張雪輝 李華 黎霞 耿躍華

[摘? ? ? ? ? ?要]? 為適應(yīng)當(dāng)前高等教育的發(fā)展需求，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，將雨課堂和Multisim仿真等信息化手段應(yīng)用到電工學(xué)課堂教學(xué)。雨課堂線上線下混合式教學(xué)，以及翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，教師及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況調(diào)整課堂進(jìn)度;Multisim仿真軟件的使用，使課堂內(nèi)容豐富，知識(shí)講解形象，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生理解掌握知識(shí);課下學(xué)生通過電路仿真，進(jìn)一步掌握知識(shí)點(diǎn)，提高分析問題、解決問題和實(shí)際操作的能力。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 雨課堂;Multisim;仿真;信息化;混合式教學(xué)

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）36-0214-02

2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗(yàn)，助力我國高等教育建設(shè)。作為工科院校，要在工程科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)揮主體作用，調(diào)整培養(yǎng)方案和教學(xué)模式，造就適應(yīng)并滿足新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的，具有更強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力的高素質(zhì)、復(fù)合型人才[1]。

隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，雨課堂、慕課（MOOC）、在線開放課程等各類教輔工具的出現(xiàn)，使傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式格局發(fā)生了改變。教學(xué)活動(dòng)的開展不再局限于課堂，教學(xué)模式的設(shè)計(jì)不再局限于單一的老師講授、學(xué)生接收的模式。智慧教學(xué)逐漸成為當(dāng)前我國教育信息化研究的熱點(diǎn)，而如何根據(jù)課程特點(diǎn)利用新型的信息化技術(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)踐課堂的教學(xué)模式是實(shí)現(xiàn)智慧課堂的關(guān)鍵。

清華大學(xué)在線教育辦公室和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)工具——雨課堂，將現(xiàn)代信息技術(shù)融入PPT和微信，搭建了課外學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)間的橋梁。授課教師通過雨課堂，可以向?qū)W生的手機(jī)上發(fā)送授課的PPT、習(xí)題、視頻、語音等學(xué)習(xí)材料，學(xué)生掃碼進(jìn)入課堂，在微信里就可以看到老師實(shí)時(shí)推送的學(xué)習(xí)材料，還可以在不懂的那頁P(yáng)PT上點(diǎn)擊“不懂”按鈕。在課堂討論時(shí)間，學(xué)生可以發(fā)送彈幕，給老師留言，亦可進(jìn)行班級(jí)討論。老師則可根據(jù)學(xué)生點(diǎn)擊的“不懂”和發(fā)送的彈幕，及時(shí)答疑和調(diào)整授課節(jié)奏[2]。

清華大學(xué)的于歆杰老師以雨課堂為工具講授電路原理課程，根據(jù)不同學(xué)習(xí)需求采用完全翻轉(zhuǎn)課堂、大班部分翻轉(zhuǎn)課堂、創(chuàng)新為目的小班迷你翻轉(zhuǎn)課堂等，取得了很好的教學(xué)效果。河北工業(yè)大學(xué)的楊文榮老師以學(xué)生為中心，利用雨課堂課前推送預(yù)習(xí)，課上讓學(xué)生分組討論，課后推送小結(jié)，課下還讓學(xué)生用電路板做雷實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興致極大提高，學(xué)習(xí)效果明顯比采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的班級(jí)有提高。

一、傳統(tǒng)電工學(xué)教學(xué)模式改革的必要性

電工學(xué)是工科非電類專業(yè)學(xué)習(xí)電工電子理論和應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)課程，分為電工技術(shù)和電子技術(shù)，內(nèi)容涵蓋電路理論、電機(jī)學(xué)、繼電接觸器控制系統(tǒng)、模擬電子和數(shù)字電子技術(shù)等。傳統(tǒng)教學(xué)模式過于死板，老師講，學(xué)生聽，模式單一，學(xué)生上課容易疲勞，走神。學(xué)生反映電工學(xué)難，部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不夠認(rèn)真。分析其原因，無不出于以下幾點(diǎn)：

（1）電工學(xué)課程牽涉的知識(shí)點(diǎn)較多，部分知識(shí)較為抽象，如戴維寧定理、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理等;部分計(jì)算繁瑣，如交流電路中的相量計(jì)算、放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算等。導(dǎo)致學(xué)生剛開始學(xué)直流電路還信心滿滿，到交流電路就開始迷茫，后面逐漸失去興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

（2）部分教師仍采用“一言堂”的教學(xué)模式，導(dǎo)致課堂單調(diào)，互動(dòng)性差，導(dǎo)致教師輸出和學(xué)生收獲之間差距很大。

（3）部分學(xué)生對(duì)非本專業(yè)課程不夠重視。

（4）手機(jī)的誘惑力太大。老師在上面講，不少學(xué)生卻沉浸在手機(jī)的世界里，打游戲、聽音樂、聊天、瀏覽網(wǎng)頁等，進(jìn)而導(dǎo)致課堂氣氛差，老師的教學(xué)熱情也受到影響。

為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓課堂活躍起來，必須對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)進(jìn)行改革。

二、電工學(xué)信息化教學(xué)

新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展給教育事業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機(jī)。充分利用信息化時(shí)代給我們帶來的便利，讓學(xué)生上課從玩手機(jī)到利用手機(jī)，緊跟課堂，積極聽講、回答問題，一堂課下來收獲滿滿;同時(shí)，老師也能及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，隨時(shí)調(diào)整進(jìn)度。

這需要教師重新設(shè)計(jì)課堂，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

（一）助力課堂教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)以“學(xué)生為中心”的教學(xué)理念

