李香宇 胡昊 劉曉娣 張靜
[摘 要]針對教育部“停課不停教、停課不停學(xué)”的倡議,模擬電子技術(shù)課程開展了線上線下混合式教學(xué),以“任務(wù)驅(qū)動—在線自學(xué)—精講研討—鞏固拓展”四元化教學(xué)組織形式促進線上、線下教學(xué)效果達到“實質(zhì)等效”。實踐表明,混合式教學(xué)使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、查找資料能力、深度思考能力、觀點獨立表達能力等都得到了全面的提升,取得了很好的教學(xué)效果。
[關(guān)鍵詞]混合式教學(xué);模擬電子技術(shù);線下實驗
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2022)09-0135-03
一、課程教學(xué)現(xiàn)狀
(一)地位和特點
模擬電子技術(shù)課程是高等教育電子信息類專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。本門課程的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生獲得模擬電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)理論和基本技能,學(xué)生基本的電路分析能力、簡單電路系統(tǒng)的故障排除能力、集成電路的應(yīng)用能力、基于EDA的電路仿真與設(shè)計能力、創(chuàng)新精神和工程意識均得到培養(yǎng),學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)能力也得到提升。該課程的教學(xué)在人才培養(yǎng)方案中起著承上啟下的作用,是切實提高航空類和指揮類人才電子技術(shù)工程素養(yǎng)和實踐能力的必要環(huán)節(jié)。
該課程內(nèi)容有“三多一少”(概念多、符號多、原理多、實踐少)的特點,教師難教,學(xué)生難學(xué),素有“魔鬼電路”和“模糊電路”之稱[1]。該課程兼具挑戰(zhàn)性和高階性特點;專業(yè)背景強,要結(jié)合工程性、應(yīng)用性與實戰(zhàn)化需求實施教與學(xué);工程實踐覆蓋面廣,實踐和工程思維培養(yǎng)貫穿教與學(xué)始終。這些都使課程常面臨老師不好教、學(xué)生不好學(xué)的尷尬境地。
(二)問題與機遇
2018年9月,教育部發(fā)布了《教育部關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》(新時代高教40條)[2],指出要推動教學(xué)改革,以學(xué)生為中心,積極構(gòu)建線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。2020年2月4日,教育部出臺《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》[3],提出“停課不停教、停課不停學(xué)”的要求。為順應(yīng)當(dāng)前教育教學(xué)改革趨勢,適應(yīng)當(dāng)前疫情防控形勢,2020年2月5日海軍航空大學(xué)提出“延返不延學(xué)、隔離不隔教”的教學(xué)倡議,同時對教師進行在線課程培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo),為在線課程的開設(shè)提供技術(shù)支撐和政策保障。
另外,隨著科技的發(fā)展,信息化教學(xué)手段被廣泛運用于實際教學(xué)當(dāng)中。多媒體技術(shù)已不可或缺,“互聯(lián)網(wǎng)+”廣泛融入,MOOC、SPOC、微課等資源日益豐富,線上學(xué)習(xí)方式多種多樣,電子設(shè)備、軟件平臺的輔助學(xué)習(xí)功能越發(fā)強大[4]。如果將移動互聯(lián)網(wǎng)和電子設(shè)備變?yōu)閷W(xué)習(xí)工具,更好地助力線上學(xué)習(xí),可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主性,將獲得更好的教學(xué)效果。在這樣的背景和機遇下,模擬電子技術(shù)課程組開展了線上線下混合式教學(xué)。
二、教學(xué)資源準備
(一)了解學(xué)生學(xué)情,制訂教學(xué)方案
教師只有充分了解學(xué)生的基本情況,才能有針對性地制訂教學(xué)方案。模擬電子技術(shù)授課對象為大二學(xué)生,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好、求知欲強,前期學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路等先修課程,已經(jīng)基本具備學(xué)習(xí)本課程的知識基礎(chǔ);課題組在智慧樹、釘釘、學(xué)習(xí)通、云視訊等平臺上開設(shè)了線上課程,已經(jīng)基本具備開設(shè)線上課程的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ);部分學(xué)生已進入電子設(shè)計俱樂部,具備開展模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)的基本能力和素質(zhì)。但部分學(xué)生缺乏必要的工程思維系統(tǒng)和工程技術(shù)意識,對半導(dǎo)體器件芯片和電子電路缺少感性認識,缺少實際操作經(jīng)驗和基本技能。
