周 鵬 ，劉 偉 ，李 堯 ，閻澤恒 ，趙 青 ，劉戰(zhàn)合

（1.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院，河南 鄭州 450046；2.福建工程學(xué)院，福建 福州 350118）

0 引言

隨著人工智能、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛速發(fā)展和計算機(jī)通信技術(shù)的迅速普及，“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”已成為幾乎所有理工科專業(yè)本科生的必修課和經(jīng)管類專業(yè)選修課，具有很強的實踐性、基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、拓展性和創(chuàng)新性。2020年立項電工電子技術(shù)基礎(chǔ)省級精品在線課建設(shè)，將課程思政和現(xiàn)代信息技術(shù)充分融入教學(xué)過程中，借助中國大學(xué)MOOC平臺，開展復(fù)雜專業(yè)OBE背景下“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”探索與實踐。“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)模式最好的創(chuàng)新點在于打破學(xué)習(xí)的時間空間限制，達(dá)到“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的目的。通過線上各大平臺開展電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程視頻、內(nèi)容拓展資料、各個模塊試題庫、作業(yè)庫、單元測試、小節(jié)測試、課程目標(biāo)及思政引例等教學(xué)資源進(jìn)行混合式授課，達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。其中“線上”不是裝飾品，而是必需品，把高校學(xué)生學(xué)習(xí)由表層認(rèn)知引向深度學(xué)習(xí)的效果，“線下”授課模式不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式，而是進(jìn)行“線上”學(xué)習(xí)后再深入學(xué)習(xí)。依據(jù)新工科和OBE教學(xué)理念對“重要知識點”實施有針對性分塊，并按照工科不同專業(yè)人才專業(yè)能力培養(yǎng)要求，將課程體系知識點與日常學(xué)習(xí)場景有效融合。設(shè)計融教、學(xué)、做于一體的學(xué)習(xí)情境，將“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”建設(shè)成為理論與實踐、理論與大賽融合一體新工科創(chuàng)新課程具有重要現(xiàn)實意義[1-4]。

課題組以鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院計算機(jī)類、航空航天類、機(jī)械類、材料類等非電專業(yè)協(xié)同特色發(fā)展為目標(biāo)，構(gòu)建“課前自學(xué)”“線上線下混合教學(xué)”“線下討論”“綜合實訓(xùn)”“創(chuàng)新大賽”和“興趣小組電子協(xié)會”六聯(lián)驅(qū)動模式下的交叉融合教學(xué)方法，逐級提升、跨界培養(yǎng)非電專業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜電路工程問題的創(chuàng)新思維和能力。將立足區(qū)域經(jīng)濟(jì)需求，努力探索以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的新工科航空電子控制類OBE人才培養(yǎng)模式，做好供給側(cè)改革，提升在校生培養(yǎng)質(zhì)量和畢業(yè)生就業(yè)競爭力及學(xué)生發(fā)展需求契合度。因此，如何打造非電專業(yè)“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”這門課程，實現(xiàn)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的目標(biāo)，這引起了課題組的深思并為之付諸實踐。

1 現(xiàn)狀分析

“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”偏理論，其中的電路基本概念與基本定律、公式較抽象，導(dǎo)致學(xué)生難以理解。新生電路基礎(chǔ)薄弱，導(dǎo)致課程難學(xué)難講，學(xué)習(xí)興趣較低，鄭航“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)模式仍采用“大班化滿堂灌模式”。學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時，大部分學(xué)生具有學(xué)好本課程的意愿，教學(xué)中對人工智能、互聯(lián)網(wǎng)+、無人駕駛、大數(shù)據(jù)、云計算、機(jī)器學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)飛速發(fā)展和計算機(jī)通信技術(shù)的迅速普及相關(guān)知識比較喜歡。雖然，目前線上線下教學(xué)模式已經(jīng)進(jìn)行改善，但仍存在一些嚴(yán)重問題[5-6]。

1）在教學(xué)內(nèi)容上過于理論、抽象。一方面，由于學(xué)生專業(yè)是非電類，在教學(xué)計劃中過于追求知識體系的完整性，造成課程教學(xué)“通識性”與“專業(yè)需求”之間不能契合；另一方面，電工電子技術(shù)內(nèi)容主要包括經(jīng)典電路基本定律和電路分析方法，所講授內(nèi)容多是幾百年前的定理，未與當(dāng)代學(xué)科發(fā)展相融合，間接導(dǎo)致學(xué)生實踐動手思維能力較差[7]。

2）在教學(xué)模式上，與現(xiàn)代技術(shù)充分結(jié)合，利用各個平臺，例如中國大學(xué)MOOC、超星、騰訊課堂等，但仍然沒有改變“滿堂灌”教學(xué)情況。教學(xué)手段僅僅是從以前的“黑板”變?yōu)楝F(xiàn)在的“全媒體”平臺，如果深入分析會發(fā)現(xiàn)授課內(nèi)容并沒有發(fā)生變化。只是將“講授式灌輸”轉(zhuǎn)化為以信息化平臺為載體的“全媒體式灌輸”，對教學(xué)內(nèi)容本身仍然缺乏關(guān)注，學(xué)生自身的學(xué)習(xí)自主性沒能建立起來。

