“電路與電子學(xué)基礎(chǔ)”課程混合式教學(xué)與建設(shè)研究

周波 劉亞軍 許京然

[摘 要] “電路與電子學(xué)基礎(chǔ)”課程是信息大類專業(yè)平臺(tái)課，是培養(yǎng)學(xué)生電類和信號(hào)思維的基礎(chǔ)課程。課程一方面將知識(shí)體系進(jìn)行重構(gòu)，將混合式教學(xué)的理念引入該課程，著重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí);另一方面更加注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，突出仿真+實(shí)操的實(shí)驗(yàn)形式，考核形式過(guò)程化。通過(guò)三輪的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力顯著提高，工程實(shí)踐能力也有一定的增強(qiáng)。

[關(guān)鍵詞] 電路與電子學(xué)基礎(chǔ);混合式教學(xué);仿真+實(shí)操

[基金項(xiàng)目] 2019年度北京城市學(xué)院第三批混合式課程改革專項(xiàng)課題“‘電路與電子學(xué)基礎(chǔ)混合式課程建設(shè)”（JYB20190723）

[作者簡(jiǎn)介] 周 波（1988—），男，山東萊蕪人，工學(xué)碩士，北京城市學(xué)院信息學(xué)部講師，主要從事電子電路、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究;劉亞軍（1988—），女，河南新鄉(xiāng)人，工學(xué)博士，北京城市學(xué)院信息學(xué)部副教授，主要從事電路系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究;許京然（1993—），女，北京人，工學(xué)碩士，北京城市學(xué)院信息學(xué)部助教，主要從事信息化教學(xué)研究與應(yīng)用。

[中圖分類號(hào)] G642 ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2021）29-0065-04 ? ?[收稿日期] 2021-03-21

一、引言

2020年是不平凡的一年，新冠肺炎疫情肆虐全球，傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法展開(kāi)，線上教學(xué)迅速發(fā)展起來(lái)，在這樣的背景下，混合式教學(xué)加速推進(jìn)，線上資源建設(shè)蜂擁而至[1]，面對(duì)如此繁多的網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)生應(yīng)接不暇，不知如何選擇，構(gòu)建符合北京城市學(xué)院學(xué)生特點(diǎn)的“電路與電子學(xué)基礎(chǔ)”混合式課程勢(shì)在必行。

“電路與電子學(xué)基礎(chǔ)”是一門(mén)理論性與實(shí)踐性強(qiáng)、邏輯嚴(yán)密的綜合性課程，內(nèi)容龐雜、抽象，涉及學(xué)科多且每一章節(jié)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都需要有大量圖片、音視頻貫穿其中，因此將信息化教育技術(shù)與課程教學(xué)有效融合，調(diào)動(dòng)盡可能多的信息資源，使學(xué)生真正成為知識(shí)信息的積極參與者，將會(huì)達(dá)到良好的教學(xué)效果[2，3]。與傳統(tǒng)工科在電路方面的教學(xué)體系相比，需要將教學(xué)內(nèi)容重新組合，加入電子學(xué)基礎(chǔ)方面的內(nèi)容，因而現(xiàn)有的任一教材都不能單獨(dú)完全支撐教學(xué)需求，同時(shí)課程具有受眾學(xué)生多、知識(shí)內(nèi)容雜散的特點(diǎn)。因此，結(jié)合筆者所在院校學(xué)生的具體情況，把其他學(xué)校的信息化教學(xué)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)直接移植到本校教學(xué)中來(lái)是不可行的，這就需要根據(jù)本校和學(xué)生的特點(diǎn)，建設(shè)符合自己的線上線下混合式教學(xué)資源庫(kù)、實(shí)驗(yàn)案例庫(kù)[4]。

混合式教學(xué)，即將在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)的一種“線上+線下”的教學(xué)。通過(guò)兩種教學(xué)組織形式的有機(jī)結(jié)合，可以把學(xué)習(xí)者由淺引向深地去學(xué)習(xí)[5，6]。

對(duì)該課程進(jìn)行混合式教學(xué)改革，主要目的就是將傳統(tǒng)的教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)和互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，將課堂教學(xué)和信息技術(shù)相融合，改進(jìn)教學(xué)方法，建設(shè)一套完整的線上線下相互配合的以學(xué)生為主體的混合式課程體系，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性[7-9]。

