電路慕課結合翻轉課堂的混合式教學對學生自主學習能力的培養

王源

摘 要 現代技術的發展帶來了教學手段的創新，給教與學帶來了新的便利，課外在線視頻mooc結合課上翻轉課堂這種混合式教學為學生自主學習創造了條件。學生是學習的中心，教師是主導，已經成為或正在成為主流教育理念，教學改革永遠在路上。

關鍵詞 慕課mooc 翻轉課堂 混合式教學 自主學習

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.02.051

Abstract The development of modern technology has brought the innovation of teaching means and new convenience to teaching and learning. The hybrid teaching of extracurricular online video MOOC combined with flipped classroom in class has created conditions for students' independent learning. Students are the center of learning， teachers are the leading， has become or is becoming the mainstream education concept， teaching reform is always on the way.

Keywords MOOC; flipped classroom; mixed teaching; sutonomous learning

1 線上mooc要解決的關鍵問題

教師主講的在線教學視頻暨慕課關鍵點就在于為學生自主學習提供了有效的平臺，學生自主學習的時候也能看到教師的講解，而且不受時間限制，提高了學生自主學習的效率。這種基于網絡的視頻教學課外學習手段可以培養學生自主學習的興趣與能力，可以為教師創造更多的時間在課堂上引導學生開展以學生的自主學習為主的創造性的學習和個性化的學習，從而培養學生的創新意識。這種在教師組織下的以學生主動學習為主的翻轉課堂教學，可以讓學生參與到課堂教學中來，學生之間相互討論，師生之間互動，提高學生的主動學習的興趣和學習效果，最終有效地提高學生學習的成績。

2 在線課程教學視頻的特點和目的

在線視頻的目標是完成由高教出版社出版的、由國家教委教學指導委員會制定的有關課程教學基本要求規定的教學基本內容，以及根據國內外的教學趨勢所選定的熱點內容和新技術的使用的教學視頻制作，實施在線視頻與翻轉課堂相結合的混合式教學，使課堂教學實現教師與學生的互動，提高學生的參與度，實現教師的啟發式教學，個性化教學。在線視頻的與眾不同之處在于教學視頻的制作基于有利于學生自主學習的教學理念，并不強調把所有教材內容按部就班的做成視頻搬上網絡，所選擇的教學內容將根據教師的教學和學生的學習的具體需求制定，遵循選擇學生通過自主學習能學懂的基本內容，熱點內容，仿真實例，工程案例等等。每段視頻的講解內容碎片化，時間將根據內容的需要決定，一般在5～25分鐘之間，不搞同質化，而是結合各校學生的具體認知能力和教師的具體講課需要來決定。總之將有利于學生課外的在線自主學習，有利于和教師的課堂教學相結合，有利于教師和學生的交流互動，學生與學生的互動，例如翻轉課堂的開展等。同時采取邊制作邊使用的模式，結合具體的電路課堂教學使用。在線視頻教學是教師課堂教學的輔助手段，和教師的課堂教學有機結合，最終是輔助教師引導學生自主學習，成為實現以學生的學為中心以及以教師的教為指導的一種手段和方法。

3 清華大學智慧教學軟件雨課堂助力課上課下學生自主學習

雨課堂是一種供教師課堂教學的智慧教學軟件平臺，雨課堂嵌入ppt中，課上教師打開ppt就可以使用雨課堂教學，雨課堂中教師的ppt同步在學生的手機雨課堂微信中，教師課上隨時可以向學生推送例如選擇題一類的題目，學生在手機上做答后上傳，答題情況以柱狀圖形式顯示在屏幕上，有多少學生選了A、B、C、D中的何種答案，誰做了題，誰做的最好最快都一目了然，教師可以進行講評，提高了學生課堂聽課的注意力和參與度。特別是雨課堂可以在課前向學生推送教師配過音的ppt講解，學生可以課前自主學習，做好預習，為老師向學生提供課外教學視頻提供了便利。對于教師制作的錄像一類的課外教學視頻，教師可以將其上傳至優酷等視頻網絡上，通過雨課堂就可以推送到學生的手機上供學生課外自主學習。教師在實施翻轉課堂教學時，利用雨課堂隨時發布各種形式的隨堂測驗題和練習題，讓學生當堂練習討論，提高學生主動參與學習的效果，而教師也可以通過雨課堂向學生推送習題和試題，供學生練習，提高了教師組織翻轉課堂的效果。

4 在線教學視頻結合翻轉課堂的混合式教學提升學生自主學習效果實例

（1）工程案例課外教學視頻與翻轉課堂結合。由于工程案例需要分析工程背景，較為復雜，所以用時多，課上教師受學時限制無法詳細講解。所以可以事先做好視頻講解，提供給學生課外自主學習，課上教師就可以實施翻轉課堂組織學生討論，鞏固自學效果。例如把繼電器應急控制電路制作在慕課里，供學生在線學習，然后組織學生課堂上討論，學生自主講解，最后教師講評，確保學生學懂。繼電器應急控制電路，是一階RL電路全響應與零輸入響應理論的應用。翻轉課堂上學生要討論的問題可以是講述一下這道案例的工程背景，用到的知識點，還有哪些問題沒搞清楚等等。

（2）仿真實例課外教學視頻與翻轉課堂結合。由于仿真軟件需要較多時間學習，課上教師也無法詳細講解，所以教師可以將其制做成教學視頻提供給學生課外自主學習。同時仿真實例還可以幫助學生理解抽象的理論知識，以及擴大學生學習的知識面。例如把RC充放電電路以及微分、積分電路在慕課里講解，學生線上自主學習，課堂上學生就可以用筆記本電腦繼續互助討論學習。利用仿真軟件PSPICE的強大圖形分析功能給出各種分析結果，并說明產生的條件和分析方法，既形象又簡單，省略了繁瑣復雜的數學推導過程。

