“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下軍?；旌鲜浇虒W(xué)模式的應(yīng)用實踐
——以電子技術(shù)類課程為例

彭丹，尹浩，朱善林

(1.海軍工程大學(xué) 電子工程學(xué)院，湖北 武漢； 2.海軍工程大學(xué) 動力工程學(xué)院，湖北 武漢)

一 問題的提出

“互聯(lián)網(wǎng)+”是指依托互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)的深度融合，以優(yōu)化行業(yè)要素、更新行業(yè)體系、重構(gòu)行業(yè)模式等途徑來完成行業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級[1]，它不僅對我們的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生了重大影響，同時也引發(fā)了高等教育領(lǐng)域的重大變革與創(chuàng)新。教育部多次提出要積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，加快推進(jìn)人才培養(yǎng)模式變革，重構(gòu)教育教學(xué)生態(tài)。海軍工程大學(xué)作為海軍重要的高等教育學(xué)府，一直以培養(yǎng)海軍未來的建設(shè)者和領(lǐng)導(dǎo)者作為首要目標(biāo)，如何在信息化浪潮中利用信息技術(shù)來培養(yǎng)高質(zhì)量的信息化綜合素質(zhì)人才已成為軍隊院校當(dāng)下所面對的重大機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

電子技術(shù)類課程作為銜接科學(xué)文化課與首次任職課的重要專業(yè)背景課，在整個人才培養(yǎng)體系中起著 “承上啟下”的重要作用，是學(xué)員從理論思維模式轉(zhuǎn)向工程實踐思維模式的重要節(jié)點(diǎn)。課程具有基礎(chǔ)性較強(qiáng)、深度融合EDA（電子設(shè)計自動化）技術(shù)、與工程實踐結(jié)合緊密等特點(diǎn)，而傳統(tǒng)課堂教學(xué)主要存在以下幾方面問題：

（1）教學(xué)互動淺層化形式化。課堂教學(xué)多注重基本概念、基本原理、基本功能等理論知識的單向傳遞，教員與學(xué)員以及學(xué)員與學(xué)員之間主要是以問答形式為主的淺層互動，缺乏高質(zhì)量的多向信息交互，導(dǎo)致學(xué)員容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)倦怠感，課堂參與度不高。

（2）學(xué)員對電路參數(shù)與功能理解不深，缺乏電路的設(shè)計與制作能力。電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、軍事等各個領(lǐng)域，電路的應(yīng)用性和實踐性較強(qiáng)，而在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)習(xí)活動是以教師為主體的理論知識的講授，學(xué)習(xí)環(huán)境缺少創(chuàng)新實踐平臺，容易導(dǎo)致學(xué)員并不了解所學(xué)電路參數(shù)的實際意義，對電路功能理解不深，更缺乏電路的設(shè)計與制作能力。

（3）聚焦學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的方法手段不夠。電子技術(shù)類課程的學(xué)習(xí)是學(xué)員在未來任職崗位中管理、維修、運(yùn)用電子信息裝備的重要基礎(chǔ)保障，聚焦學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)是實現(xiàn)“為戰(zhàn)育人”新時代軍事教育方針的重要著力點(diǎn) ，在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)缺乏具體手段，學(xué)員創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)主要靠線下實驗實踐來完成，而軍校學(xué)員由于學(xué)習(xí)訓(xùn)練的特殊性，在時間和場地上存在一定的限制，因此需要更多的方法手段來保障學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

（4）考核評價機(jī)制單一且缺乏科學(xué)性和高效性。電子技術(shù)類課程面向全校所有工程類專業(yè)，多為大班教學(xué)，面向全體學(xué)員的過程性考核難以做到形式多樣，多以測試、作業(yè)為主，考核評價要素單一、機(jī)制不全，且在實施過程中缺乏科學(xué)性和高效性。