針對學(xué)生的基本情況,課題組多次開展調(diào)研調(diào)學(xué)、議教議訓(xùn)和預(yù)先演練,最終以提高學(xué)生的綜合能力為目標,選擇了線上線下混合式教學(xué)模式:線上教學(xué)選用學(xué)堂在線MOOC模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(華成英)、騰訊會議、學(xué)習(xí)通相結(jié)合的方式開展,線下教學(xué)主要開展研討交流、基礎(chǔ)實驗、實踐操作等活動。
(二)重構(gòu)知識體系,整合教學(xué)內(nèi)容
模擬電子技術(shù)課程以“為戰(zhàn)教戰(zhàn)”為導(dǎo)向,以相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)方案為依據(jù),重構(gòu)模擬電子技術(shù)知識體系,整合課程教學(xué)內(nèi)容。課程組針對該課程內(nèi)容多、理論深、實踐性強、應(yīng)用廣而學(xué)時少的特點,在對后續(xù)專業(yè)課程需求和部隊崗位要求進行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,著眼當(dāng)前需要和未來發(fā)展,通過“一刪”“二減”“三增”,即刪除陳舊內(nèi)容,減少專業(yè)性很強的內(nèi)容、繁雜的公式推導(dǎo),增加實踐性教學(xué)內(nèi)容、信息化教學(xué)內(nèi)容和軍事應(yīng)用實例,科學(xué)處理 “基礎(chǔ)性與先進性”“理論性與實踐性”的關(guān)系,遵循高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度、實戰(zhàn)化的原則,構(gòu)建以半導(dǎo)體材料、器件和電路為基礎(chǔ),以模擬電路為研究對象,以基本概念、基本理論和基本分析方法為核心內(nèi)容,以航空電子裝備為背景和支撐,理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機結(jié)合的課程內(nèi)容體系。
(三)邊學(xué)邊建邊調(diào),補充完善資源
為了更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,在教學(xué)過程中,教師要一邊充實課程內(nèi)容,一邊調(diào)整教學(xué)方式,一邊建設(shè)課程。學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)堂在線的MOOC時,基本能夠掌握大部分課程的知識,但知識點之間是獨立的、碎片化的、孤立存在的,學(xué)生通過MOOC的學(xué)習(xí)很難將知識體系建立起來。此時,教師就要像用繩串珍珠項鏈一樣,幫助學(xué)生建立知識點之間的聯(lián)系,從而構(gòu)建課程的知識體系。課題組教師先后錄制了648分鐘的微課視頻,作為MOOC的有效補充,對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到了促進作用。
學(xué)生僅僅通過“MOOC+視頻”來學(xué)習(xí)還不夠,還要不斷通過做題來檢查知識的掌握程度;教師要課前發(fā)布預(yù)習(xí)題,課后發(fā)布作業(yè)題,并及時做好作業(yè)的批改和講解。因此,課題組教師補充完善了試題庫、試卷庫,開發(fā)了試題1022道。
三、教學(xué)流程設(shè)計
課程組教師以“任務(wù)驅(qū)動—在線自學(xué)—精講研討—鞏固拓展”的四元教學(xué)組織形式(見圖1)對知識點進行有效銜接,將課內(nèi)課外、校內(nèi)校外、網(wǎng)上網(wǎng)下教學(xué)資源有效整合,通過師生、生生之間的有效交互,促進線上、線下有效教學(xué),達到線上、線下教學(xué)“實質(zhì)等效”的效果。
(一)任務(wù)驅(qū)動教學(xué),設(shè)置教學(xué)目標
課程組教師通過學(xué)習(xí)通平臺發(fā)布本學(xué)期中每月、每周,甚至每天的學(xué)習(xí)計劃,包括教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、重難點、教學(xué)組織形式、教學(xué)安排等,讓學(xué)生對此有清晰了解。
