《電工技術(shù)》課程線上線下混合式教學(xué)改革與實踐

摘 要：本文探討了《電工技術(shù)》課程線上線下混合式教學(xué)改革與實踐。通過分析傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，提出了混合式教學(xué)改革的必要性和意義。研究設(shè)計了混合式教學(xué)模式，包括線上資源建設(shè)、線下課堂重構(gòu)和混合式教學(xué)設(shè)計。特別地，文章詳細(xì)介紹了Proteus仿真軟件在混合式教學(xué)中的應(yīng)用，包括其在電路設(shè)計、分析和故障診斷等方面的具體實踐。實踐結(jié)果表明，該模式有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和綜合能力。文章總結(jié)了改革成效，并提出了持續(xù)改進(jìn)策略，為電工技術(shù)課程教學(xué)改革提供了參考。

關(guān)鍵詞：《電工技術(shù)》 混合式教學(xué) 教學(xué)改革 線上線下 Proteus仿真

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和教育理念的不斷更新，傳統(tǒng)教學(xué)模式已難以滿足當(dāng)代高等教育的需求?！峨姽ぜ夹g(shù)》作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)質(zhì)量和效果直接影響著學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。然而，當(dāng)前《電工技術(shù)》課程教學(xué)仍存在諸多問題，如教學(xué)內(nèi)容更新滯后、教學(xué)方法單一、學(xué)生參與度不高等，亟須進(jìn)行教學(xué)改革[1]。

線上線下混合式教學(xué)模式結(jié)合了傳統(tǒng)課堂授課和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，為學(xué)生提供了更加靈活、個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境[2]。這種模式不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，還能促進(jìn)師生互動，優(yōu)化教學(xué)資源配置。因此，探索《電工技術(shù)》課程線上線下混合式教學(xué)改革具有重要的理論價值和實踐意義。

文章旨在通過分析《電工技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀，設(shè)計并實施線上線下混合式教學(xué)模式，評估改革效果，為推進(jìn)電工技術(shù)課程教學(xué)改革提供參考和借鑒。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，桂林信息科技學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院《電工技術(shù)》課程教學(xué)主要采用傳統(tǒng)的課堂講授模式，輔以實驗教學(xué)。這種模式雖然能夠保證知識的系統(tǒng)性和完整性，但也存在諸多問題，主要包括以下幾個方面。

1.1 教學(xué)內(nèi)容更新滯后

電工技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展迅速，新技術(shù)、新應(yīng)用層出不窮。然而，許多高校的《電工技術(shù)》課程教材和教學(xué)內(nèi)容更新速度較慢，難以反映最新的技術(shù)發(fā)展和行業(yè)需求。例如，在可再生能源、智能電網(wǎng)等新興領(lǐng)域，許多教材內(nèi)容仍然停留在基礎(chǔ)理論層面，缺乏實際應(yīng)用案例和前沿技術(shù)介紹。這導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識與實際工程應(yīng)用之間存在較大差距，難以滿足行業(yè)對人才的需求。

1.2 教學(xué)方法單一

傳統(tǒng)的《電工技術(shù)》課程教學(xué)以教師講授為主，學(xué)生被動接受知識。這種單向灌輸?shù)慕虒W(xué)方法難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性[3]。課堂上，教師往往注重理論知識的講解，而忽視了學(xué)生的參與和實踐能力的培養(yǎng)。學(xué)生缺乏動手操作和實際應(yīng)用的機(jī)會，難以將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力。此外，由于課堂時間有限，教師難以針對每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行個性化指導(dǎo)，導(dǎo)致部分學(xué)生跟不上教學(xué)進(jìn)度，學(xué)習(xí)效果不佳。