二 “互聯(lián)網(wǎng)+”混合式教學(xué)的問題解決路徑

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得知識的傳遞和獲取更加靈活、便捷和多樣化，在線學(xué)習(xí)資源、智慧化教學(xué)工具與線下課堂有機(jī)融合所形成的“互聯(lián)網(wǎng)+”混合式教學(xué)模式改變了原有的知識呈現(xiàn)方式、教學(xué)組織形式、教學(xué)評價管理以及教學(xué)臨場感[2-3]，為傳統(tǒng)教學(xué)所存在的問題提供了解決方案：

（1）基礎(chǔ)類課程的線上學(xué)習(xí)資源豐富，部分理論知識的學(xué)習(xí)可以安排學(xué)員線上自學(xué)完成，在培養(yǎng)學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力的同時使學(xué)員在進(jìn)入課堂前能產(chǎn)生一定的知識困惑，學(xué)員的課堂學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)興趣就加強(qiáng)了，課堂教學(xué)以任務(wù)+ 問題驅(qū)動為主，可以設(shè)計限時練習(xí)、小組任務(wù)、問題研討、匯報展示等不同形式的學(xué)習(xí)活動，為師生交互和生生交互提供情境和渠道；課堂環(huán)境融入移動智能終端，豐富課堂互動形式、增加有效互動，例如在課堂學(xué)習(xí)中利用雨課堂的彈幕、投稿、限時練習(xí)等功能使師生交互方便、快捷、有效，教員可以獲得學(xué)員學(xué)習(xí)效果的及時反饋 、學(xué)員可以獲得同伴學(xué)習(xí)效果的實時反饋，課堂激發(fā)出更多活力，使學(xué)員具有更高的課堂參與度。

（2）以真實的生活和軍事應(yīng)用實例作為引入，以電子電路的設(shè)計制作為任務(wù)驅(qū)動，按照發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思路進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)、原理、參數(shù)、功能的遞進(jìn)式學(xué)習(xí)，并在各個部分強(qiáng)調(diào)所學(xué)知識在實際應(yīng)用中的體現(xiàn)，基于工程實際進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，確保學(xué)員對電子電路的理解不浮于表面，深入理解電路特性和參數(shù)；同時以思維開發(fā)為經(jīng)、以動手實踐為緯，設(shè)計問題研討、方案匯報、電路仿真、DIY實踐等不同維度的學(xué)習(xí)活動，從知識、能力、思維、素質(zhì)不同層面對學(xué)員進(jìn)行全方位鍛煉，提高學(xué)員的高階素養(yǎng)。通過引入口袋實驗室、虛擬仿真實驗、遠(yuǎn)程實驗等形式多樣的創(chuàng)新實踐平臺，豐富學(xué)員的創(chuàng)新實踐環(huán)境，為學(xué)員課前、課中、課后全周期的動手實踐能力的培養(yǎng)創(chuàng)設(shè)條件，以平臺為基礎(chǔ)、以任務(wù)為驅(qū)動，通過系統(tǒng)化的實驗實踐設(shè)計，加強(qiáng)學(xué)員的電路設(shè)計與制作能力。

（3）混合式教學(xué)中的線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，以學(xué)習(xí)目標(biāo)為牽引，通過學(xué)習(xí)視頻、自測題以及考核評價的設(shè)計，可以為學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)創(chuàng)設(shè)環(huán)境和方式，另外，通過布置一些拓展性和實踐性學(xué)習(xí)任務(wù)，可以有效鍛煉學(xué)員搜集和查閱資料的能力、獨(dú)立分析和解決問題的能力；信息技術(shù)所衍生出的遠(yuǎn)程實驗、虛擬仿真實驗等多樣化的線上實驗實踐方式可以解決時間和空間限制對軍校學(xué)員帶來的影響，豐富學(xué)員的創(chuàng)新實踐活動，為創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)提供更多方法和手段，線上實驗實踐過程同時還可以提高學(xué)員的信息化素養(yǎng)。