3）在教學(xué)綜合成績評價上，還是按照期末試卷、課堂表現(xiàn)、實驗進(jìn)行評分。其中課堂表現(xiàn)以出勤和作業(yè)來衡量，而出勤率并不能客觀評價學(xué)生知識獲取和能力培養(yǎng)。實驗考查只看實驗報告，無法綜合評價學(xué)生的實踐表現(xiàn)能力。這種評價模式完全忽視學(xué)生學(xué)習(xí)過程中展現(xiàn)的能力，不能完全展示高校學(xué)生學(xué)習(xí)和運用理論知識解決生活中實際問題的能力[8-9]。

因此，探索復(fù)雜專業(yè)OBE背景下“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)模式，構(gòu)筑復(fù)雜非電專業(yè)人才培養(yǎng)體系，提高特色人才培養(yǎng)質(zhì)量，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展迫切需求，亟須全面、系統(tǒng)、深入教育研究與教育改革[10]。

2 非電專業(yè)“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)模式設(shè)計

2.1 “電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”協(xié)同性設(shè)計

人工智能時代背景下工科人才培養(yǎng)，教育理念必須與時俱進(jìn)。在理論課學(xué)習(xí)中，穿插動畫、精品在線課視頻等。網(wǎng)站課程資源豐富，包括課程介紹、教學(xué)團(tuán)隊、電子教材與課件、知識點解析、教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、作業(yè)庫、試題庫以及討論區(qū)等。利用慕課在線平臺，對電工電子技術(shù)基礎(chǔ)知識點進(jìn)行合理分塊，再針對每模塊內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)分為若干小節(jié)，每個小節(jié)制作相應(yīng)的課件和視頻（每個視頻長度為5 min～15 min），內(nèi)容組織上注意與復(fù)雜非電專業(yè)融合、不同專業(yè)應(yīng)用到電工電子技術(shù)的嵌入與交叉學(xué)科專業(yè)聯(lián)系。同時，在視頻恰當(dāng)位置插入測試題，回答問題才能繼續(xù)觀看視頻，以實現(xiàn)課堂提問的效果，課前階段教學(xué)設(shè)計如圖1所示。

圖1 課前階段教學(xué)設(shè)計

2.2 “電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)設(shè)計

依據(jù)新工科及OBE理念對“知識點”實施重組，按照不同專業(yè)需求，將傳統(tǒng)知識點融合于學(xué)習(xí)情境中，優(yōu)化重構(gòu)電路模塊26學(xué)時，模電模塊20學(xué)時，數(shù)電模塊18學(xué)時。知識體系重構(gòu)是將傳統(tǒng)課堂教學(xué)內(nèi)容與各非電專業(yè)培養(yǎng)計劃充分契合，精選教育內(nèi)容，提煉重點知識點。課程采取“課前自學(xué)”“線上線下混合教學(xué)”“線下討論”“綜合實訓(xùn)”“創(chuàng)新大賽”和“興趣小組電子協(xié)會”六聯(lián)驅(qū)動模式下的交叉融合教學(xué)方法。將啟發(fā)式教學(xué)、研究式學(xué)習(xí)、問題式辨析、反思式評價融為一體，已經(jīng)逐步形成“教師推送任務(wù)—學(xué)生線上自主預(yù)習(xí)完成任務(wù)—課堂講授、課堂討論、分組討論或?qū)W生講解—在線自測反饋、輔導(dǎo)答疑”的教學(xué)循環(huán)過程及教學(xué)設(shè)計過程。混合式“金課”教學(xué)模式設(shè)計如圖2所示。

圖2 “電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)設(shè)計

3 非電專業(yè)“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)模式實踐

3.1 非電專業(yè)“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)實施

3.1.1 把牢政治方向，“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”融入課程思政

將模電模塊的特點與課程思政相結(jié)合，尋找課程內(nèi)容與課程思政之間的融合點。利用學(xué)校的課程中心平臺和在線直播，采用合理的教育模式，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識和創(chuàng)新能力，適時培養(yǎng)學(xué)生的祖國情懷、人生價值觀和方法論。“做事沒技巧，吃力不討好”說明要提高做事效率，必須采取巧妙方法。掌握各種電氣電子設(shè)備的工作原理有助于使用者最大限度地發(fā)揮它們的作用。電氣電子設(shè)備的每一個系統(tǒng)都包含了多種復(fù)雜電路，但無論多復(fù)雜，其分析和計算方法都源于基本的電路定理和定律。利用等效變換方法先將比較復(fù)雜電路化為簡單電路，再運用電路基本定律求解。在科學(xué)思考中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中思考，“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，在思考中實踐與創(chuàng)新，提高效率。引導(dǎo)高校學(xué)生在自我成長過程中，積極主動積累知識，自我沉淀，提高綜合素質(zhì)，時刻準(zhǔn)備迎接挑戰(zhàn)，才能把握機(jī)會，走向自我成才之路。

