李 科， 吳云志， 樂 毅， 張友華

(安徽農業(yè)大學 信息與計算機學院， 合肥 230036)

“模擬電子技術”(以下簡稱“模電”)課程的特點是理論與實踐相結合，不僅是電子信息類專業(yè)學生的必修科目，也是一門重要的專業(yè)基礎課。本課程的目標是使學生具有深厚的理論基礎,同時培養(yǎng)學生較強的實際動手能力。其前修課程為“電路原理”, 在“模電”中要求學生能應用“電路原理”知識，熟練地分析電路和計算電路參數(shù)[1]。

本課程的教學對學生要求是：課前要預習課程內容并提出疑問和設想；課中逐步解開自己的疑問；課后多做習題以便更好地掌握課程知識。課程教學的目的是：使學生在掌握常用半導體器件和基本放大電路工作原理的基礎上，熟練掌握參數(shù)估計的方法。會根據(jù)實際情況選用合適的放大電路，滿足實際應用的要求。為后續(xù)的“高頻電子線路”、“數(shù)字電路基礎”以及“自動控制原理”等課程打好基礎[2]。

1 問題與現(xiàn)狀

1.1 “模電”教學存在的問題

“模電”課程內容離大學生活過于遙遠，課程的枯燥乏味讓學生難以提起學習興趣，擺在教師面前的一個挑戰(zhàn)就是如何讓“模電”教學變得生動活潑，激發(fā)學生的學習熱情。同時，該課程還面臨學時被大量壓縮的困難，以安徽農業(yè)大學通信工程專業(yè)為例，選用童詩白、華成英主編的《模擬電子技術基礎(第五版)》為教材，學時和學分從原來的64學時、4學分縮減到56學時、3.5學分。因此，如何利用有限的時間達到預期的教學效果，是我們教學改革努力的方向?！澳ｋ姟笔謴娬{應用實踐，但我校該課程的實驗條件有限，仍然是在模塊化實驗箱上用導線連接的操作方式進行實驗，本質上離不開驗證性實驗的范疇，往往在課程結束以后學生仍然缺乏掌握分析和解決實際問題的能力。因此，“模電”課程教學改革迫在眉睫。

1.2 教學改革的現(xiàn)狀

目前有些高校在教學中仍然是以教師依靠PPT和板書講授知識為主，學生處于被動接受傾聽的傳統(tǒng)教學模式，課堂缺乏互動性，這種方式壓抑了學生的主觀能動性和獨立思維。近年來有很多高校都對“模擬電子技術”課程的教學改革進行了嘗試：浙江大學的唐坤杰等[3]引入了“過程監(jiān)控”，教師對學生的評價從單純的考試轉向整個學習過程，提高了教學效果和學生的綜合能力；蘭州理工大學李曉英等[4]利用網(wǎng)絡教學工具雨課堂，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)了靈活、方便、快捷、實時的翻轉課堂；清華大學的葉朝輝等[5]將“模擬電子技術”課程教學劃分為四個層次，從基礎知識到實例教學，著重培養(yǎng)學習的實踐創(chuàng)新能力；渤海大學的張愛華等[6]通過設置多維度教學目標，設計創(chuàng)新啟蒙篇及創(chuàng)新實踐篇，有效實現(xiàn)專業(yè)教育與創(chuàng)新教育的融合；青島濱海學院的劉愛等[7]提出小課題實驗教學，通過實際操作加深了對器件的直觀認識，鍛煉了學生的綜合實踐能力；北京石油化工學院的晏湧[8]將“任務驅動”的思想應用在預習、講解、復習環(huán)節(jié)中，提升了實驗教學的效果；哈爾濱工程大學的王革思[9]通過融合課程特點研發(fā)優(yōu)質教學資源，設計了開放式實驗教學平臺，有利于教學水平的提高。

綜上所述，當前“模電”課程教學改革主要包括兩個方面。一方面發(fā)揮網(wǎng)絡優(yōu)勢，充分利用MOOC、雨課堂等網(wǎng)絡資源，提高網(wǎng)絡教學的趣味性和互動性。同時把Multisim仿真軟件引入到“模電”理論教學中，通過理論課所學知識來設計仿真電路，反過來用仿真結果來加深對理論知識的理解[10]。另一方面加強模擬電子技術實驗教學的比重，通過自主研發(fā)實驗項目，創(chuàng)新改革實驗內容，從而達到理論與實踐相互驅動、相互補充的良好效果[11]。這兩個方面都為“模擬電子技術”課程的完善和提高起到了推動作用。