（4）智慧教學(xué)工具可以提供諸如限時練習(xí)、小組任務(wù)、投稿展示等形式多樣的過程性考核，且自動收集考核數(shù)據(jù)，為學(xué)員課前、課中、課后全流程的學(xué)習(xí)提供精細(xì)化、可視化、便捷化的考核評價，使考核評價更加科學(xué)、客觀、高效[4]。

三 電子技術(shù)類課程混合式教學(xué)應(yīng)用實踐

電子技術(shù)類課程混合式教學(xué)，以核心目標(biāo)為導(dǎo)向，從學(xué)習(xí)活動、教學(xué)交互、考核評價三個方面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，在線上與線下相結(jié)合的學(xué)習(xí)環(huán)境中為學(xué)員創(chuàng)建真正高度參與性的、個性化的學(xué)習(xí)體驗。下面以電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中的555 構(gòu)成的多諧振蕩器為例進(jìn)行介紹。

555 構(gòu)成的多諧振蕩器是電子技術(shù)基礎(chǔ)課程第九章中規(guī)模信號產(chǎn)生與變換電路中的內(nèi)容，此時學(xué)員已經(jīng)掌握了基本的模擬電子電路和數(shù)字電子電路。555 構(gòu)成的多諧振蕩器教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)員在知識層面了解555 定時器的功能以及555 構(gòu)成多諧振蕩器的工作原理，并學(xué)會分析多諧振蕩器的應(yīng)用電路，在能力層面具備多諧振蕩器應(yīng)用電路的仿真、設(shè)計、制作能力，在思維層面培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的批判性思維以及運(yùn)用已有知識分析和解決問題的思維能力，在素質(zhì)層面培養(yǎng)學(xué)生堅持不懈、不斷探索的精神素養(yǎng)。基于以上教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動和教學(xué)交互，再采取適當(dāng)?shù)目己嗽u價方式，開展混合式教學(xué)，混合式教學(xué)總體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 555 構(gòu)成的多諧振蕩器混合式教學(xué)架構(gòu)

（一） 課前自主學(xué)習(xí)

線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)是混合式教學(xué)的重要組成部分，它可以使學(xué)員具有更多的學(xué)習(xí)選擇，承擔(dān)更多的學(xué)習(xí)職責(zé)，鍛煉學(xué)員的學(xué)習(xí)決策能力、實施計劃的能力、反思及評估學(xué)習(xí)過程的能力。要使線上學(xué)習(xí)過程達(dá)到預(yù)期的效果，必須進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的線上學(xué)習(xí)策略設(shè)計。在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，按照布魯姆認(rèn)知模型，記憶理解型內(nèi)容難度相對較小，適合學(xué)員線上自學(xué)完成；以本課例為例，555 定時器的內(nèi)部電路是由前面所學(xué)習(xí)過的基本單元電路構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)簡單，在了解工作原理后，555 定時器的功能可通過口訣記憶，故這兩部分內(nèi)容安排學(xué)員線上自學(xué)完成。在學(xué)習(xí)模式上，以任務(wù)驅(qū)動和問題引導(dǎo)為主，通過雨課堂發(fā)布課前學(xué)習(xí)課件，其中包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、問題引入、學(xué)習(xí)視頻、線上測試和拓展性學(xué)習(xí)材料，首先通過學(xué)習(xí)目標(biāo)明確學(xué)習(xí)要求、量化學(xué)習(xí)行為，然后以設(shè)問形式（555定時器是從1971 年被研發(fā)出來后一直沿用到現(xiàn)在產(chǎn)量還極高的芯片，它到底具有什么功能能應(yīng)用如此廣泛？）引發(fā)學(xué)員思考，學(xué)習(xí)視頻介紹具體學(xué)習(xí)內(nèi)容，再通過自測題使學(xué)員能及時應(yīng)用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題并形成反饋，自主測評可以有效促進(jìn)學(xué)員的自我監(jiān)控和自我評估，最后加入拓展性學(xué)習(xí)材料，通常為科技前沿相關(guān)視頻，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性，拓展學(xué)習(xí)的深度和廣度。在課前學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生和教師可以通過雨課堂留言、討論區(qū)、微信等進(jìn)行互動，雨課堂會記錄學(xué)生的課前學(xué)習(xí)行為和答題情況，形成詳細(xì)的預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)，方便教師掌握學(xué)生的課前自學(xué)情況，教師可以根據(jù)雨課堂提供的數(shù)據(jù)對課堂內(nèi)容進(jìn)行及時而科學(xué)地調(diào)整。