3.1.2 構(gòu)建師生同構(gòu)共生鮮活互動的課堂生態(tài)

1）鮮活互動生機(jī)盎然，讓課堂“動”起來。在線教學(xué)活動，教師通過設(shè)置彈窗和章節(jié)測試，實現(xiàn)學(xué)生與教育資源之間的有效利用。最重要的是，這些數(shù)據(jù)可以有效判斷學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況，在開始線下課程之前準(zhǔn)確判斷學(xué)生掌握知識點情況。引入“智慧樹”“雨課堂”等工具，開展問卷調(diào)查和提問活動，第一時間檢驗學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)效果。2）重視第一次線下課，第一次混合式“金課”教育模式應(yīng)采用線下教育方式，給學(xué)生先介紹一下該課程特點，然后通過手機(jī)終端微信、QQ、郵件等，進(jìn)行學(xué)習(xí)進(jìn)度定時提醒，有效實現(xiàn)實時教學(xué)目標(biāo)。3）形成規(guī)律，立足習(xí)慣養(yǎng)成。引導(dǎo)學(xué)生形成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，迅速進(jìn)入混合式教育模式下的學(xué)習(xí)狀態(tài)。4）尊重學(xué)生個人差異，教師要充分尊重學(xué)生，根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)知識水平和能力，實施差異化的教育和人才培養(yǎng)計劃設(shè)計，制定個性化教育設(shè)計。

3.2 非電專業(yè)“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)實踐成效

基于中國大學(xué)MOOC平臺的“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程混合式“金課”教學(xué)，不再是傳統(tǒng)教育模式中以教師為重心的“教”，而是以學(xué)生為主體的“學(xué)”。利用大學(xué)MOOC平臺線上授課23次，考核605人次，發(fā)布互動68次，累計課堂活動參與總?cè)舜? 796。

3.2.1 同學(xué)自主發(fā)布討論話題

“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的理論性較強，教學(xué)內(nèi)容較難理解。但通過線上平臺，學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺針對新知識的重點和難點可以在討論區(qū)進(jìn)行討論，教師也可隨時隨地針對學(xué)生難點問題進(jìn)行解讀。

3.2.2 教學(xué)考核情況

對于鄭航非電專業(yè)教學(xué)模式改革，其中短小精悍的微課視頻、“有圖有真相”的微信推文、有針對性的隨堂檢測讓本來枯燥無味的模電、數(shù)電知識變得易理解、易掌握。中國大學(xué)MOOC平臺隨時隨地的學(xué)習(xí)模式，有利于提高教學(xué)效果，學(xué)生在各個方面均有明顯改善：1）線上線下學(xué)生出勤率高達(dá)97%，較傳統(tǒng)教學(xué)模式提高13個百分點；2）線上線下課堂氣氛活躍，平時不積極的學(xué)生也積極參與老師發(fā)出的討論；3）學(xué)生對電工電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)興趣有所提高；4）學(xué)生學(xué)習(xí)成績有所提升。如圖3所示，以2019級機(jī)械2班、3班、4班三個班級125人教學(xué)為例，以最后學(xué)生期末考試成績?yōu)楸容^分析對象，使用“金課”教育模式的班級在90分以上及80~89分區(qū)間人數(shù)明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)模式，而不及格人數(shù)明顯較少。可見，混合式“金課”教育模式切實提高了電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果。

圖3 學(xué)生綜合成績分布圖

4 結(jié)束語

課題組以鄭航計算機(jī)類、航空航天類、機(jī)械類、材料類等非電專業(yè)學(xué)生為研究對象，針對開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新，構(gòu)建“課前自學(xué)”“線上線下混合教學(xué)”“線下討論”“綜合實訓(xùn)”“創(chuàng)新大賽”和“興趣小組電子協(xié)會”六聯(lián)驅(qū)動模式下的交叉融合教學(xué)方法，完成“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”協(xié)同性設(shè)計，優(yōu)化課程內(nèi)容，突出教學(xué)重點，建立電路、模電、數(shù)電模塊庫，強化模塊組合。最后，以鄭航為例，對非電專業(yè)“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)模式進(jìn)行實踐，通過學(xué)生參與討論情況、學(xué)習(xí)進(jìn)度、最后綜合成績分布，證明非電專業(yè)“電工電子技術(shù)基礎(chǔ)”混合式“金課”教學(xué)模式可以充分調(diào)動學(xué)生積極性，打破傳統(tǒng)教育的“滿堂灌”模式。將立足區(qū)域經(jīng)濟(jì)需求，努力探索以“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”為導(dǎo)向的新工科航空電子控制類OBE人才培養(yǎng)模式，做好供給側(cè)改革，提升在校生培養(yǎng)質(zhì)量和畢業(yè)生就業(yè)競爭力及學(xué)生發(fā)展需求契合度。