基于學(xué)情分析的電路混合式教學(xué)模式探索

于丹 郭義盼

摘要本文針對“電路”課程進(jìn)行了學(xué)情分析，設(shè)計(jì)了混合式教學(xué)環(huán)節(jié)并開展了混合式教學(xué)模式探索。在混合式教學(xué)設(shè)計(jì)中，在線教學(xué)環(huán)節(jié)通過慕課實(shí)現(xiàn)，課堂授課及課后線下實(shí)踐環(huán)節(jié)利用雨課堂進(jìn)行。最后可以充分利用雨課堂提供的大數(shù)據(jù)，對學(xué)生實(shí)現(xiàn)過程考核及個(gè)性化評價(jià)。通過混合式教學(xué)，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)和智慧教學(xué)。

關(guān)鍵詞 電路 混合式教學(xué) 學(xué)情分析

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.19.032

Study of Blending Teaching Mode of Circuit Theory based on the Learning Situation Analysis

YU Dan， GUO Yipan

（Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， College of Astronautics， Nanjing， Jiangsu 210016）

AbstractBased on the learning situation analysis of circuit theory course， this paper designs a blending teaching process and studies the blending teaching mode. In the blending teaching design， MOOC is used for the online teaching process， and "rain classroom" is used for the in-class teaching and after-class practice processes. Furthermore， the big data provided by the rain classroom could be used for process assessment and individual assessment of students. With the blending teaching， the students’ initiative for learning could be improved， and the individualized teaching and intelligence-based teaching could be achieved.

Keywordscircuit theory， blending teaching， learning situation analysis

“電路”作為高等院校電類專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，一方面，將直接影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程，例如“數(shù)字電路”“模擬電子技術(shù)”“信號與系統(tǒng)”“自動控制原理”等課程的學(xué)習(xí)。另一方面，由于我校航天學(xué)院新工科專業(yè)“飛行器控制與信息工程”“航空航天工程”的“電路”課程安排在大一下學(xué)期，是學(xué)生接觸到的第一門專業(yè)類課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)電路過程中遇到困難后，容易對后續(xù)的專業(yè)課程失去自信。[1]因此，本文以“電路”課程的學(xué)生學(xué)情分析[2]為基礎(chǔ)，從課程設(shè)計(jì)、學(xué)生個(gè)性化教學(xué)等方面展開探討，探索如何充分利用混合式教學(xué)提供的大數(shù)據(jù)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)。

1“電路”課程的學(xué)情分析

“電路”課程作為航天學(xué)院“飛行器控制與信息工程”“航空航天工程”“光電信息科學(xué)與工程”等電類相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，開設(shè)在第二學(xué)期，學(xué)生正處于由高中的學(xué)習(xí)方式向大學(xué)過渡的關(guān)鍵時(shí)期。

從學(xué)習(xí)方法的角度來看，一部分學(xué)生依舊停留在中學(xué)階段的學(xué)習(xí)方式中，即依賴任課教師對每個(gè)知識點(diǎn)詳細(xì)講解，并針對考點(diǎn)布置相應(yīng)的作業(yè)，還未適應(yīng)大學(xué)階段的授課方式，或者未能掌握正確的學(xué)習(xí)方法，不能夠從被動的接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥墨@取知識。

從學(xué)習(xí)動機(jī)的角度來看，此前學(xué)生大部分時(shí)間進(jìn)行的是基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，例如高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)等課程的學(xué)習(xí)。由于學(xué)生還未能接觸到專業(yè)課程，不能夠切實(shí)體會到電路作為專業(yè)基礎(chǔ)課，與其今后的專業(yè)課和科研、科創(chuàng)的相關(guān)性，所以在學(xué)習(xí)過程中，部分學(xué)生在上課時(shí)希望任課教師能夠?qū)⒅攸c(diǎn)放在對考點(diǎn)、考試題型進(jìn)行講解，僅停留在接受知識點(diǎn)“是什么”，而不能夠深入思考“為什么”。

從學(xué)生的知識能力角度來看，“電路”除了與學(xué)生大學(xué)階段的微積分、線性代數(shù)、大學(xué)物理等課程銜接緊密，同時(shí)也與學(xué)生中學(xué)階段的知識有一定關(guān)聯(lián)。不同地域的學(xué)生基礎(chǔ)不同，導(dǎo)致“電路”中涉及的先序知識有一部分學(xué)生沒有學(xué)過。例如，在介紹電路元件時(shí)，平均每個(gè)班級有1/3的學(xué)生中學(xué)階段沒有接觸過電容器、電感器；在正弦交流電路分析中使用到的復(fù)數(shù)的概念，平均每個(gè)班級也有一半的學(xué)生沒有學(xué)過。此種情況下，如果詳細(xì)介紹相應(yīng)知識點(diǎn)，會使得大部分已經(jīng)學(xué)過的同學(xué)對課程失去興趣，如果不介紹或者簡單介紹此部分知識點(diǎn)，沒有學(xué)過的學(xué)生會跟不上。因此，如何平衡對此類知識點(diǎn)的講解，也需要在教學(xué)環(huán)節(jié)中重點(diǎn)考慮。