二、課程體系及建設(shè)內(nèi)容

考慮本校大類招生及大類平臺(tái)課建設(shè)需求，“電路與電子學(xué)基礎(chǔ)”課程建設(shè)的主要目的是要將該課程打造成為工科類學(xué)生的基礎(chǔ)課程，主要從認(rèn)知層和技能層面講解基本的電路分析知識(shí)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等的基本理論和知識(shí)，滿足工科學(xué)生的電路方面的通識(shí)教學(xué)。

“電路與電子學(xué)基礎(chǔ)”整合了“電路分析”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”課程的部分內(nèi)容，其中電路分析部分主要是基本電路（包括直接電路和正弦交流電路）的分析定律、定理及分析方法，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)部分包括基本放大電路和集成運(yùn)算放大電路的分析與實(shí)現(xiàn)[ 10 ]，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)部分主要是簡(jiǎn)單組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)部分利用口袋面包板[ 11 ]，學(xué)生能夠線下自主完成簡(jiǎn)單電路的仿真和實(shí)物搭建，在課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室利用設(shè)備儀器進(jìn)行驗(yàn)證，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握電路與電子學(xué)的基本理論知識(shí)、基本的分析計(jì)算方法和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的初步技能，具備科學(xué)思維能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀點(diǎn)，為后續(xù)深入分析復(fù)雜電路和解決工程實(shí)際問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

課程建設(shè)采用信息化教學(xué)方式，擬采用“線上預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、考核;課堂上注重知識(shí)的發(fā)散、應(yīng)用;課下仿真、實(shí)驗(yàn)、答疑、再應(yīng)用”的思路開(kāi)展相關(guān)研究。

（一）總體設(shè)計(jì)思路

采用“線上”和“線下”相結(jié)合，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，“理論”和“實(shí)踐”相結(jié)合的總的建設(shè)思路。課前（線上）：按照預(yù)習(xí)任務(wù)單和課前學(xué)習(xí)視頻，完成相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，并完成相關(guān)的課前測(cè)試。課中（線下）：講解重難點(diǎn)知識(shí)，定理方法的深入應(yīng)用，具體實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路以及習(xí)題的強(qiáng)化練習(xí)，滿足課程的高階度和挑戰(zhàn)度。課下（線上+線下）：觀看課后強(qiáng)化視頻，自主完成作業(yè)并上傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，繼續(xù)鞏固和消化理論知識(shí);線下集中答疑與個(gè)別答疑、不定時(shí)開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)直播答疑相結(jié)合，輔助助教完成電路理論的實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證以及實(shí)際電路實(shí)驗(yàn)的搭建，滿足課程的創(chuàng)新性。

課程每個(gè)部分劃分為幾個(gè)章節(jié)，比如電路原理基礎(chǔ)分為電路模型和電路定律、電阻電路的等效變換、電路分析方法及電路定理、正弦穩(wěn)態(tài)電路分析。在每一章節(jié)中，整合了多個(gè)相似的知識(shí)點(diǎn)，以電路分析方法及電路定理為例，整合了支路電流法、回路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法及疊加定理、戴維南定理等內(nèi)容，給學(xué)生提出了一題多種方法求解，讓學(xué)生真正找到屬于自己的解題思路和方法。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)按照“線上（預(yù)習(xí)測(cè)試）—線下（重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)講解及仿真講解）—線上和線下（線上提交作業(yè)、總結(jié)，線下答疑）”的過(guò)程進(jìn)行。

（二）課程平臺(tái)

“電路與電子學(xué)基礎(chǔ)”課程平臺(tái)的建設(shè)依托本校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可通過(guò)平臺(tái)網(wǎng)站和手機(jī)客戶端（優(yōu)慕課V8）的訪問(wèn)，不受時(shí)間和空間的限制，真正實(shí)現(xiàn)“碎片化”學(xué)習(xí)。課程平臺(tái)是開(kāi)展混合式教學(xué)的基本保障，是連接教學(xué)實(shí)施各個(gè)環(huán)節(jié)的紐帶，主要由學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)工具組成。學(xué)習(xí)資源中包括大綱、教案、考核方案、視頻資源，課件，預(yù)習(xí)任務(wù)單、課前測(cè)試習(xí)題庫(kù)、單元思維導(dǎo)圖、作業(yè)題庫(kù)、實(shí)驗(yàn)任務(wù)單、實(shí)驗(yàn)講解視頻、大賽擴(kuò)展資料等。學(xué)習(xí)工具包括微信群、答疑討論區(qū)、雨課堂、微信公眾號(hào)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等。