CDIO理念下“電工技術”混合式教學初探

荊麗梅

(湖南工業(yè)職業(yè)技術學院 電氣工程學院， 長沙 410208)

“電工技術及應用”課程是高職電氣電子類相關專業(yè)的專業(yè)基礎課程, 主要培養(yǎng)學生的電工技術基本職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)，為學生后續(xù)課程學習打下良好的基礎。學完本課程應達到維修電工中級職業(yè)資格證要求。

“電工技術及應用”課程是一門理論與實踐相結合的課程。傳統(tǒng)實驗課教學模式是，教師講解實驗原理，演示操作步驟，排除電路故障，學生照著操作。課程時間緊，任務多，實驗原理的接受度因人而異，復雜的實驗，大部分學生連實驗數據都測量不完整，更難以完成數據分析和故障排除。這使珍貴的實驗機會流于形式，沒有達到真正的實驗目的。因此，探索并實踐新的實驗教學模式是很有意義的。

基于CDIO的線上線下混合式教學模式以學生為中心，教師主要為引導，讓學生積極主動的學習，有目的且目標明確的學習。教師利用在線開放課程和學習通APP引導學生自學，并進行有效的監(jiān)督，根據學生課前的預習情況，進行個性化指導。行之有效的課前預習，為教師在課堂上節(jié)約了講解理論的時間，有更多的時間指導和觀察小組的實驗情況，以獲得更好的學習效果和教學效果[1]。

1 教學實施的基本條件

基于CDIO的線上線下混合式教學模式的具體實現(xiàn)，要求教師在前期做大量的準備工作，包括提前建好在線開放課程，制作課程資源，開發(fā)新形態(tài)教材。筆者為了實現(xiàn)這種模式的教學，選擇了學習通APP作為信息化平臺，在學銀在線建設了在線開放課程[2]。

基于CDIO的線上線下混合式教學模式能正常的執(zhí)行，需要教師完成前期準備工作之后按照有效的教學流程貫徹教學設計，過程督學，學生執(zhí)行自學任務，多方面配合，才能保證課堂的教學效果，發(fā)揮新形態(tài)課堂教學模式的優(yōu)勢[3-6]。

2 教學實施的精細化設計

2.1 課前準備

課前，教師和學生需要做好以下準備：

(1)教師在在線開放課程中上傳實驗的任務書，實驗所需要的視頻資源，教學PPT，預習測驗題等,其中任務書中要包括實驗任務要求，根據實驗要求設計或模仿畫出實驗電路圖、使用Multisim軟件仿真驗證可行性、熟練掌握實驗中所需設備的使用方法、實驗數據的測量方法等；

(2)在學習通APP發(fā)布公告，告知下次課的實驗任務；

(3)學生根據實驗任務書索引，找出對應的實驗項目工單頁和資料頁預習；

(4)教師搜集工單頁，查看工單頁的填寫情況；

(5)在學習通發(fā)布預習測驗題，檢驗預習效果；

(6)實驗項目工單頁填寫合格的小組，第二天允許直接進行實驗操作。

2.2 課中執(zhí)行

以通過日光燈電路模擬感性負載電路，測量正弦穩(wěn)態(tài)交流電路的參數的實驗為例。提高功率因數的方法是并聯(lián)電容，通過對并聯(lián)電容的改變，觀察原感性負載的關工作狀態(tài)有無發(fā)生改變，電路的有功功率是否發(fā)生改變。電工技術及應用課程開設在大一，該實驗是學生第一次做交流電實驗，其中涉及交流電壓表，交流電流表，功率表等儀表，線路較之前的實驗線路相對復雜，尤其是鎮(zhèn)流器電流和電容支路電流的測量連線。

該實驗操作有兩個部分，第一部分是測量沒有并聯(lián)電容時的電路參數，第二部分是并接不同容值的電容，測量并分析參數的變化。實驗中學生需要自己看懂電路圖，連接線路，在電路有故障時，還要能使用萬用表和其他儀表進行故障的排除。根據預習效果，允許部分學生可以先進行實驗操作，而工單頁填寫不清晰，實驗步驟不明確，測驗題完成不理想的小組，教師可以線下繼續(xù)指導。通過前期的督學，獲得充分有效預習，確保學生進行實驗之前，已經理解實驗所涉及的理論知識點，明確實驗操作步驟，能夠執(zhí)行實驗操作。

課堂實施時，首先引導提問。實驗操作正式開始前,教師先結合學生的工單頁的填寫和課前預習測驗的答題情況，對實驗原理的關鍵部分進行提點，然后提出，這種感性負載電路若要提高功率因數該采取什么措施？采取的措施會不會影響原負載電路的工作狀態(tài)？電路的有功功率是否會發(fā)生變化？引導學生在實驗過程中觀察參數的設置不同對電路的影響。本次實驗用電220 V，實驗操作之前，必須重點說明安全用電規(guī)范，注意職業(yè)操作規(guī)范，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。

