電路分析基礎實驗混合式教學模式探索與實踐

李曉冬　李淑明

[摘 要]課題組分析了電路分析基礎實驗課程教學的現(xiàn)狀，針對傳統(tǒng)教學模式中存在的問題，根據(jù)該課程特點，探索構(gòu)建了線上線下教學有機融合的混合式教學模式。實踐證明，新的教學模式能夠有效提升實驗教學質(zhì)量。

[關鍵詞]電路分析基礎實驗;線上線下;混合式教學

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）07-0112-04

電路分析基礎實驗是我校電子信息、自動化、電氣工程等專業(yè)學生接觸的第一門專業(yè)基礎實驗必修課。作為理論課的延伸與拓展，該課程旨在幫助學生鞏固并加深對所學理論知識的理解，熟悉各種常用儀器的正確使用方法，了解各類常用元器件的識別測試手段，掌握基本電路的測量、分析方法，在此基礎上增強實踐操作能力，提升科學素養(yǎng)。其教學效果的好壞直接影響到模擬電子技術實驗、數(shù)字電路實驗等后繼實驗課程的開設[1]。

一、傳統(tǒng)電路分析基礎實驗教學存在的問題

（一）課外教學環(huán)節(jié)缺乏及時有效的引導、監(jiān)督、反饋機制，學生課外學習效果較差，直接影響課堂教學

課外教學環(huán)節(jié)是傳統(tǒng)電路分析基礎實驗教學的盲區(qū)。我校該課程開設的對象為大一學生，他們的自學能力普遍較弱，學習動力不足，再加上缺乏引導、監(jiān)督，課前預習、課后復習的質(zhì)量較差。然而，教師卻不能實時了解學生在課外的學習狀況和效果，對于惰性厭學的學生不能及時介入加以警示，對于苦學無效的學生不能及時答疑解惑，對于學有余力的學生不能及時引導幫助其提升，這些問題帶到課堂上對課堂教學活動的順利開展造成了較大影響。

（二）課堂教學環(huán)節(jié)以教師為中心，講授演示時間偏多，學生動手實驗的時間偏少，實驗過程重模仿輕探索

我校電路分析基礎實驗的總學時僅為16學時，學時偏少。教學內(nèi)容中屬于記憶性質(zhì)的淺層知識較多，諸如常用儀器的操作使用方法、各種元器件的識別及其特性測量、每個實驗項目的注意事項等，教師都需要花費不少時間講解演示，剩余時間很難組織起有效的研究活動，學生只能亦步亦趨，跟著教師機械地模仿完成，學生的創(chuàng)新精神和工程實踐能力得不到發(fā)展。

（三）考核評價偏重終結(jié)性評價，形成性評價比例偏低

傳統(tǒng)的實驗教學成績評價以期末考試這樣的終結(jié)性評價為主[2]，雖然也有平時成績這種名義上的形成性評價，但能夠及時提供有診斷性、反饋性的形成性評價[3-4]數(shù)據(jù)的其實不多。教師們更關心的是類似“在某一次實驗前，有多大比例的學生按照要求完成了預習內(nèi)容？他們各自花了多少時間在這件事情上？預習效果如何？哪些知識點預習效果比較差？課后復習有什么疑問？對本次實驗內(nèi)容的掌握程度如何？有哪些需要改進的地方？”這些能夠精確描述個人及群體在日常的學習過程中表現(xiàn)出的學習行為及其學習效果的數(shù)據(jù)，然而這些數(shù)據(jù)在傳統(tǒng)實驗教學中難以量化統(tǒng)計 [5]。

