“電路原理”混合式教學(xué)研究與實(shí)踐＊

張文霞，郭 華，楊晨紅

（鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院信息工程系，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

1 引言

“電路原理”是高等學(xué)校自動(dòng)化、電子、電氣信息類專業(yè)的一門重要學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，對后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)具有重要的基礎(chǔ)性作用。課程特點(diǎn)方面，該門課程具有知識(shí)點(diǎn)多、概念多、重點(diǎn)、難點(diǎn)多，理論體系抽象，對學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高的特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)起來總體感覺困難[1]；教學(xué)方式方面，通常采用以教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)接受為輔的傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方式，該方式有助于充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)性和課堂的掌控力，但存在學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和課堂參與率不高的現(xiàn)象；考核評(píng)價(jià)方式方面，通常采用以期末理論考試為主的單一評(píng)價(jià)方式，不能夠全面客觀評(píng)價(jià)學(xué)生對知識(shí)的掌握情況，學(xué)生往往通過期末考試周突擊學(xué)習(xí)的方式應(yīng)付期末考試，沒有起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。

為此，本文以“雨課堂”為教學(xué)工具，以“學(xué)生為中心”作為課程教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容及多元評(píng)價(jià)體系，將教學(xué)目標(biāo)由知識(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰ε囵B(yǎng)，對本校“電路原理”課程教學(xué)進(jìn)行改革，以提高教學(xué)質(zhì)量。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施過程

2.1 “雨課堂”教學(xué)工具

“雨課堂”是連接師生的智能終端[2]，是由學(xué)堂在線和清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)的一款教學(xué)工具。師生利用此款教學(xué)工具，通過Power Point和微信公眾號(hào)在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，課前、課中、課后進(jìn)行互動(dòng)，學(xué)生可以隨時(shí)參與到各教學(xué)過程中，讓課堂互動(dòng)永不下線，教師可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)采集和量化分析，便于精準(zhǔn)教學(xué)。“雨課堂”教學(xué)工作具有互動(dòng)性強(qiáng)、操作簡單、反饋及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，可以作為“電路原理”混合式教學(xué)改革的有力工具[3]。

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)本校以培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型、技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)定位以及“電路原理”課程在人才培養(yǎng)中的課程地位，首先，確定課程教學(xué)目標(biāo)和要求，掌握電路的基本概念，基本定理、定律，并能熟練的應(yīng)用定理、定律分析求解電路問題；能夠熟練應(yīng)用疊加、分解和變換域分析法分析求解電路問題；學(xué)會(huì)使用萬用表、穩(wěn)壓電源、信號(hào)發(fā)生器等常用儀器；正確使用各種電阻器、電容器以及電感等元器件，掌握測試這些元件的基本性質(zhì)和伏安特性；分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和誤差來源，規(guī)范撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。其次，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和要求確定教學(xué)內(nèi)容，課程教學(xué)內(nèi)容共分三大部分，其中第一部分為電阻電路分析，包含集總電路中電壓、電流的約束關(guān)系，網(wǎng)孔分析和節(jié)點(diǎn)分析法、疊加定理、分解方法等內(nèi)容；第二部分為動(dòng)態(tài)電路時(shí)域分析，包含電容元件、電感元件，一階、二階電路，沖激函數(shù)在動(dòng)態(tài)電路分析中的應(yīng)用，交流動(dòng)態(tài)電路等；第三部分為動(dòng)態(tài)電路的相量分析，包含阻抗、導(dǎo)納，正弦穩(wěn)態(tài)的能量、功率、三相電路，頻率響應(yīng)，耦合電感和理想變壓器，雙口網(wǎng)絡(luò)等。最后，確定教學(xué)模式和方法，采用理實(shí)一體的教學(xué)模式，突破理論與實(shí)踐技能培養(yǎng)脫節(jié)的現(xiàn)象，使學(xué)生能夠做中學(xué)，學(xué)中做；采用線上線下混合教學(xué)方式，將課程學(xué)習(xí)分為課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)，課前環(huán)節(jié)注重提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，課中注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，課后注重提升學(xué)生的知識(shí)歸納總結(jié)和應(yīng)用擴(kuò)展能力，三個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)自主性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力。

2.3 教學(xué)實(shí)施

課前、課中和課后教學(xué)環(huán)節(jié)的精心設(shè)計(jì)是混合式教學(xué)的關(guān)鍵。下面以“電路原理”中的疊加定理為例，闡述具體實(shí)施過程。

課前環(huán)節(jié)：通過建立隨堂教學(xué)模塊提前向?qū)W生推送疊加定理的定理內(nèi)容，時(shí)間控制在10 min之內(nèi)為宜，可以是MOOC視頻，也可以是疊加定理的定理內(nèi)容理論講解錄制的視頻。學(xué)生可以自己掌握學(xué)習(xí)節(jié)奏，對于理解能力較強(qiáng)的學(xué)生可能只需要觀看一遍即能掌握，對于理解能力較弱的學(xué)生，可以通過多次觀看視頻，或者對不理解的知識(shí)點(diǎn)，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)或者和學(xué)生、教師的廣泛交流，理解和掌握知識(shí)。這樣每個(gè)學(xué)生完全可以根據(jù)自身情況，自主地解決理論學(xué)習(xí)中的困惑。