1.3 實驗教學(xué)資源不足

實驗教學(xué)是《電工技術(shù)》課程的重要組成部分，對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維至關(guān)重要。然而，許多高校的實驗教學(xué)資源有限，難以滿足所有學(xué)生的需求。實驗設(shè)備數(shù)量不足、更新速度慢，導(dǎo)致學(xué)生動手實踐的機(jī)會有限。此外，實驗內(nèi)容往往以驗證性實驗為主，缺乏設(shè)計性和綜合性實驗，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。

1.4 學(xué)生學(xué)習(xí)需求和特點的變化

當(dāng)代大學(xué)生普遍具有較強(qiáng)的信息獲取能力和自主學(xué)習(xí)意愿，他們更傾向于靈活、互動的學(xué)習(xí)方式。然而，傳統(tǒng)教學(xué)模式難以滿足這些需求，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)效果不佳。學(xué)生希望通過多種渠道獲取知識，參與討論和實踐，而不僅僅是聽教師講授。此外，學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣也發(fā)生了變化，他們更習(xí)慣于利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，希望能夠隨時隨地進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)和鞏固。

1.5 評價體系不完善

傳統(tǒng)的《電工技術(shù)》課程評價體系主要以期末考試為主，注重對學(xué)生理論知識掌握程度的考核，而忽視了對其實踐能力和創(chuàng)新能力的評估。這種單一的評價方式難以全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和綜合素質(zhì)。學(xué)生往往為了應(yīng)付考試而進(jìn)行突擊復(fù)習(xí)，缺乏對知識的深入理解和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。此外，評價結(jié)果反饋不及時，學(xué)生難以及時了解自己的學(xué)習(xí)情況并進(jìn)行調(diào)整。

綜上所述，當(dāng)前《電工技術(shù)》課程教學(xué)存在教學(xué)內(nèi)容更新滯后、教學(xué)方法單一、實驗教學(xué)資源不足、學(xué)生學(xué)習(xí)需求和特點變化以及評價體系不完善等問題。這些問題嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，亟須進(jìn)行教學(xué)改革。因此，引入線上線下混合式教學(xué)方法，已成為提高《電工技術(shù)》課程教學(xué)質(zhì)量和效果的必然選擇。

2 線上線下混合式教學(xué)改革設(shè)計

針對《電工技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀，筆者設(shè)計了線上線下混合式教學(xué)模式。該模式旨在通過整合線上資源和線下教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)其實踐能力和創(chuàng)新思維。

2.1 線上資源建設(shè)

線上資源建設(shè)是混合式教學(xué)改革的基礎(chǔ)。主要開發(fā)了包括微課視頻、在線測試、虛擬實驗等在內(nèi)的多樣化數(shù)字資源，以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

微課視頻：筆者將課程內(nèi)容分解為多個知識點，每個知識點制作5-10分鐘的微課視頻。視頻內(nèi)容精煉，重點突出，便于學(xué)生隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，在講解電路分析時，筆者制作了基爾霍夫定律、戴維南定理等微課視頻，幫助學(xué)生快速掌握核心概念。

在線測試：每個知識點后設(shè)置在線測試，學(xué)生可以通過測試及時鞏固所學(xué)知識。測試題目包括選擇題、填空題和簡答題，涵蓋基礎(chǔ)知識和應(yīng)用能力。系統(tǒng)自動評分并反饋結(jié)果，幫助學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況。

虛擬實驗：利用Proteus仿真軟件，開發(fā)了系列虛擬實驗?zāi)K。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中搭建電路、進(jìn)行仿真和分析。例如，在學(xué)習(xí)RLC串聯(lián)電路時，學(xué)生可以通過Protues搭建電路仿真，觀察電路中各器件兩端電壓與流過的電流的波形，理解不同器件在交流電路中電壓與電流的相位、頻率等關(guān)系。

拓展學(xué)習(xí)材料：提供與課程內(nèi)容相關(guān)的拓展學(xué)習(xí)材料，如學(xué)術(shù)論文、技術(shù)報告、行業(yè)案例等。這些材料幫助學(xué)生了解電工技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展和實際應(yīng)用，拓寬知識面。