傳統(tǒng)教學(xué)目標通常運用“了解、理解、熟悉、掌握”等詞語表達,過于籠統(tǒng)、難以衡量,學(xué)員面對大量的信息會產(chǎn)生極大的壓力,學(xué)習(xí)積極性受挫。在教學(xué)中,可根據(jù)布魯姆教育目標分類法,運用“識別、舉例、比較、區(qū)別、評論”等詞語,從認知領(lǐng)域的六個層面對每節(jié)課的教學(xué)目標進行合理設(shè)定,在課前自主學(xué)習(xí)時間告知學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生合理規(guī)劃學(xué)習(xí)過程,在自主學(xué)習(xí)中有的放矢。
(二)學(xué)生在線自學(xué),測試預(yù)期效果
根據(jù)課程教學(xué)安排,對照高等教育出版社出版的《模擬電子技術(shù)》教材的相應(yīng)章節(jié),學(xué)生通過學(xué)堂在線平臺的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(華成英)MOOC完成課前學(xué)習(xí),同時學(xué)習(xí)教師課前推送的相關(guān)教學(xué)資源,對基本知識進行認知、理解,還要在學(xué)習(xí)通平臺上完成當(dāng)堂課內(nèi)容的課前測試。通過查看學(xué)習(xí)通平臺上學(xué)生的完成率、正確率等數(shù)據(jù),教師能夠掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)中存在的問題,然后對沒完成的學(xué)生單獨溝通、督促完成,對共性問題進行集體精講,對個性問題進行單獨輔導(dǎo),從而達到預(yù)習(xí)課程的效果。
(三)課上精講研討,解決疑難問題
教師在課上應(yīng)根據(jù)學(xué)生的認知規(guī)律,遵循從實際出發(fā)、由淺入深、循序漸進的原則,按照“案例—概念—電路—原理—方法”的思路精講重難點知識,解決課前遇到的疑難問題。教師可通過裝備案例引入提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,通過動畫加強學(xué)生對概念的認知,通過Multisim仿真驗證加深學(xué)生對電路原理的理解,通過電路實物增強學(xué)生的感性認識,最后促使學(xué)生完全掌握知識點。教師在課上還應(yīng)對任務(wù)點完成得好的學(xué)生給予表揚,對完成得不好的學(xué)生進行針對性提醒,督促學(xué)生按照學(xué)習(xí)進度學(xué)習(xí)。另外,可采用探討互動、彈幕互動、抽獎競答、頭腦風(fēng)暴等多種教學(xué)方式,促使師生、生生有效交互溝通,實現(xiàn)有效的課堂教學(xué)。課程教學(xué)中采用Multisim電路仿真和實物實作項目如圖2所示。
(四)鞏固拓展知識,布置多樣化作業(yè)
教師要在課后布置多樣化的作業(yè)任務(wù),如線上作業(yè)、自主討論、電路仿真、實物實作等,幫助學(xué)生鞏固、理解、拓展所學(xué)知識。另外,學(xué)完每一章后,教師要采用思維導(dǎo)圖、課堂筆記展示等方式總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生建立起知識點之間的聯(lián)系,梳理知識點之間的脈絡(luò),最終使知識達到“一里寬一寸深”。
四、教學(xué)模式與方法
(一)協(xié)作式教學(xué)模式
教師圍繞學(xué)生開展教學(xué)活動,學(xué)生以小組為單位參與課程學(xué)習(xí)。將班級成員以3~5人編成一組,小組長發(fā)揮模范帶頭作用,小組內(nèi)所有成員共同努力、互幫互助,合作達成教學(xué)目標。教師在教學(xué)中還要融合多種教學(xué)模式,比如案例引入、師生互動、生生互動等,探究合作型學(xué)習(xí)。
(二)虛實結(jié)合方法
基于課程的工程實踐性特點,教師為學(xué)生提供Every Circuit電路模擬器、Multisim軟件兩種形式進行電路仿真,也可以結(jié)合課程內(nèi)容通過在線實驗教學(xué)平臺開展在線虛擬仿真,培養(yǎng)基于EDA的電路仿真與設(shè)計能力。為了讓學(xué)生深刻地理解理論知識,教師在課下還增加了實物實作項目,培養(yǎng)學(xué)生簡單電路系統(tǒng)的故障排除能力、集成電路的應(yīng)用能力,以提升學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)能力。
(三)課內(nèi)外思政教育相結(jié)合
教師引入裝備案例,讓學(xué)生進行仿真實驗、動手實踐操作,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程意識。同時,結(jié)合課程內(nèi)容、重要事件、節(jié)假日等讓學(xué)生撰寫心得體會,比如中國半導(dǎo)體行業(yè)的 “愛恨情仇”、放大電路隨想、母親節(jié)合影等題材,從而構(gòu)建“知識+技術(shù)+社會”一體化的思政教育理念,增強學(xué)生的使命感和榮譽感,使知識技能向情感價值自然遷移。
五、課程考核與改革成效
(一)多元化的過程性考核評價機制