課中環(huán)節(jié)：課堂教學(xué)中，首先，利用“雨課堂”工具欄，教師可以針對預(yù)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)問題并發(fā)送到學(xué)生們的手機(jī)端，學(xué)生們在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成作答，并在手機(jī)上提交，學(xué)生們的答題情況，教師在手機(jī)上都可以實(shí)時(shí)看到相關(guān)數(shù)據(jù)，對預(yù)習(xí)內(nèi)容的隨堂測驗(yàn)環(huán)節(jié)是對學(xué)生預(yù)習(xí)情況的檢驗(yàn)，也是對學(xué)生預(yù)習(xí)的鞭策，也是教師有針對性講解的依據(jù)，教師可以對學(xué)生普遍有疑問的地方進(jìn)行重點(diǎn)講解。其次，通過理實(shí)一體教學(xué)模式，學(xué)生利用電路原理實(shí)驗(yàn)箱中的疊加定理模塊，通過連線、數(shù)據(jù)測量、分析數(shù)據(jù)驗(yàn)證疊加定理內(nèi)容，加深對定理內(nèi)容的理解和掌握，同時(shí)鍛煉了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和解決問題的能力，改善了以往傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，主動(dòng)思考少、學(xué)習(xí)積極性不高的現(xiàn)象。最后，教師對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、提煉，并就本節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行隨堂測驗(yàn)，檢驗(yàn)學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的掌握程度，為課后任務(wù)的布置提供一定的依據(jù)。

課后環(huán)節(jié)：主要通過課后作業(yè)和討論互動(dòng)來鞏固所學(xué)內(nèi)容，是課堂教學(xué)的延展和有力補(bǔ)充，作業(yè)內(nèi)容以習(xí)題為主，也可以是有一定的難度的課后任務(wù)，包括文獻(xiàn)資料收集、信息處理，可以讓學(xué)生收集疊加定理在實(shí)際工程中的應(yīng)用案例，根據(jù)任務(wù)量分組進(jìn)行。可以從“雨課堂”推送作業(yè)內(nèi)容，學(xué)生完成作業(yè)后在線提交，教師可以在電腦端進(jìn)行在線批改，教師通過“雨課堂”統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分析學(xué)生對作業(yè)內(nèi)容的掌握程度，清楚作業(yè)中大部分學(xué)生存在的問題，便于進(jìn)行細(xì)致講解并發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，教師也可以在微信公眾號(hào)上和學(xué)生們進(jìn)行討論互動(dòng)，解答學(xué)生們的疑問。

課前、課中、課后各個(gè)環(huán)節(jié)，教師可以根據(jù)獲得的教學(xué)全周期數(shù)據(jù)信息，量化分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，通過學(xué)生的學(xué)習(xí)情況實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)，且在全周期的教學(xué)過程中學(xué)生占有主導(dǎo)地位，全程主動(dòng)參與，真正體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

2.4 課程考核

課程考核方式起著課程學(xué)習(xí)指揮棒的作用[4]，“電路原理”課程采用多元考核評(píng)價(jià)體系，注重過程性考核，不僅注重考核學(xué)生理論知識(shí)掌握程度，更注重考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒鉀Q問題的能力，改變了以往期末試卷成績占比過大的局面，避免了考前突擊或者考試發(fā)揮異常等情況的出現(xiàn)。學(xué)業(yè)成績分配如表1所示，由理論成績和實(shí)驗(yàn)成績兩部分組成，其中理論成績占總成績的89%，實(shí)驗(yàn)成績占總成績的11%。理論成績由平時(shí)成績、期末成績兩部分組成，各占理論成績的50%。平時(shí)成績包括出勤成績、隨堂測驗(yàn)成績、章節(jié)測驗(yàn)成績和中期測驗(yàn)成績等四部分，各部分占比為25%。實(shí)驗(yàn)成績由實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分組成，各部分占比50%。

表1 考核成績構(gòu)成

3 教學(xué)效果分析

將本校19級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化（53人）作為“電路原理”課程混合式教學(xué)改革試點(diǎn)，對比17級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化（55人）兩級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，如表2所示。

表2 學(xué)生成績對比

由表2可知，采用混合式教學(xué)不及格率由5.56%降低為1.89%，其余各級(jí)分?jǐn)?shù)段的比例也有所增加，教學(xué)效果明顯提升。

4 結(jié)語

本文以“雨課堂”為工具，以學(xué)生為中心的作為教學(xué)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，對“電路原理”課程進(jìn)行了混合式教學(xué)改革，改變了傳統(tǒng)以教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式，學(xué)生全程主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，通過試點(diǎn)改革試驗(yàn)，證明了本文教學(xué)改革的有效性，極大地提高了教學(xué)質(zhì)量。