2 “模電”混合式教學改革與實踐

2.1 混合式教學的優(yōu)勢

在當前“新冠疫情”常態(tài)化管理的情況下，線上與線下混合式教學成為了全國高校主流的教學模式[12]。我們在教學中應當充分利用現(xiàn)代信息技術和網(wǎng)絡資源進行信息化教學，同時通過師生研討、課后答疑等啟發(fā)式教學引導學生的積極思維，達到教與學互贏的目的?！熬€上教學”是一種不受空間、地域的限制的全天候教學方式，互動輕松，交流便捷，并帶有一些寓教于樂的色彩，同時阻隔了“新冠疫情”傳播的可能性[13]?！熬€下教學”已不再是傳統(tǒng)的課堂講授，而是利用線下這種面對面的機會，開展小組討論和問題答疑，可在教室內開展師生互動?；旌鲜浇虒W將互聯(lián)網(wǎng)教育與面授教育相結合，在時間和空間上開展教學活動[14]。目前，對混合教學的研究主要集中在創(chuàng)新的教育模式上，如小型私人在線課程(SPOC)、翻轉課堂[15-16]等。然而，混合式教學在實際實施的過程中往往流于形式，僅僅將網(wǎng)絡教學與課堂教學進行簡單的疊加，忽視了兩者之間的聯(lián)系與融合。另外，混合式教學在小班形式下效果顯著，大班授課時由于學生參與度不高，翻轉課堂的靈活性難以得到體現(xiàn)。在這里，我們對課程進行了必要的創(chuàng)新改革：主要包括上課前的課程設計構思，上課時如何去具體實施，下課后如何鞏固理論知識，以及最終成績的評價標準四個方面。

2.2 “模電”混合式教學的課前設計

“模電”混合式教學的課前設計示于圖1。在已了解本校學生的具備的基本素質、基本知識和學習態(tài)度的基礎上，根據(jù)培養(yǎng)目標，打破傳統(tǒng)教材的限制，重構和整合碎片化的知識點，梳理出符合學生學習情況的教學內容。利用思維導圖的形式構建“模電”課程知識圖譜[17]，把“模電”課程分為常用半導體、基本放大電路、集成運放電路、直流電源、信號運算和處理等。通過使用層次知識圖譜建立知識點之間的聯(lián)系，學生可以逐步培養(yǎng)系統(tǒng)思維?！澳ｋ姟闭n程知識點散亂繁多，教師可以把重要的知識點設計成微任務服務于翻轉課堂的教學，使用任務驅動的方法，學生被引導按先易后難的順序完成微課的學習。在這個過程中，學生帶著任務、帶著目標去學習微課的內容，就會全神貫注認真聆聽。而幫助學生將抽象概念、枯燥的理論有機結合，構建成系統(tǒng)的知識體系，是通過串聯(lián)微任務設計和翻轉課堂來實現(xiàn)的。

圖1 “模電”混合式教學的課前設計

微課的特點是時間較短、內容精煉，制作的微視頻時長一般不超過十分鐘[18]。教師在講解知識點時要語言流暢、吐字清晰，在設計PPT時應當突出重點，并配以背景音樂、操作示范等。教師不需要錄制所有的微課視頻，只需根據(jù)本校學生的學情，有針對性地錄制部分適合本校學生使用的視頻，而其余的視頻可以在網(wǎng)絡上篩選一些國內外著名大學共享的微課資源，如有必要的話可對視頻進行剪輯。微課符合網(wǎng)絡時代自主學習和個性化學習的需求。學生可以自由分配時間進行自主學習，遇到重點和難點時，還可以重復播放。它相比于傳統(tǒng)的教學方式娛樂性強，能激發(fā)學生求知的興趣。

2.3 基于學習通和騰訊會議的課中實施

基于學習通和騰訊會議的課中實施分為預習和翻轉課堂兩個部分(見圖2)。在翻轉課堂之前，教師預先在學習通上發(fā)布任務清單和思考題(見圖3)，并提供微視頻與電子課件，預習時間不宜太長，應當控制在1小時以內。學生可靈活選擇預習時間，觀看教師提供的學習資料，并將思考題答案以及在學習過程中遇到的問題反饋到學習通上。學生通過預習對本次課的內容有了一個初步的理解，接下來教師需要根據(jù)問題反饋的情況，集中梳理出一些共性問題，根據(jù)問題的類型組織課堂教學內容，布置課堂討論任務。翻轉課堂一般包括簽到、集中講授、專題研討和個別答疑四個部分。簽到、搶答、選人、分組等都可以采用學習通完成。教師首先對于課前預習的情況進行點評，集中解答學習過程中普遍出現(xiàn)的共性問題，之后將書本中的重點、難點知識向學生詳細解析，最后再提出深層次的問題，引導學生開展小組專題研討，激發(fā)學生的積極性，暢所欲言，各抒己見，使大部分學生更深入的掌握相關的知識。同時，要有意識的照顧到個別接受能力較慢的學生，為他們答疑解惑。

圖2 混合式教學的課中實施

圖3 發(fā)布任務

在實施混合式教學時，還應該注意以下幾個問題：

(1)翻轉課堂與傳統(tǒng)教學之間的關系。并不是所有的“模電”課程內容都可以翻轉。一般情況下，概念抽象、理論性強的內容不適合翻轉，比如基本放大電路、放大電路中反饋等，而概念相對容易，應用較強的內容適合翻轉，比如信號的運算和處理、波形的發(fā)生和信號的轉換等。對于不適合翻轉的內容，仍然采用傳統(tǒng)的教學模式。傳統(tǒng)教學和翻轉課堂應根據(jù)教學進度交替進行。