課程組關(guān)注線上、線下學(xué)習(xí)全過程,同時注重課程效果的有效評估,推行課程考核模式改革?;谠诰€數(shù)據(jù)開展學(xué)員的日常管理,如將到課率、作業(yè)完成情況等信息及時反饋到班級,促進學(xué)員學(xué)習(xí)自覺性的養(yǎng)成?;谠诰€教學(xué)平臺,清晰把握每節(jié)課的測試成績、整體測試的正確率、每道題目的答案分布,以及學(xué)員個性化的學(xué)習(xí)活動、課程完成情況、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、每日測試情況。在線下,將隨堂測試、課堂回答問題、交流研討、實驗實作等情況作為學(xué)習(xí)過程評價的依據(jù),既關(guān)注班級整體情況,又聚焦學(xué)員個體的發(fā)展。
根據(jù)課程特點及教育教學(xué)改革的新要求,在原有的“筆試80%+平時表現(xiàn)20%(課堂表現(xiàn)、階段考查成績、課后作業(yè)等)”考核方式的基礎(chǔ)上進行改革,將學(xué)生的課上仿真實驗、硬件驗證性實驗以及課后開放性創(chuàng)新實驗等實操表現(xiàn)納入考核范疇,構(gòu)建了一種“筆試60%+實驗實踐20%+平時表現(xiàn)20%(課前預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)、階段考查成績、課后作業(yè)等)”的考核新方式,形成了多元化的過程性考核評價機制,突出了學(xué)生對理論知識的理解與深化的考核,提高了學(xué)生的理論應(yīng)用能力與工程實踐能力。
(二)課程評價及改革成效
課程依托學(xué)堂在線、學(xué)習(xí)通等教學(xué)平臺開展線上線下混合式教學(xué),先后開展問卷調(diào)查10余次,充分了解不同階段學(xué)生遇到的問題,并有效解決問題。據(jù)平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計,教師共發(fā)布任務(wù)點159次,學(xué)生共訪問章節(jié)8909次,任務(wù)點的完成率達到98%以上。通過結(jié)課后的學(xué)生問卷調(diào)查,了解到學(xué)生對課程教學(xué)的滿意度較高,說明主體教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)過程全程可控。
改革成效主要體現(xiàn)在以下幾點:(1)通過開展自主學(xué)習(xí)和協(xié)作式學(xué)習(xí),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力,促進了學(xué)生的深度思考能力和團隊協(xié)作精神;(2)基于課程的工程實踐性,通過裝備案例引入、學(xué)員動手實踐和學(xué)生對產(chǎn)業(yè)動態(tài)的現(xiàn)狀分析,構(gòu)建起 “知識+技術(shù)+社會”一體化的思政教育理念,激發(fā)了學(xué)生的愛國熱情和努力學(xué)習(xí)的意識,使模擬電子技術(shù)課程與思政課程同向同行;(3)學(xué)生綜合成績較往期學(xué)生的學(xué)習(xí)成績持平,但運用互聯(lián)網(wǎng)資源分析問題、收集資料和獨立表達觀點方面的能力強于往期學(xué)生,學(xué)生的綜合能力得到了進一步提升。
六、結(jié)語
軍校教師結(jié)合學(xué)校提出的“延返不延學(xué)、隔離不隔教”的教學(xué)倡議,實施了線上線下混合式教學(xué)改革,從改革結(jié)果看,學(xué)生的綜合能力得到了有效提升。但軍隊院校由于自身的特點,平時限制學(xué)生使用互聯(lián)網(wǎng),那么如何突破現(xiàn)有的桎梏、更好地利用線上資源就成為教師要探索的難題,因此繼續(xù)開展線上線下混合式教學(xué)還有很長的路要走。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 周曉華,陳祖斌.CDIO理念創(chuàng)新“模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2018(5):47-51.
[2] 楊丹,徐彬,閆欣. “新工科”背景下自動化專業(yè) “模擬電子技術(shù)”課程思政教學(xué)初探[J].工業(yè)和信息化教育,2020(5):53-57.
[3] 教育部應(yīng)對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見(教高廳〔2020〕2號)[EB/OL].(2020-02-05)[2020-10-25].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202002/t202002 05_418138.html.
[4] 趙琦,楊彥卓.基于混合式教學(xué)的電子電路課程體系設(shè)計與建設(shè)[J].教育現(xiàn)代化,2019(9):169-173.
[責(zé)任編輯:鐘 嵐]