸進的原則，按照“案例—概念—電路—原理—方法”的思路精講重難點知識，解決課前遇到的疑難問題。教師可通過裝備案例引入提高學生學習興趣，通過動畫加強學生對概念的認知，通過Multisim仿真驗證加深學生對電路原理的理解，通過電路實物增強學生的感性認識，最后促使學生完全掌握知識點。教師在課上還應對任務點完成得好的學生給予表揚，對完成得不好的學生進行針對性提醒，督促學生按照學習進度學習。另外，可采用探討互動、彈幕互動、抽獎競答、頭腦風暴等多種教學方式，促使師生、生生有效交互溝通，實現(xiàn)有效的課堂教學。課程教學中采用Multisim電路仿真和實物實作項目如圖2所示。

（四）鞏固拓展知識，布置多樣化作業(yè)

教師要在課后布置多樣化的作業(yè)任務，如線上作業(yè)、自主討論、電路仿真、實物實作等，幫助學生鞏固、理解、拓展所學知識。另外，學完每一章后，教師要采用思維導圖、課堂筆記展示等方式總結所學內(nèi)容，幫助學生建立起知識點之間的聯(lián)系，梳理知識點之間的脈絡，最終使知識達到“一里寬一寸深”。

四、教學模式與方法

（一）協(xié)作式教學模式

教師圍繞學生開展教學活動，學生以小組為單位參與課程學習。將班級成員以3～5人編成一組，小組長發(fā)揮模范帶頭作用，小組內(nèi)所有成員共同努力、互幫互助，合作達成教學目標。教師在教學中還要融合多種教學模式，比如案例引入、師生互動、生生互動等，探究合作型學習。

（二）虛實結合方法

基于課程的工程實踐性特點，教師為學生提供Every Circuit電路模擬器、Multisim軟件兩種形式進行電路仿真，也可以結合課程內(nèi)容通過在線實驗教學平臺開展在線虛擬仿真，培養(yǎng)基于EDA的電路仿真與設計能力。為了讓學生深刻地理解理論知識，教師在課下還增加了實物實作項目，培養(yǎng)學生簡單電路系統(tǒng)的故障排除能力、集成電路的應用能力，以提升學生的主動學習、自主學習與合作學習能力。

（三）課內(nèi)外思政教育相結合

教師引入裝備案例，讓學生進行仿真實驗、動手實踐操作，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和工程意識。同時，結合課程內(nèi)容、重要事件、節(jié)假日等讓學生撰寫心得體會，比如中國半導體行業(yè)的 “愛恨情仇”、放大電路隨想、母親節(jié)合影等題材，從而構建“知識+技術+社會”一體化的思政教育理念，增強學生的使命感和榮譽感，使知識技能向情感價值自然遷移。

五、課程考核與改革成效

（一）多元化的過程性考核評價機制

課程組關注線上、線下學習全過程，同時注重課程效果的有效評估，推行課程考核模式改革。基于在線數(shù)據(jù)開展學員的日常管理，如將到課率、作業(yè)完成情況等信息及時反饋到班級，促進學員學習自覺性的養(yǎng)成?；谠诰€教學平臺，清晰把握每節(jié)課的測試成績、整體測試的正確率、每道題目的答案分布，以及學員個性化的學習活動、課程完成情況、章節(jié)學習次數(shù)、每日測試情況。在線下，將隨堂測試、課堂回答問題、交流研討、實驗實作等情況作為學習過程評價的依據(jù)，既關注班級整體情況，又聚焦學員個體的發(fā)展。

根據(jù)課程特點及教育教學改革的新要求，在原有的“筆試80%+平時表現(xiàn)20%（課堂表現(xiàn)、階段考查成績、課后作業(yè)等）”考核方式的基礎上進行改革，將學生的課上仿真實驗、硬件驗證性實驗以及課后開放性創(chuàng)新實驗等實操表現(xiàn)納入考核范疇，構建了一種“筆試60%+實驗實踐20%+平時表現(xiàn)20%（課前預習、課堂表現(xiàn)、階段考查成績、課后作業(yè)等）”的考核新方式，形成了多元化的過程性考核評價機制，突出了學生對理論知識的理解與深化的考核，提高了學生的理論應用能力與工程實踐能力。

（二）課程評價及改革成效

課程依托學堂在線、學習通等教學平臺開展線上線下混合式教學，先后開展問卷調(diào)查10余次，充分了解不同階段學生遇到的問題，并有效解決問題。據(jù)平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計，教師共發(fā)布任務點159次，學生共訪問章節(jié)8909次，任務點的完成率達到98%以上。通過結課后的學生問卷調(diào)查，了解到學生對課程教學的滿意度較高，說明主體教學質(zhì)量和教學過程全程可控。

改革成效主要體現(xiàn)在以下幾點：（1）通過開展自主學習和協(xié)作式學習，激發(fā)了學生的學習潛力，促進了學生的深度思考能力和團隊協(xié)作精神；（2）基于課程的工程實踐性，通過裝備案例引入、學員動手實踐和學生對產(chǎn)業(yè)動態(tài)的現(xiàn)狀分析，構建起 “知識+技術+社會”一體化的思政教育理念，激發(fā)了學生的愛國熱情和努力學習的意識，使模擬電子技術課程與思政課程同向同行；（3）學生綜合成績較往期學生的學習成績持平，但運用互聯(lián)網(wǎng)資源分析問題、收集資料和獨立表達觀點方面的能力強于往期學生，學生的綜合能力得到了進一步提升。

六、結語

軍校教師結合學校提出的“延返不延學、隔離不隔教”的教學倡議，實施了線上線下混合式教學改革，從改革結果看，學生的綜合能力得到了有效提升。但軍隊院校由于自身的特點，平時限制學生使用互聯(lián)網(wǎng)，那么如何突破現(xiàn)有的桎梏、更好地利用線上資源就成為教師要探索的難題，因此繼續(xù)開展線上線下混合式教學還有很長的路要走。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 周曉華，陳祖斌.CDIO理念創(chuàng)新“模擬電子技術”課程教學改革[J].電氣電子教學學報，2018（5）：47-51.

[2］ 楊丹，徐彬，閆欣. “新工科”背景下自動化專業(yè) “模擬電子技術”課程思政教學初探[J].工業(yè)和信息化教育，2020（5）：53-57.

[3］ 教育部應對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領導小組辦公室.關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見（教高廳〔2020〕2號）[EB/OL].（2020-02-05）[2020-10-25].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202002/t202002 05_418138.html.

[4] 趙琦，楊彥卓.基于混合式教學的電子電路課程體系設計與建設[J].教育現(xiàn)代化，2019（9）：169-173.

［責任編輯：鐘 嵐］