二、混合式教學的內(nèi)涵及優(yōu)勢

混合式教學是將傳統(tǒng)的線下課堂教學與線上網(wǎng)絡教學有機融合后形成的新的先進的教學模式[6-7]：學生首先在線上網(wǎng)絡教學環(huán)境中利用教師精心制作的教學資源進行自主學習，完成線上學習任務及測驗，隨后再進入線下實體課堂與老師、同學通過協(xié)作探究進行深度學習，最后回到線上進行鞏固、拓展。依托“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，混合式教學既突破了傳統(tǒng)教學模式受到的時間與空間的限制[8]，又解決了純網(wǎng)絡教學中師生分離嚴重的問題[9]，將教學活動從單一的傳統(tǒng)課堂延伸到課外，有利于激發(fā)學生主動擴展有效學習時間，協(xié)助教師和學生改變自身角色，使教師從單純的“知識傳遞者”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生學習過程中的“策劃組織者、監(jiān)督引導者”;使學生從被動的“知識接收者”轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥摹爸R獲取者”甚至是“知識的發(fā)現(xiàn)者”[10]。

三、電路分析基礎實驗混合式教學模式的設計

針對傳統(tǒng)電路分析基礎實驗教學模式中存在的問題，結(jié)合混合式教學的特點，我們對教學組織環(huán)節(jié)和評價體系進行了重新設計。

（一）教學組織環(huán)節(jié)的設計

實驗課程設計為 “課前導學”“課堂研學”“課后助學”三個教學環(huán)節(jié)。如圖1所示。

在“課前導學”環(huán)節(jié)，教師將實驗所用面包板和元器件提前發(fā)放給學生，并根據(jù)教學大綱和教學目標，在線上發(fā)布教學視頻、電子課件、預習思考題等課前學習資源和任務。學生可在課前自由選擇時間、地點學習并搭建電路，完成學習任務后將搭建的電路以視頻或照片形式上傳到線上由教師評價打分，最后通過線上預習測驗檢查預習效果，測驗成績由系統(tǒng)自動評判。在此環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)記錄著每一個學生的學習參與度及學習效果，包括每一份教學視頻、電子課件的觀看時間、次數(shù)、先后順序，課前電路搭建任務完成情況，測驗成績等，并實時向教師和所有學生公布。教師可根據(jù)反饋的信息為接下來的課堂教學環(huán)節(jié)做出必要的調(diào)整，也可通過QQ群向?qū)W生答疑解惑，督促部分后進學生及時完成課前預習任務;學生則能通過線上預習測驗、教師評價、班級同學的學習情況、QQ群上的師生和生生交流，了解自身學習問題，提升預習質(zhì)量。

在“課堂研學”環(huán)節(jié)，教師首先根據(jù)學生在“課前導學”環(huán)節(jié)暴露的問題進行有針對性的授課與輔導，引導學生完成基本實驗電路的測試任務。由于大部分淺層教學內(nèi)容已經(jīng)遷移到課前完成，教師可以抽出更多的時間開展課堂研討等深度教學活動。例如，在直流電路實驗中，組織學生討論研究疊加定理、基爾霍夫定律、戴維南定理的適用條件，并引導他們自主設計實驗，通過實驗證明自己的推測;在動態(tài)電路實驗中向?qū)W生展示RC電路的濾波特性，帶領他們利用RC電路設計一個簡單的低通或高通濾波器;在正弦電路實驗中，與學生共同探討利用所學知識測量未知電容、電感大小的方法;在諧振電路實驗中，與學生一起研究諧振電路的升壓特性，了解其在升壓電路、無線充電場合中的應用。

在“課后助學”環(huán)節(jié)，學生根據(jù)實驗內(nèi)容完成實驗報告的撰寫，再回到線上完成課后小測驗，檢驗其對本次實驗知識點的掌握程度，然后依照個人能力和興趣，自由選擇學習線上發(fā)布的課外拓展知識或選做實驗。選做實驗由學生自主設計測量步驟，完成數(shù)據(jù)測量，相關內(nèi)容以視頻、圖片的形式自行上傳到線上且面向班級所有人公開展示，教師、學生自己及其他同學均可參與評價打分。在此環(huán)節(jié)，學生線上的學習行為和評價仍由線上系統(tǒng)自動記錄，教師、學生仍然通過QQ群進行溝通交流。