課程組借助“雨課堂”，重新設(shè)計(jì)了電工學(xué)課程授課方案，實(shí)現(xiàn)了線上線下混合式教學(xué)，實(shí)施過程如圖1所示。

1.課前預(yù)習(xí)。以帶語音的PPT、視頻和雨課堂小測(cè)等形式出現(xiàn)，授課前推送給學(xué)生，學(xué)生對(duì)下節(jié)課內(nèi)容有所了解，并補(bǔ)充必要的預(yù)備知識(shí)。對(duì)以前學(xué)習(xí)過、本次課要用到的知識(shí)予以復(fù)習(xí)，以圖片和視頻的方式給出下節(jié)內(nèi)容[3]，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.課上隨堂測(cè)和彈幕。以選擇、填空等形式出現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生緊跟課堂進(jìn)度，積極思考。同時(shí)，教師利用隨機(jī)點(diǎn)名提問學(xué)生，督促學(xué)生緊跟課堂進(jìn)度。學(xué)生可隨時(shí)發(fā)送彈幕、投稿，有問題老師及時(shí)解答，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，隨時(shí)調(diào)整講課節(jié)奏和內(nèi)容。

3.課上教師采用手寫板板書。手寫思路清晰，給學(xué)生思考的時(shí)間;手寫板投屏清晰，學(xué)生看得清楚，寫完雨課堂截圖發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生課下隨時(shí)可以用手機(jī)查看課上板書，是很好的學(xué)習(xí)資料。

4.課下小結(jié)。以PPT加語音的形式對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，課后推送，學(xué)生可及時(shí)掌握重點(diǎn)。

5.雨課堂推送作業(yè)，批改，錄屏講解錯(cuò)題。

6.階段測(cè)試。測(cè)試分直流電路、交流電路、電機(jī)及繼電接觸器控制、期中測(cè)試、模擬電路和數(shù)字電路，共6次，講完相應(yīng)章節(jié)，即利用雨課堂新試卷進(jìn)行測(cè)試，成績計(jì)入評(píng)定。督促學(xué)生緊跟課堂進(jìn)度，及時(shí)復(fù)習(xí)，檢驗(yàn)知識(shí)掌握情況。

7.期末復(fù)習(xí)。采用錄屏的方式總結(jié)章節(jié)內(nèi)容，講解重點(diǎn)題目。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

電工學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，如戴維寧定理、三相電路、正反轉(zhuǎn)控制電路和橋式整流電路，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。課前給學(xué)生布置任務(wù)，發(fā)送學(xué)習(xí)資料和在線課程網(wǎng)址，讓學(xué)生充分學(xué)習(xí)，課上以小組形式讓學(xué)生上臺(tái)講解，并互相提問，老師最后點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充。

（三）課堂教學(xué)引入Multisim仿真，指導(dǎo)學(xué)生課下仿真

1.課上根據(jù)教學(xué)內(nèi)容需要，增加Multisim仿真軟件設(shè)計(jì)典型電路案例。積極將Multisim仿真技術(shù)融入課堂教學(xué)，使那些抽象、枯燥、難懂的學(xué)習(xí)內(nèi)容以生動(dòng)形象的形式表現(xiàn)出來，既加強(qiáng)了課堂教學(xué)的趣味性，又鍛煉了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量[4][5]。

例如，在講解橋式整流電路加電容濾波時(shí)，課上利用Multi-sim仿真軟件，給學(xué)生演示，并聯(lián)電容前后，輸出電壓波形的變化，以及改變電容參數(shù)對(duì)輸出電壓的影響，學(xué)生通過教師的現(xiàn)場(chǎng)仿真，對(duì)電容濾波的作用一目了然。圖2和圖3分別是橋式整流+濾波的仿真電路圖和電壓輸出波形。

2.課下線上輔導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)Multisim仿真軟件，并促進(jìn)學(xué)生利用Multisim仿真、驗(yàn)證電路，進(jìn)而設(shè)計(jì)綜合電路，從而鞏固課堂知識(shí)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探究能力。

三、成績考核

為了落實(shí)線上線下混合式教學(xué)，督促學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課上積極互動(dòng)，課程把學(xué)生預(yù)習(xí)情況（包括看推送課件時(shí)長和預(yù)習(xí)答題兩部分）和上課考勤、答題、投稿等情況都納入成績考核，成績分配如表1所示。

四、小結(jié)

課程組將信息化教學(xué)手段應(yīng)用于電工學(xué)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了線上和線下混合式教學(xué)，優(yōu)化了課堂教學(xué)內(nèi)容與形式，課堂內(nèi)容豐富，知識(shí)講解形象，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高了教學(xué)質(zhì)量。受到督導(dǎo)好評(píng)，學(xué)生反饋真正掌握的理論知識(shí)，提高了自主學(xué)習(xí)能力和探究能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉義，田悅，趙東風(fēng)，等.新工科背景下化工安全復(fù)合型人才培養(yǎng)研究[J].高等理科教育，2021（2）：39-44.

[2]李芝蘭.基于雨課堂的電工電子技術(shù)信息化智慧教學(xué)實(shí)踐[J].智慧城市，2020（16）：50-51.

[3]黎霞，唐圣學(xué).激發(fā)工程應(yīng)用能力，優(yōu)化電工電子課程教學(xué)[J].教育教學(xué)論壇，2020（9）：208-209.

[4]張雪輝，劉素貞，李華.將EDA仿真技術(shù)融入電工學(xué)教學(xué)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2016（38）：140-142.

[5]翁玲.仿真軟件在電子技術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2013（14）：75-76.

◎編輯 張 慧