在實驗中，鼓勵學生提問，也可以針對一些實時的普遍性問題，用學習通APP發(fā)布課堂主題討論，或者選人回答，互動。在實驗中遇到不可以預測的電路故障的問題，可以根據微課教學視頻中常見故障的判定方法利用儀器儀表進行排故。“學起于思,思源于疑”,鼓勵并引導學生在實驗過程中去主動探索，去積極解決問題。讓學生在分析與解決實驗問題的過程中提高工程能力。在實驗課上，給學生更多的時間和空間去探索，去思考，將知識內化，而不是匆匆忙忙的把數據測量了，來不及思索。讓學生在完成整個實驗的過程中，體驗一個完整的工作過程的執(zhí)行，有更好的沉浸性體驗。

在實驗結束時，引導學生總結，闡述實驗原理和實驗步驟。組織學生針對啟發(fā)式問題討論，總結實驗中遇到的問題，以及一些小組有效的解決辦法。提示學生容易忽略的知識點,給出經典解決方案的點評,從而掃除實驗中的死角,拓寬知識面。下課時，做好6S整理。

2.3 課后總結

課后學生完成實驗報告，復盤實驗操作步驟，填寫實驗數據，按照實驗要求規(guī)范的做出圖表，對實驗數據和實驗現(xiàn)象進行深入的理論分析，找出產生誤差的原因，提出減少誤差的措施。如果學生對實驗還有不清楚的地方或者有改進的好方法，學生可以隨時通過學習通APP與教師互動，教師也將會與學生進行線上討論和互動，這些資料也將對后續(xù)的教學改進有一定的參考價值。

2.4 課程考核

課程的考核分三部分。

一是預習效果的考核。預習效果的評定主要是工單頁的填寫和學習通APP上預習測驗題的答題情況。工單頁的填寫會考慮小組討論，以及小組成員的參與度。討論問題的深度，對問題理解的程度都可以作為考核指標。學習通APP上的預習測驗題客觀題系統(tǒng)會自動批閱并保存，主觀題需要老師批閱，結果都會記錄在系統(tǒng)中。

二是實驗操作部分考核。該過程可以反映出學生對理論知識的理解,對實驗的步驟的熟悉度，動手操作和故障排除能力，教師在課堂可以根據學生表現(xiàn)做記錄。

三是實驗報告。實驗報告反映了學生是否認真參與了實驗,如實記錄實驗的過程和數據,以及能否運用理論知識合理地分析實驗現(xiàn)象。

從電路經典實驗“感性負載電路功率因數的提高”的考核指標來看,學生可以較為完整的完成實驗，對實驗原理和實驗結果也有自己內化的理解。

3 教學實施改善的地方

基于CDIO的線上線下混合式教學模式，讓學生體驗一個完整工作過程，借助在線開放課程和學習通APP有效督學，課前：通過學習通線上提前布置預習任務，課中：學生有足夠的思考空間和試錯機會。學生做實驗的積極性非常高，通常會提前10 min左右到教室，一到教室，目的非常明確，不再像以前那樣玩手機，玩游戲，而是小組開始做實驗，課中積極討論，思考。有普遍性問題時，老師講解，之后學生繼續(xù)討論實踐。課后，線上布置任務，討論，反饋。

教師前期通過在5個教學班級做了兩個學期基于CDIO的線上線下混合式教學模式實驗教學之后，通過課堂調查和問卷調查，學生普遍覺得這種模式挺好的，也提了一些相關的建議?，F(xiàn)在已在全院的電工技術及應用實驗課中推廣使用，效果良好。

教學效果明顯改善的地方，第一，實驗完成度明顯高于傳統(tǒng)實驗模式時的完成度，大部分學生都可以完整的完成兩個部分的實驗，還有學生可以利用課堂的進行實驗數據的分析，并且能夠自己分析電路故障，并且使用儀表排除電路故障，甚至還可以幫助其他小組的同學解決問題，在這個互幫互助的過程中，也是一個知識和技能內化的過程。因為實驗課時有限，這在以前的課堂時很難實現(xiàn)的。第二，學生實驗的積極性有明顯的提高，來到實驗室目的明確，積極實驗，討論、探索。課外有更多學生會通過學習通留言老師溝通關于實驗疑惑的地方。

4 結語

基于CDIO的線上線下混合式教學模式進行實驗教學，需要教師在課前建好在線開放課程。同時根據教學效果，及時的豐富和完善教學資源。課外有效督學，課堂中按照合理的教學流程執(zhí)行，制定明確的考核目標，以保證良好的教學效果。該教學模式，以工作過程為導向，實現(xiàn)自主學習,在線開放課程平臺上的數據記錄，也會對教學改革提供寶貴的經驗，促進教學質量的提升。筆者積極探索線上線下混合式教學，積極建設課程信息化資源。2017-2020年期間，筆者主持建設了兩門網絡課程。其中“電工電子技術及應用”課程是國家資源庫——汽車制造與裝配技術專業(yè)教學資源庫中的課程；“電工技術及應用”課程，2017年開始立項建設，上線學銀在線，2020年入圍湖南省精品在線開放課程。后續(xù)也將繼續(xù)豐富課程資源，探索新的教學模式。