（二）評價體系的設計

為了客觀、全面、及時地評價學生在整個學習過程中的表現(xiàn)和效果，為教師提供有診斷性的數(shù)據(jù)，有效激勵學生，我們對原有評價體系進行了完善與擴展。在考慮可操作性的前提下，適當增加了形成性評價項目比重，具體內(nèi)容見表1，主要增加了學生線上學習的參與度、課前與課后線上測驗、應用創(chuàng)新能力等評價項目。評價方式上除了傳統(tǒng)的教師評價，還引入了線上系統(tǒng)自動評判、學生自評與互評。考慮到學生能力和評價的公正性，學生自評與互評所占比例不宜過高，在應用創(chuàng)新能力項目中，自評占20%，互評占10%，70%的評價成績?nèi)杂山處煱芽亍Ｍ瑫r，整個評價內(nèi)容必須在第一次實驗課上向?qū)W生公布，評價過程及數(shù)據(jù)要保證實時性和透明性，教師和學生能夠隨時隨地查看評價數(shù)據(jù)，為教與學的及時反饋和調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。

四、電路分析基礎實驗混合式教學模式的實踐與效果

我們于2017～2018學年第2學期隨機選擇了我校電氣工程、自動化、電子信息、生物醫(yī)學工程四個專業(yè)2017級部分班級135名學生開展了試點教學。線上教學平臺選用的是藍墨云班課，這是一款優(yōu)秀的免費移動教學APP，具有豐富的功能。利用該軟件，教師可以便捷地管理自己的實驗課程，實現(xiàn)在線發(fā)布教學視頻、課件，布置批改作業(yè)，推送測驗，組織討論，自評與互評等線上教學活動，如圖2所示。藍墨云班課還能自動跟蹤記錄學生在線上的學習行為、學習成效，為考核評價提供數(shù)據(jù)支撐，所有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對教師和學生實行雙向透明，方便師生利用反饋數(shù)據(jù)診斷教與學過程中遇到的共性或個性問題，以及時調(diào)整教學策略，如圖3所示。同時，我們還建立了教學交流QQ群，作為課外教學環(huán)節(jié)的溝通渠道。

在整個教學實施過程中，可以感受到試點班學生學習積極性與學習質(zhì)量都明顯高于采用傳統(tǒng)教學模式的平行班學生。學期結(jié)束后我們向試點班135名學生發(fā)放了問卷調(diào)查，回收有效問卷126份，占93.3%。在有效問卷中，79.4%的學生認同新的教學模式，認為該模式能夠有效地激勵自己進行有針對性的主動學習;91.3%的學生對基于QQ群的教學互動交流方式持歡迎態(tài)度;80.2%的學生對評價體系較為滿意。同時，我們還對試點班與平行班的期終考試成績進行了對比，如圖4所示，可以看到，各專業(yè)試點班的成績均顯著高于平行班，總體平均成績提升9.6%，具體各專業(yè)成績提升比例分別為：電氣工程專業(yè)7.9%，電子信息專業(yè)15.9%，自動化專業(yè)9.5%，生物醫(yī)學工程專業(yè)5.2%。

實踐表明，實驗類課程引入混合式教學模式有助于培養(yǎng)學生主動學習能力，降低教師重復性教學勞動量，增進師生交流互動，提升實驗教學質(zhì)量，為實現(xiàn)傳統(tǒng)實驗課程“以教師為中心”的教學模式向“以學生為中心”的教學模式轉(zhuǎn)變提供了新的思路和解決途徑。

[ 參 考 文 獻 ]

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[9] 蘭瑩瑩. “互聯(lián)網(wǎng)+”給高等教育教學改革帶來的機遇和挑戰(zhàn)[J].大學教育，2018（5）：37-39.

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[責任編輯：鐘 嵐]