（3）課上沒有時間講解的重要知識點課外視頻制作與翻轉課堂結合舉例。由于學時的限制，有些知識點已經是常識性的重要內容，但是課上沒有時間講解，這部分內容可以做成教學視頻講解，供學生課外自主學習使用。下面以星、三角等效變換和三相電路為例說明。

把電阻的星–三角連接與等效變換和三相電路的連接形式相結合進行講解。電阻的Y –△連接是很重要的常用連接形式，三相四線制供電電力系統電源和負載都采取Y、△形連接，是一種常識性的知識內容。采取教師事先把這部分知識點做在慕課里，組織學生在線自主學習，再利用翻轉課堂討論，以求達到最好的自學效果。

（4）L+D Lab雷實驗智慧口袋實驗箱在翻轉課堂上使用助力學生自主實驗。口袋式實驗設備的采用，可以做為硬件實驗的補充。這種設備可以裝入書包，帶到實驗室之外做實驗。電路在面包板上插件搭建，信號源，示波器等測試設備全部做在實驗箱里，聯接好電腦，就可以顯示測試結果，學生同時可以把仿真曲線，硬件電路，文字分析等在電腦屏幕上直接組合在一起，做出實驗報告，用局域網、WiFi或手機熱點就可以傳到教師機端，供教師遠程審閱。學生可以不受時間場地的限制完成較復雜的實驗及課程設計。例如，有一款名為L+D Lab 雷實驗的口袋實驗設備可以配合雨課堂講課軟件，組成較完善的先進的實驗教學模式。限于沒有課上時間講解，教師可以把實驗設備如何使用以及實驗內容制做成視頻講解，供學生課外觀看自主學習，學生可用口袋實驗室課外完成部分用時較多的實驗，再回到實驗室完成真實的硬件實驗，兩者相互結合，既能得到真實的實驗室實踐，又能擴大實驗的內容和難易程度，形成更完美的實驗教學模式。當然口袋實驗室也可以在翻轉課堂上使用，課堂上學生自主實驗及相互討論，作為硬件實驗室實驗的補充，大大擴大了實驗內容。

5 課外教學視頻加翻轉課堂的教學效果與傳統教學的比較

2018-2019-1學期，計算機科學與技術專業，電路、信號與系統（48學時）課程，共49人，期末考試結果不及格近半，在40學時理論教學中采用傳統模式授課，一堂課教師從頭講到尾，無暇顧及學生學與不學。在8學時實驗中采用翻轉課堂，每次實驗4學時，教師先講解半節課，然后學生獨立做實驗1節半課，大部分做不出來或不做。接下來組織學生分組討論，學生積極性立刻提高，會做的同學主動講解，時間一節課。然后繼續獨立完成實驗，時間1節課，結果最后完成實驗率達到100%，很多學生就是實驗平時成績高（占30%），才總成績及格。對于22名不及格的學生采取混合式教學模式。把已做好的教學視頻交給學生自主學習，然后組織分組課堂討論，最后由教師講解學生還不會的問題。結果難度加大的補考不及格的學生確只有1人，但卷面得分56分。大部分學生得分70～80分，還有多名90分以上的。這個例子足以說明教學方法的研究與實施意義重大，可以使各類學生從中獲得不同的收益。組織學生主動、自主學習知識，比僅僅只是教給學生知識更重要。

6 電路慕課結合翻轉課堂的混合式教學的實施方案

6.1 線下翻轉課堂具體教學模式

（1）學生分組討論，包括學生與學生之間，學生與教師之間，內容為學生根據線上學習慕課的具體情況自主相互討論和講解;（2）學生主題發言，由小組中一名學生代表全組針對某一主題發言，可由學生自立主題，也可由教師課前布置主題;（3）教師提出問題組織學生展開分組討論;（4）各組成員提出問題由其它組成員回答;（5）教師對線上內容進行進一步講解，串講，重點講解等;（6）教師對某一問題進行深入講解，提升學生創新意識;（7）學生個性化學習討論，以及深入學習;（8）針對工程應用范例教師展開深入講解以及學生進一步討論;（9）針對電路仿真軟件教師指導學生進行實例上機練習，確保落到實處;（10）針對實驗實踐問題，教師組織學生討論和實際操作，引導條件好的同學進行更深入的實驗設計與實踐，可以引入智慧口袋實驗室在課堂上做實驗;（11）教師留隨堂練習題或測驗題，學生當堂做練習，討論，自主講解，最后教師講評，可以結合雨課堂智慧教學軟件開展隨堂測驗;（12）教師充分開展習題課的講解，提高學生的學習效果。（13）其它學生課堂自主學習內容的討論。

6.2 綜合評估考核模式

線上慕課自主學習占總成績的30%，線下部分翻轉課堂自主學習占總成績的10%，實驗占總成績的10%，期末考試占總成績的50%。

7 結束語

在線慕課結合翻轉課堂這種混合式教學模式擴大了學生學習的知識面，提高了學生主動學習的積極性，實現了以學生為學習的中心和教師為指導的教學初心，大幅度提高了學生自主學習的效果，培養了學生的創新意識，為打造線上線下混合式金課創造了條件。

基金項目：2019北京聯合大學在線開放課程建項目“電路分析基礎與應用實例” 京聯教〔2019〕16號