從專業(yè)培養(yǎng)方案的角度來看，目前航天學(xué)院的學(xué)生在大一、大二階段實(shí)行大類培養(yǎng)，需要學(xué)習(xí)的課程較多，“電路”課程的學(xué)時(shí)、學(xué)分有所下降。但是由于電路課程在學(xué)生后續(xù)課程中起到重要作用，需要學(xué)生掌握的知識點(diǎn)較多，因此在教學(xué)過程中，“電路”課程的課時(shí)比較緊張，每節(jié)課授課時(shí)的知識點(diǎn)較密集。

針對航天學(xué)院“電路”課程學(xué)生的學(xué)情，本文探討如何合理設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，并且充分利用先進(jìn)的教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、深入思考的能力，有針對性的對學(xué)生展開指導(dǎo)，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

2電路課程混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

混合式教學(xué)通常包括將網(wǎng)上在線教學(xué)與線下課堂教學(xué)相結(jié)合，已受到廣泛關(guān)注與應(yīng)用。[3，4]但是，由于每門課程中學(xué)生現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)、生理心理狀況、學(xué)習(xí)動機(jī)都有所不同，因此，在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，包括教學(xué)內(nèi)容、授課方式、考核方式以及所占比例，都應(yīng)該有針對性進(jìn)行改進(jìn)。考慮到電路課程的特點(diǎn)，我們充分利用MOOC國家精品課程資源以及雨課堂、超星學(xué)習(xí)通等平臺，進(jìn)行混合教學(xué)初探。混合式教學(xué)設(shè)計(jì)包括的環(huán)節(jié)有學(xué)生線上學(xué)習(xí)、教師課堂講授、線下教學(xué)實(shí)踐、個(gè)性化評價(jià)以及考核。下面針對每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)展開討論。

2.1利用MOOC視頻開展課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)

由于電路是一門電類專業(yè)較重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，目前線上已經(jīng)建設(shè)了大量的國家級精品課程和優(yōu)秀的微課短視頻，因此在本課程的建設(shè)中，可以充分的利用這些已有資源。使用MOOC或者微課短視頻的優(yōu)勢在于可以讓學(xué)生充分利用碎片化的時(shí)間，并且不受空間限制，在幾分鐘內(nèi)就可以完成一個(gè)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。然而，通過以往的混合式教學(xué)發(fā)現(xiàn)，若大量使用線上教學(xué)，要求學(xué)生對每節(jié)課都進(jìn)行預(yù)習(xí)，會造成部分學(xué)生為了應(yīng)付任務(wù)，沒有仔細(xì)觀看視頻的現(xiàn)象。此種現(xiàn)象會導(dǎo)致課堂兩極分化更加嚴(yán)重，預(yù)習(xí)過的學(xué)生會認(rèn)為課堂講解內(nèi)容重復(fù)，沒有預(yù)習(xí)過的學(xué)生會認(rèn)為課堂講解速度過快，內(nèi)容上沒有連續(xù)性。因此，如何合理的安排線上教學(xué)與課堂教學(xué)的比例，如何合理設(shè)計(jì)兩者的銜接，是混合式教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。

考慮到目前電路課程的課時(shí)安排，絕大部分知識點(diǎn)都會在課堂教學(xué)中覆蓋，因此，線上教學(xué)主要用于以下幾個(gè)方面：（1）對重點(diǎn)、難點(diǎn)以及部分學(xué)生未學(xué)習(xí)過的知識點(diǎn)預(yù)習(xí)。針對學(xué)生中學(xué)階段的基礎(chǔ)不同，如果某一個(gè)知識點(diǎn)僅有部分學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過，可以選擇幾個(gè)視頻推薦給學(xué)生學(xué)習(xí)，并在課上對此部分知識點(diǎn)簡單復(fù)習(xí)。通過這種方式，可以有效減少課上講授重復(fù)性內(nèi)容的比例。同時(shí)，對于較重要或者難理解的知識點(diǎn)可以給學(xué)生布置預(yù)習(xí)任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生開展主動學(xué)習(xí)。（2）使用MOOC視頻進(jìn)行課后復(fù)習(xí)。在課后，當(dāng)學(xué)生對某個(gè)知識點(diǎn)有疑問的時(shí)候，由于時(shí)間、空間的限制，可能教師不能夠及時(shí)的為學(xué)生解答，從而導(dǎo)致問題的積累，影響后續(xù)知識的學(xué)習(xí)。此時(shí)，在線教學(xué)視頻可以為學(xué)生的復(fù)習(xí)提供便利。學(xué)生可以通過有針對性地觀看自己沒有掌握的知識點(diǎn)，有效地進(jìn)行復(fù)習(xí)。（3）加入一些拓展知識，例如電路的一些實(shí)際應(yīng)用的短視頻，增加學(xué)生對電路課程理論部分的理解以及興趣。