在線討論區(qū)：建立在線討論區(qū)，鼓勵學(xué)生提出問題、分享見解，促進(jìn)師生互動和生生互動。教師定期參與討論，解答學(xué)生疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

2.2 線下課堂重構(gòu)

線下課堂重構(gòu)是混合式教學(xué)改革的核心。主要改變了傳統(tǒng)的單向講授模式，采用翻轉(zhuǎn)課堂、項目式學(xué)習(xí)等教學(xué)方法，提高課堂效率和學(xué)生的參與度[4]。

翻轉(zhuǎn)課堂：課前，學(xué)生通過在線平臺自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識；課中，教師進(jìn)行重點難點講解、答疑解惑和組織討論。例如，在學(xué)習(xí)三相電路時，學(xué)生課前通過微課視頻和在線測試掌握基本概念，課堂上教師重點講解三相電路的功率計算和平衡條件，組織學(xué)生討論實際應(yīng)用中的問題。

項目式學(xué)習(xí)：將課程內(nèi)容與實際工程問題結(jié)合，設(shè)計系列項目任務(wù)。學(xué)生以小組為單位，完成項目設(shè)計、仿真和實現(xiàn)。例如，設(shè)計一個簡單的電源電路，要求學(xué)生在Proteus中進(jìn)行仿真，并在實驗室中搭建實物電路。通過項目式學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅掌握了理論知識，還培養(yǎng)了團(tuán)隊協(xié)作和解決實際問題的能力。

案例分析：引入實際工程案例，組織學(xué)生進(jìn)行分析和討論。例如，分析某工廠電力系統(tǒng)的故障原因，學(xué)生通過查閱資料、仿真分析和小組討論，提出解決方案。案例分析幫助學(xué)生將理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合，提高其綜合應(yīng)用能力。

2.3 混合式教學(xué)設(shè)計

混合式教學(xué)設(shè)計遵循“課前預(yù)習(xí)-課堂深化-課后鞏固”的原則，將線上學(xué)習(xí)與線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合，確保知識的系統(tǒng)性和學(xué)習(xí)的靈活性。

課前預(yù)習(xí)：學(xué)生通過在線平臺自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，完成微課視頻觀看和在線測試。教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容和重點。

課堂深化：課堂上，教師進(jìn)行重點難點講解、答疑解惑和組織討論。通過翻轉(zhuǎn)課堂、項目式學(xué)習(xí)和案例分析，深化學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用。

課后鞏固：學(xué)生完成在線測試和實踐任務(wù)，鞏固所學(xué)知識。教師通過在線討論區(qū)和作業(yè)反饋，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行個性化指導(dǎo)。

2.4 評價體系優(yōu)化

建立全面、多元的評價體系，不僅關(guān)注學(xué)生的知識掌握程度，還要評估其自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。首先進(jìn)行過程評價：將學(xué)生的在線學(xué)習(xí)情況、課堂參與度、項目完成情況等納入評價體系。例如，在線測試成績、討論區(qū)參與度、項目報告質(zhì)量等。其次關(guān)注結(jié)果評價：期末考試不僅考查理論知識，還增加綜合應(yīng)用題和創(chuàng)新題，評估學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。同時注重同伴互評和自我評價：引入同伴互評和自我評價機(jī)制，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。例如，在項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生互評項目報告，自我評價學(xué)習(xí)過程和成果。

2.5 教師角色轉(zhuǎn)變

在混合式教學(xué)模式中，教師的角色從知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)引導(dǎo)者和促進(jìn)者。教師需要設(shè)計線上資源和線下教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，解答學(xué)生疑問，評估學(xué)習(xí)效果。同時，教師還需不斷學(xué)習(xí)和掌握新的教學(xué)技術(shù)和工具，提高信息化教學(xué)能力。

