張永華 肖新華 張 健 吳 幸

(1.華東師范大學(xué) 通信與電子工程學(xué)院,上海 200241)(2.西平縣職業(yè)教育中心,西平 463900)

“傳感器實驗”是華東師范大學(xué)通信與電子工程學(xué)院為微電子專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課,并列為學(xué)院其他專業(yè)的選修課。該課程是在學(xué)生學(xué)完“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”理論及實驗課,以及“傳感器原理”課程的基礎(chǔ)上,所開設(shè)的一門工程應(yīng)用性非常強的專業(yè)實驗課。課程以傳感器原理為基礎(chǔ),以傳感器應(yīng)用為主線,內(nèi)容由若干個傳感器基礎(chǔ)知識驗證專題模塊構(gòu)成的單元和以實現(xiàn)傳感器應(yīng)用為目的的綜合設(shè)計實驗單元兩部分構(gòu)成。每個傳感器基礎(chǔ)知識驗證專題模塊,以圍繞某一種傳感器進行的性能測試組成。課程的設(shè)置不僅為配合傳感器理論課的教學(xué)需要,促進學(xué)生理論與實踐的結(jié)合,也著重于培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力,以及訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

1 混合式教學(xué)的意義

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向教育領(lǐng)域的逐步深入融合,在線開放課程教學(xué)應(yīng)運而生。2012年起,在線開放課程教學(xué)在全球范圍內(nèi)得到了快速的擴散與應(yīng)用,顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式和思維,為現(xiàn)代教育增添了新活力[1-2]。在此基礎(chǔ)上,兼有傳統(tǒng)課堂教學(xué)和在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢的線上線下混合式教學(xué)模式的出現(xiàn)[3-4],為實現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)起到了很好的推動作用。傳統(tǒng)的“被動、高控制、無法顧及學(xué)生差異”的課堂教學(xué)模式,轉(zhuǎn)向凸顯“主動”“交互”“差異化”等教學(xué)本質(zhì)和規(guī)律的新型教學(xué)方式變革的需要,使得在“傳感器實驗”教學(xué)活動中,探索與教學(xué)內(nèi)容有機整合的線上線下混合式新型教學(xué)模式、有效地提高教學(xué)效果,顯得十分重要。尤其在當(dāng)下,利用筆記本、平板電腦、智能手機等電子設(shè)備,通過互聯(lián)網(wǎng)獲取信息已成為學(xué)生生活學(xué)習(xí)中的常態(tài)化行為,也為混合式教學(xué)的實施,提供了很好的環(huán)境條件。

線上線下混合式教學(xué)在“傳感器實驗”課中的實施,需要關(guān)注以下幾個方面:

(1)學(xué)生“主動”“交互”“差異化”的學(xué)習(xí)要求。教學(xué)資源和教學(xué)手段的網(wǎng)絡(luò)化,在滿足“差異化”的基礎(chǔ)上,即在適合于學(xué)生個體學(xué)習(xí)要求的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)學(xué)生個體的“主動”“交互”學(xué)習(xí)目標(biāo)要求。

(2)提高線下課堂實驗效果。實驗課程的教學(xué),著重于學(xué)生動手操作能力的訓(xùn)練。而“傳感器實驗”的每個專題實驗內(nèi)容又各有其特點和難點。學(xué)生在線下課堂動手實驗之前,需要預(yù)先通過視頻,對相關(guān)實驗內(nèi)容知識點進行形象上的認識,從而提高后續(xù)線下課堂動手實驗操作的效果。

(3)強化對實驗結(jié)果的處理分析與再認識。以線下課堂和線上視頻中交叉設(shè)問的形式,引導(dǎo)學(xué)生反思實驗,以實現(xiàn)學(xué)生主動地、自主地學(xué)習(xí)。

(4)發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性?！皞鞲衅鲗嶒灐闭n程的綜合設(shè)計環(huán)節(jié),著重于學(xué)生對理論知識的綜合運用。借助在線多媒體資料,實現(xiàn)理論知識的實物再現(xiàn),既對學(xué)生有一定的引導(dǎo),又對設(shè)計目標(biāo)有所開放,并結(jié)合在線平臺互動模塊的應(yīng)用,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性。

2 混合式教學(xué)的設(shè)計

“傳感器實驗”課混合式教學(xué)的設(shè)計,圍繞“以學(xué)生為中心”的理念,以學(xué)校大夏學(xué)堂網(wǎng)絡(luò)平臺為依托,以積極引導(dǎo)學(xué)生主動使用、方便學(xué)生使用,實現(xiàn)“差異化”教學(xué)為目的,搭建合理的在線學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺,具體舉措如下。

(1)精心完善平臺PPT課件。作為實驗課綱領(lǐng)性文件,線上PPT將方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后鞏固,以利于學(xué)生主動、自主地學(xué)習(xí)。

(2)以規(guī)范學(xué)生實驗操作、減少儀器損壞和避免人身安全事故為目的,精心準備儀器設(shè)備使用說明微視頻和實驗操作規(guī)范測試系統(tǒng),使學(xué)生在走進實驗室動手實驗之前,通過觀看微視頻并完成在線測試,培養(yǎng)良好的操作習(xí)慣。

(3)精心制作用于基礎(chǔ)實驗教學(xué)的微視頻課件,以實驗專題為單元模塊,實現(xiàn)系列化,生動形象地闡明相關(guān)專題實驗的操作難點和操作要求,以利于學(xué)生在線下課堂動手實驗前,通過反復(fù)觀摩微視頻,較快地掌握相關(guān)操作知識和技巧,從而能在有限的線下課堂時間內(nèi)順利地完成,得到實驗結(jié)果,并在課后積極地處理分析實驗數(shù)據(jù),達到實驗?zāi)康摹?/p>