2.2使用雨課堂、超星學(xué)習(xí)通等平臺開展混合式教學(xué)

雨課堂、超星學(xué)習(xí)通等平臺，由于其易操作、互動性強(qiáng)的特點(diǎn)，目前也廣泛應(yīng)用于教學(xué)中。[5，6]使用雨課堂開展的教學(xué)環(huán)節(jié)及優(yōu)點(diǎn)包括：（1）課堂授課。與傳統(tǒng)授課方式相比，雨課堂除了可以實(shí)現(xiàn)簡單的簽到、同步課件等功能外，還可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)點(diǎn)名、課堂發(fā)布習(xí)題、彈幕等多種功能，可以實(shí)現(xiàn)師生互動，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生注意力。同時(shí)還可以在課上發(fā)布課堂習(xí)題，并且實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)習(xí)題的答題情況，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。尤其是當(dāng)班級學(xué)生人數(shù)較多時(shí)，通過雨課堂實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)出全班學(xué)生的錯(cuò)題率以及錯(cuò)題分布，可以有針對性的對錯(cuò)題率較高的題進(jìn)行講解，調(diào)整授課進(jìn)度。例如，在三相電路授課中布置了一個(gè)選擇題，由于三相電路是“電路”授課時(shí)的一個(gè)難點(diǎn)，通過答題情況發(fā)現(xiàn)，回答正確的學(xué)生只占41%，并且錯(cuò)題集中在選項(xiàng)C，所以可以有針對性地進(jìn)一步講解。另外，學(xué)生也可以通過課堂習(xí)題的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，及時(shí)了解自己在班級內(nèi)的水平，對學(xué)生的主動學(xué)習(xí)也會起到促進(jìn)作用。（2）線下教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。線下教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)可通過在雨課堂布置課后作業(yè)及師生討論開展。雨課堂可以在線提交作業(yè)，并進(jìn)行線上批改，優(yōu)點(diǎn)在于可以減少教師的工作量，利用系統(tǒng)自動統(tǒng)計(jì)每道題的正確率，以實(shí)現(xiàn)有針對性的對作業(yè)進(jìn)行講解。

2.3利用大數(shù)據(jù)開展個(gè)性化教學(xué)及過程考核

雨課堂提供的課程數(shù)據(jù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的個(gè)性化評價(jià)，便于增強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督。（1）在每節(jié)課后，可以通過雨課堂看到本次課程中每位學(xué)生表現(xiàn)的綜合數(shù)據(jù)，包括學(xué)生的出勤情況、學(xué)生在課上答題的得分以及答題時(shí)長。教師可通過班級排名，及時(shí)發(fā)現(xiàn)本節(jié)課的“預(yù)警”學(xué)生。（2）通過設(shè)置課堂教學(xué)、課后作業(yè)、課后討論等環(huán)節(jié)所占的百分比，可以實(shí)時(shí)得到學(xué)習(xí)過程考核成績，以及每一個(gè)教學(xué)單元學(xué)生的得分。例如，2020-2021學(xué)年電路教學(xué)共包括20次課堂教學(xué)單元（占總過程考核分?jǐn)?shù)的40%）以及12個(gè)課后作業(yè)單元（占總過程考核分?jǐn)?shù)的60%），根據(jù)自行定義的考核方案，可以得到整個(gè)班級的學(xué)生過程性考核成績和排名。圖1為班級中兩位同學(xué)的過程性考核成績，滿分均為100分，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示學(xué)生的得分。從圖中可以看出，雖然這兩位同學(xué)最終得分相近，但是第一位同學(xué)在課程的前半學(xué)期得分較多，第二位同學(xué)在課程的后半學(xué)期得分較多，增長的速度較快。由此可以看出，隨著課程的開展，教學(xué)內(nèi)容難度的增加，第一位同學(xué)對電路的學(xué)習(xí)逐漸吃力，應(yīng)該增加對這位同學(xué)的關(guān)注，而第二位同學(xué)的進(jìn)步較為明顯。因此，通過關(guān)注學(xué)生的過程性考核成績，例如在課程開始一定時(shí)間后，對出現(xiàn)成績下滑的學(xué)生或低于平均分的學(xué)生進(jìn)行“預(yù)警”，結(jié)合學(xué)生沒有掌握的教學(xué)環(huán)節(jié)，給學(xué)生推薦相應(yīng)的MOOC視頻或資料，對學(xué)生的學(xué)習(xí)會起到積極的作用。（3）增加過程性考核所占比例。期末測試是一種較為公平的評價(jià)學(xué)生是否掌握必要知識點(diǎn)的方式。然而，期末測試所占比重較大會導(dǎo)致學(xué)生在課程前半階段對課程較為忽視，在期末考試之前集中突擊復(fù)習(xí)的現(xiàn)象，所以有必要增加對學(xué)生的過程性考核。由于雨課堂可以方便的記錄并統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)，相對也較為公平，因此，在今后的電路授課中將會逐漸增加過程性考核所占分?jǐn)?shù)的比例，從而對學(xué)生在日常授課過程中及時(shí)掌握所需知識點(diǎn)起到督促作用。