（二） 課堂交互學(xué)習(xí)

課堂學(xué)習(xí)是提升學(xué)生高階能力素養(yǎng)的核心地帶，通過創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、開展交互式學(xué)習(xí)活動、實施增強(qiáng)型教學(xué)遞進(jìn)，可以有效地增強(qiáng)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機(jī)，提高學(xué)生的主動參與意識，促進(jìn)學(xué)生對知識的深層次理解和意義建構(gòu)，給予學(xué)生積極的學(xué)習(xí)情感體驗[5-6]。

（1）課前回顧，案例引入

首先以師問生答的形式對555 定時器的功能進(jìn)行回顧，可以設(shè)計知識搶答或者是雨課堂的隨機(jī)選人活動，在進(jìn)行知識溫習(xí)的同時還可以快速將學(xué)生帶入學(xué)習(xí)情境，活潑課堂氛圍。然后以軍事中常見的火炮自動跟蹤瞄準(zhǔn)目標(biāo)作為案例，火炮隨動系統(tǒng)是通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動來控制火炮的轉(zhuǎn)動，而電機(jī)的轉(zhuǎn)動主要是由加載在電機(jī)上的電壓決定的，在一定條件下，電壓越高，電機(jī)轉(zhuǎn)速就越快，占空比不同的矩形波輸出電壓的平均值是不一樣的，而如果要實現(xiàn)火炮在不同方向的連續(xù)轉(zhuǎn)動就要有占空比連續(xù)可調(diào)的矩形波來控制，由此提出本節(jié)課的關(guān)鍵性問題，如何產(chǎn)生占空比連續(xù)可調(diào)的矩形波？

（2）由淺入深，多元交互

多諧振蕩器就是產(chǎn)生矩形波的電路，根據(jù)案例的需求，首先要引導(dǎo)學(xué)生用555 定時器構(gòu)成多諧振蕩器。在電子電路的學(xué)習(xí)過程中，帶著學(xué)生從熟悉的器件出發(fā)，一步一步去構(gòu)成完整的電路比直接把電路呈現(xiàn)出來更能使學(xué)生理解電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，同時也能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識去解決實際問題的思維能力。在電路構(gòu)成過程中，由555 定時器的功能和輸出為矩形波兩個已知條件，可以分析得到555 定時器的2 腳和6 腳的電壓一直處于變化狀態(tài)，而且這種變化不是外加輸入信號帶來的，而是電路自動產(chǎn)生的，于是設(shè)置問題1：如何才能實現(xiàn)這種電壓自動變化的過程？

在課堂學(xué)習(xí)初期，創(chuàng)設(shè)交互式學(xué)習(xí)環(huán)境，有利于學(xué)生快速投入到課堂學(xué)習(xí)中，提高學(xué)習(xí)吸引力和學(xué)習(xí)專注度，就問題1 設(shè)計思考并進(jìn)行小組討論的學(xué)習(xí)活動，小組成員相互交換意見，然后教師進(jìn)行評價總結(jié)：在熟悉的電路元件中，電容的充放電過程可以實現(xiàn)電壓的自動變化。得出了關(guān)鍵性的電容后，很快就可以搭建出完成的多諧振蕩器電路。得出電路后，利用口袋實驗室進(jìn)行實際電路演示，使學(xué)生對電路的理解不局限于理論層面而是切身感受電路的實際功能，達(dá)到所學(xué)即所見的效果。通過口袋實驗驗證了這樣一個電路可以自行振蕩產(chǎn)生矩形波，接下來就分析它能夠產(chǎn)生振蕩的工作原理。在分析過程中，輸出矩形波周期和占空比的計算是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容1，可以設(shè)置雨課堂限時練習(xí)，教員可以得到學(xué)生學(xué)習(xí)效果的及時反饋，學(xué)生在檢驗自己學(xué)習(xí)成效的同時還能了解其他同學(xué)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，促進(jìn)競爭性學(xué)習(xí)。在分析計算過程結(jié)束后，將學(xué)生引回到本節(jié)課一開始提出的問題，火炮的隨動控制需要占空比連續(xù)可調(diào)的矩形波作為電機(jī)的控制信號，這個電路所產(chǎn)生的矩形波符合要求么？由計算結(jié)果很明顯得到此電路的輸出不符合要求，于是自然引出問題2：如何產(chǎn)生占空比連續(xù)可調(diào)的矩形波呢？