(2)合理的安排分組。每個小組既有學習積極性高的學生，又有學習主動性弱的學生，組長采用輪換制，這樣學生之間可以互相幫助，互相監(jiān)督，共同進步。討論時隨機抽取小組和小組成員，小組各成員不僅要獨立思考，而且要共同討論，這樣就能避免有些學生想要蒙混過關的現(xiàn)象。

(3)傳統(tǒng)教學的實施。對于教師而言，出發(fā)點是激發(fā)學生興趣，提高學生學習效率。因此要從學生的角度思考問題，用通俗的語言，深入淺出的解釋概念和定義。在課堂教學時，教師可開啟彈幕功能，把搶答題發(fā)布在學習通上，學生的答案會顯示在屏幕上，教師給答對的學生加平時分，這種方式促進了師生的互動，提高了學生的積極性(如圖4所示)。同時，可以把部分理論課程安排到實驗室中進行，邊講解邊實驗，理論與實際相結合，讓學生更加直觀的理解和掌握晦澀難懂的概念。

圖4 互動答疑

2.4 基于“模電”教學資源網(wǎng)站的課后鞏固

課堂教學結束之后，知識的鞏固階段可以借助“模電”教學資源網(wǎng)站來完成。傳統(tǒng)的課堂上，教師布置的作業(yè)以計算分析題為主。在“模電”教學資源網(wǎng)站上(如圖5所示)，課后作業(yè)的形式變得更加豐富，除了測試題庫外，還可以發(fā)布拓展性的資料閱讀、總結筆記，以及實踐性的電路仿真、案例設計、實物制作等。另外，還建設有知識導引、重難點解析、微視頻、電子課件、討論區(qū)、創(chuàng)新課題等板塊?？梢杂兄谶M一步提升那些有能力的學生的技能，開拓他們的視野。

圖5 “模電”教學資源網(wǎng)站

測試題庫包括綜合測試和基礎測試，學生可自行選擇測試內容，完成答題后自動提交，系統(tǒng)自動給出答案，并標明正確錯誤情況。根據(jù)測試的情況，學生再回頭復習微課或電子課件，可以鞏固上課所學知識并提高整體學習效果。通過閱讀擴展資料，可以使學生了解模擬電子技術的歷史和前沿?？偨Y的重要性對于學習任何一門課程來說都是毋庸置疑的，就“模電”課程來說，知識點雜散，概念繁多，學生自己通過總結把所有內容串聯(lián)起來，構建系統(tǒng)的知識。電路仿真是由Multisim軟件提供虛擬仿真環(huán)境，包括電路分析實驗和功能電路實驗。學生將相應的成果拍照上傳，或者帶到線下課堂，由教師根據(jù)完成情況進行點評。所謂創(chuàng)新課題，是對“模電”課程的延展和提升，旨在通過大學生創(chuàng)新項目、專業(yè)競賽等推進學生創(chuàng)新與實踐能力的有效進展。

3 “過程監(jiān)控”的評價與反饋

“過程監(jiān)控”是一個全面客觀地評價學生綜合能力的全新模式。在這個模式中，對于學生的評價指標將從單純的考試分數(shù)轉變?yōu)榻Y果與過程相結合。以學習通和“模電”教學資源網(wǎng)站為手段，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和學習興趣為導向，實施評價方式的改革。建立多元化的課程考核體系：平時作業(yè)20%、期末考試 30%、案例設計10%、課程討論10%、仿真報告10%、線上測試20%。降低了期末考試的比例，重過程、輕結果。

從實踐效果來看，大部分學生對混合式教學模式給與了高度肯定。從最近幾個學期的成績對比可以看出，混合式教學要優(yōu)于其他兩項。如圖 6所示。

圖6 不同教學方式成績對比

分析其原因可能包括以下幾個方面：第一，混合式教學是學生帶著問題來上課，提高了學生自學能力。第二，線下教學除了集中面授之外，還增加了小組討論和個別答疑，可以有效解決學生在電路仿真、實物制作過程中遇到的問題，促進了理論與實踐的融合。第三，由于線上教學過程特別依賴學生的自覺性。如果學生難以自控，則可能會使線上教學流于形式，出現(xiàn)濫竽充數(shù)的情況。

4 結語

現(xiàn)代信息技術與創(chuàng)新教學方法的融合為教學改革提供了新的思路。本文分析了“模擬電子技術”教學中存在的問題和教學改革的現(xiàn)狀。還就基于學習通和“模電”教學資源網(wǎng)站，從上課前的課程設計構思，上課時如何去具體實施，下課后如何鞏固理論知識，以及最終成績的評價標準四個方面，闡述了混合式教學的具體改革方案。該方案提高了學生的參與度和積極性，帶來了全新的學習體驗，也促進了教師的教育能力和教學水平的提高。但是，混合式教學過程中還存在一些問題，要求教師必須時常更新教育理念，掌握現(xiàn)代教學方法，努力提升教學效果。