(4)以引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新為目的,精心制作用于綜合設(shè)計實驗指導(dǎo)的微視頻課件。綜合設(shè)計實驗視頻課件包括設(shè)計軟件應(yīng)用講解系列、實驗室制作PCB方法系列和電子作品展示系列。這些視頻課件既有所引導(dǎo),又有所開放,使學(xué)生結(jié)合網(wǎng)絡(luò)平臺視頻信息,在線下很好地完成以自選的某個傳感器為核心的實用電子作品的設(shè)計與制作。并通過撰寫設(shè)計報告,進行提煉總結(jié),實現(xiàn)對傳感器相關(guān)知識的再認識和創(chuàng)新能力的提高。

(5)以實現(xiàn)學(xué)生的“互動學(xué)習(xí)”為目的,完善交流板塊的設(shè)計。在“問題討論”板塊,不僅設(shè)置實驗內(nèi)容的問題討論,也設(shè)置關(guān)于平臺微視頻內(nèi)容的討論,還創(chuàng)造性地設(shè)置對主講教師編寫教材內(nèi)容的研討[5-6],引導(dǎo)學(xué)生提出修改意見。

混合式教學(xué)模式的課時安排,線下課堂面授與線上教學(xué)次數(shù)的設(shè)置,比例大概為2.5∶1,其中線上教學(xué)活動主要分散穿插安排在綜合設(shè)計實驗階段。具體教學(xué)活動實施方式包括:對于線下課堂面授,采用課前線上看視頻,課中提問預(yù)習(xí)情況、教師講解教學(xué)內(nèi)容/學(xué)生動手操作、點評學(xué)生作業(yè),課后在線測試、在線討論等;對于線上教學(xué),采用線上看微視頻、在線討論、在線測試等。

3 混合式教學(xué)的實踐

“傳感器實驗”課經(jīng)過一個教學(xué)班混合式教學(xué)活動實踐,效果十分明顯。

大夏學(xué)堂網(wǎng)絡(luò)平臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示:平均每個學(xué)生每次課的平臺點擊量為9.0次,遠高于混合式教學(xué)模式正式實施前的4.3次。而且,在沒有預(yù)先對學(xué)生設(shè)置視頻學(xué)習(xí)任務(wù)的情況下,在總的網(wǎng)絡(luò)平臺點擊量統(tǒng)計中,以微視頻為主的教學(xué)資源模塊部分占比達到67.18%,總數(shù)量為3991次,如圖1所示。這說明網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺微視頻、PPT等資源適應(yīng)了學(xué)生學(xué)習(xí)要求,為學(xué)生主動學(xué)習(xí)提供了很好的學(xué)習(xí)條件。

圖1 網(wǎng)絡(luò)平臺內(nèi)容區(qū)各板塊學(xué)生訪問量占比

由學(xué)生問卷調(diào)查反饋意見可知,學(xué)生觀看微視頻,約有2/3的學(xué)生平均看過2遍以上,這其中,有視頻看過1遍的,也有最多看過5遍的。這說明,混合式教學(xué)既可以讓學(xué)生線下課前做好預(yù)習(xí),又可以在線下課堂上隨看隨練,還可以用于課后回顧的線上微視頻資源,很好地實現(xiàn)了差異化教學(xué)的目的。

線上網(wǎng)絡(luò)平臺的問題討論板塊,學(xué)生也積極參與。其中“教材研討”論壇,針對主講教師編寫的上課用教材內(nèi)容進行討論。學(xué)期末從學(xué)生發(fā)言中匯總出近10條教材修改合理化建議。該話題論壇的設(shè)置,充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也達到了教學(xué)相長的效果。

在體現(xiàn)“傳感器實驗”教學(xué)較高能力要求的綜合設(shè)計環(huán)節(jié),每個學(xué)生均獨立地完成了一種傳感器應(yīng)用電子作品的設(shè)計和制作,電子作品展示有實用功能,成功率達到100%;且大約40%的學(xué)生在參考電路基礎(chǔ)上進行了完善和改進,使自己制作的電子作品性能得到了改善。而此前的教學(xué)班中,此兩項的數(shù)據(jù)分別為約93%和23%。這表明混合式教學(xué)模式,在實現(xiàn)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新思維能力的提高方面具有明顯的優(yōu)勢。

借助網(wǎng)絡(luò)平臺在線學(xué)習(xí)取代部分線下課堂教學(xué)的混合式教學(xué)模式,學(xué)生贊同比例達到97.37%,幾乎得到了教學(xué)班上所有學(xué)生的認可。對于線上課時數(shù)的安排,匯總學(xué)生問卷調(diào)查反饋意見,如圖2所示,線上學(xué)習(xí)安排次數(shù),以4～6次為宜。

圖2 期望線上課次數(shù)學(xué)生占比

4 結(jié)語

在“傳感器實驗”課教學(xué)中借助于在線網(wǎng)絡(luò)平臺,實行線上線下混合式教學(xué)模式,是實驗課教學(xué)活動的一種革新。新的教學(xué)方式,既保留部分線下課堂學(xué)習(xí),堅持強調(diào)對學(xué)生課堂動手做的實踐訓(xùn)練,又借助網(wǎng)絡(luò)平臺的自主課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、互動討論等功能,實現(xiàn)了學(xué)生彈性學(xué)習(xí)的要求;既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性,又兼顧了多層次學(xué)生的需求,滿足了學(xué)生“差異化”學(xué)習(xí)的要求,還達到了“互動”學(xué)習(xí)的目的。同時教材內(nèi)容研討話題的設(shè)置,使學(xué)生破除了“唯教材”心理,提高了創(chuàng)新自信理念,獲得了教學(xué)相長的效果。