由于此問題的答案為本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容2，所以可以設(shè)置小組討論并發(fā)言匯報的學(xué)習(xí)活動，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者之間思維火花的碰撞，提高課堂活力。由占空比表達(dá)式，學(xué)生會想到要使占空比可調(diào)，可將電阻換成電位器，在學(xué)生匯報完畢后，教師可以提出問題3：與之前相比占空比可調(diào)了，但它只能在大于50% 的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，有沒有辦法能夠使占空比的調(diào)節(jié)范圍更大呢？

基于此問題繼續(xù)進(jìn)行小組討論，促進(jìn)學(xué)生發(fā)散性思維的生成，最后得出關(guān)鍵性器件二極管，在電路中加入二極管可改變電容的充放電路徑，從而得到占空比連續(xù)可調(diào)的多諧振蕩器，為本節(jié)課最開始提出的問題提供了解決方案。對于理論推導(dǎo)得出的電路同樣再進(jìn)行口袋實驗驗證，以實踐來檢驗理論的正確性。

在學(xué)習(xí)完多諧振蕩器的基礎(chǔ)知識后，給出具體的軍事應(yīng)用電路，使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行電路分析，也使學(xué)生了解到所學(xué)內(nèi)容在軍事領(lǐng)域中的實際應(yīng)用，完成知識的意義建構(gòu)。

（3）總結(jié)展望，思政融合

最后對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)與回顧，多諧振蕩器的學(xué)習(xí)一直是按照發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路在進(jìn)行，除了多諧振蕩器之外，在整個電子電路學(xué)習(xí)的過程中，經(jīng)常會為了解決某個問題對電路進(jìn)行改進(jìn)，但是又會引發(fā)新的問題，從而激勵學(xué)生要保持有對電路進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)的探索精神以及科技報國的家國情懷。

（三） 課后延展學(xué)習(xí)

課后學(xué)習(xí)是學(xué)生進(jìn)行自我調(diào)節(jié)及更進(jìn)的重要學(xué)習(xí)過程，也是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力提升的重要環(huán)節(jié)，設(shè)置合理的課后學(xué)習(xí)任務(wù)可以協(xié)助學(xué)生完成知識的內(nèi)化和能力的養(yǎng)成。在知識層面，可以設(shè)置課后作業(yè)、思維導(dǎo)圖等學(xué)習(xí)任務(wù)使學(xué)生鞏固和深化所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行知識的整理內(nèi)化；在能力素質(zhì)層面，可以設(shè)置綜合實踐類學(xué)習(xí)任務(wù)，例如本節(jié)課以生活中常見的紅外光控報警器作為實踐任務(wù)，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力、動手實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

四 結(jié)語

在軍校電子技術(shù)類課程中，應(yīng)用混合式教學(xué)模式，結(jié)合信息技術(shù)和智慧教學(xué)工具，可以很好地解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，為學(xué)員創(chuàng)造高質(zhì)量和高度參與性的學(xué)習(xí)體驗，有效提高教學(xué)質(zhì)量，推動教育模式的變革和教學(xué)生態(tài)的重構(gòu)。