3 Proteus仿真在混合式教學(xué)中的應(yīng)用

Proteus仿真軟件作為一款功能強(qiáng)大的電子設(shè)計自動化工具，在《電工技術(shù)》課程混合式教學(xué)中發(fā)揮了重要作用[5]。筆者將其整合到線上線下教學(xué)環(huán)節(jié)中，為學(xué)生提供了虛擬實驗環(huán)境和實踐機(jī)會。

在線上學(xué)習(xí)階段，開發(fā)了基于Proteus的虛擬實驗?zāi)K。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺訪問這些模塊，進(jìn)行電路設(shè)計、仿真和分析。例如，在學(xué)習(xí)基本電路理論時，學(xué)生可以使用Proteus搭建各種電路模型，觀察電壓、電流的變化，驗證理論知識的正確性。這種虛擬實驗不僅彌補(bǔ)了實驗設(shè)備不足的問題，還允許學(xué)生隨時隨地進(jìn)行實踐操作，提高了學(xué)習(xí)的靈活性。

在線下課堂教學(xué)中，將Proteus仿真與實物實驗相結(jié)合。教師首先使用Proteus演示電路工作原理，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實物電路的搭建和測試。這種方法既保證了教學(xué)的直觀性，又培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力。例如，在講解放大電路時，教師可以先使用Proteus展示不同參數(shù)對放大效果的影響，然后讓學(xué)生動手調(diào)整實際電路中的元件參數(shù)，觀察實際效果。

此外，還利用Proteus的故障診斷功能，設(shè)計了系列故障排查練習(xí)。學(xué)生在虛擬環(huán)境中模擬各種電路故障，學(xué)習(xí)使用儀器儀表進(jìn)行故障診斷和排除。這種訓(xùn)練不僅提高了學(xué)生的實踐技能，還培養(yǎng)了他們的邏輯思維和問題解決能力。

4 線上線下混合式教學(xué)實踐與效果評估

為驗證混合式教學(xué)模式的有效性，我們在學(xué)院的兩個平行班級中進(jìn)行了對比實驗。實驗組采用混合式教學(xué)模式，對照組采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。經(jīng)過一個學(xué)期的實踐，我們通過問卷調(diào)查、學(xué)習(xí)成績分析和訪談等方式評估了改革效果。

結(jié)果顯示，實驗組學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力和課堂參與度均顯著高于對照組。在學(xué)習(xí)成績方面，實驗組的平均分比對照組高出12.5%，特別是在綜合應(yīng)用和創(chuàng)新思維方面表現(xiàn)更為突出。此外，學(xué)生對混合式教學(xué)模式給予了高度評價，認(rèn)為這種模式能夠更好地滿足個性化學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)習(xí)效率。

然而，實踐過程中也暴露出一些問題，如部分學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不足，難以適應(yīng)新的教學(xué)模式；線上資源利用率不均衡，有些學(xué)生過度依賴視頻學(xué)習(xí)而忽視其他資源。針對這些問題，我們提出了相應(yīng)的改進(jìn)策略，如加強(qiáng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)、優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)、完善評價機(jī)制等。

5 結(jié)語

《電工技術(shù)》課程線上線下混合式教學(xué)改革實踐表明，這種新型教學(xué)模式能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。通過線上資源建設(shè)和線下課堂重構(gòu)，筆者實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的豐富性和教學(xué)方法的多樣化，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。Proteus仿真軟件的應(yīng)用，為學(xué)生提供了虛擬實驗環(huán)境，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足，提高了學(xué)生的實踐能力和問題解決能力。

盡管在實踐過程中遇到了一些挑戰(zhàn)，但通過持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，混合式教學(xué)模式有望在電工技術(shù)課程教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。未來，我們將繼續(xù)深化混合式教學(xué)改革，探索人工智能、虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，進(jìn)一步提高教學(xué)的個性化和智能化水平。同時，我們也將加強(qiáng)與其他院校的交流合作，分享改革經(jīng)驗，共同推進(jìn)電工技術(shù)課程教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。

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