3電路課程混合式教學(xué)的教學(xué)反思

經(jīng)過兩輪完整授課，就授課過程中發(fā)現(xiàn)的混合式教學(xué)優(yōu)點(diǎn)及存在的問題展開討論。混合式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）通過合理安排在線學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以有效的解決學(xué)生由于地域等原因?qū)е碌碾娐匪柘刃蛑R存在差異的情況。針對每個(gè)班級的具體情況，可以調(diào)整相關(guān)知識點(diǎn)在線學(xué)習(xí)以及課上講授的比例，從而優(yōu)化課堂教學(xué)，提高教學(xué)效率。（2）在線學(xué)習(xí)可以作為課堂授課的輔助手段，有效的緩解由于學(xué)時(shí)學(xué)分下降所帶來的授課壓力。同時(shí)也可以選擇一些與電路相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用，幫助學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，加深對電路的理解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)電路的興趣。（3）利用雨課堂等平臺開展課堂教學(xué)，既可以增強(qiáng)師生互動，活躍課堂氣氛，也可以幫助教師及時(shí)得到學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋，更加有針對性地調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，提高教學(xué)質(zhì)量。（4）基于雨課堂等平臺所提供的大數(shù)據(jù)，可以幫助教師適當(dāng)增加學(xué)生過程性考核所占比重，有效減少學(xué)生考前突擊的現(xiàn)象，督促學(xué)生主動學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法。由于混合式教學(xué)仍處于探索階段，在授課過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，例如：（1）由于要根據(jù)班級具體情況，動態(tài)地調(diào)整在線學(xué)習(xí)、課堂授課的教學(xué)內(nèi)容，教師工作量增加。教師還需要經(jīng)常關(guān)注學(xué)生的過程數(shù)據(jù)，并對不同學(xué)習(xí)情況的學(xué)生開展個(gè)性化引導(dǎo)，因此當(dāng)班級人數(shù)較多時(shí)，教師的工作量較大。如何高效率、合理的利用數(shù)據(jù)仍有待進(jìn)一步探索。（2）個(gè)別學(xué)生沒有建立正確的學(xué)習(xí)動機(jī)，作業(yè)存在抄襲現(xiàn)象。若單純的增加過程性考核所占比例，會導(dǎo)致學(xué)生為了得到高分，作業(yè)抄襲更加嚴(yán)重的情況。盡管目前有一些減少學(xué)生抄襲的方法，例如學(xué)生的作業(yè)從一定數(shù)量的題庫中隨機(jī)抽取，使得每位學(xué)生的作業(yè)有所不同，但是是否有更有效、更合理的方法仍有待探索。

4結(jié)語

本文以航天學(xué)院開設(shè)的“電路”課程的學(xué)情分析為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了線上線下混合式教學(xué)環(huán)節(jié)，并對混合式教學(xué)進(jìn)行反思與總結(jié)。混合式教學(xué)環(huán)節(jié)包括基于MOOC、微課視頻開展的線上預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)；基于雨課堂平臺進(jìn)行課堂授課、課后教學(xué)實(shí)踐；以及利用雨課堂提供的大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)課程的過程性考核。混合式教學(xué)最終的目的是希望提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的個(gè)性化教學(xué)。

*通訊作者：于丹

基金項(xiàng)目：南京航空航天大學(xué)教師教學(xué)能力提升研究課題“基于多學(xué)科協(xié)同的混合式教學(xué)模式探索”（編號：20JF1501）

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