線上線下混合式教學模式實施方案設計
——以《電路分析》課程為例

柴黎，李紅，夏成蹊

（航天工程大學，北京 101416）

0 引言

自上世紀90年代以來，“互聯網+教育”對高等教育的影響逐漸加深，高等院校在教學管理體制、人才培養模式、教學資源建設等方面均受到了較大地沖擊和挑戰，轉變傳統教學模式及考核觀念，應用微課程平臺等構建混合式教學模式的創新已成為各高校熱議和嘗試的方案。混合式教學是網絡化教學和傳統教學相結合的一種教育教學模式，混合式教學模式包括各種教學策略、教學方法、教學手段等的深層次的交互融合，是高校教育改革的重要研究課題之一。

《電路分析》課程是電子技術專業方向本科生的專業基礎課程，是一門理論性較強，在工程技術領域有著廣泛應用的課程。該門課程是電子技術專業開展工程應用研究、能力提升的重要理論基礎。本課程一方面銜接之前所學的《高等數學》、《線性代數》等課程，繼續夯實公共基礎知識，另一方面為后續《模擬電子技術》、《數字電子技術》等專業課學習做好鋪墊。本課程主要設置電路模型、基本電路元件、電路的結構及等效變換、動態電路中微分方程的建立、時域和變換域分析的基本方法等內容，使學生初步掌握相關的理論和方法分析、解決工程實際問題的能力，為后續課程的學習和以后從事工程技術工作打下堅實的基礎。

1 課程建設目標

首先，改變傳統低階式以教材為中心的課堂組織學習。以學生為中心，將傳統教學課堂的“以教材為中心”轉變為“以問題為中心”，教學通過“網絡學習”和“面授教學”方式結合，注重發揮學生的主體作用。充分發揮網絡學習和面授教學方法的優點，實現了教師主導和學生主體的有效融合，提高學生的認知能力、自主學習能力及思維能力，既保證對基本知識的掌握，又優化課程的教學效果。

其次，改變傳統三步走的模塊化教學環節實施過程。將傳統的“上課+實驗+作業”三步走教學環節立體推進，將其轉變為“微課+討論+實驗+小測驗+創新課程設計等”立體式教學新模式，培養了學生的溝通表達能力，團隊協作能力、實踐能力，以及解決實際問題的能力，充分激發學生學習激情及動力。

最后，改變傳統的形成性和終結性考核方式。傳統的教師對學生的學習考核評價方法比較單一、作為理論性和實踐性較強的電子技術課程，很難達到一定的廣度和深度。通過轉變考核方式，將課前測試、階段性測試及期末考試等多元化、多維度考核評價相結合，全面培養和促進學生自主學習、主動學習[1]。

2 課程基本理念

在“互聯網+”時代，通過大數據即時的學情反饋、翻轉課堂的師生交互、豐富的MOOC資源、以提高學習成效為目的的混合式教學模式，實現“成效為道、數據為器、交互為體、MOOC為用”的教學理念，培養學生充分理解并強化電路模型的認知，掌握理論和工程經典方法，為今后解決工程實際問題，從事科學技術研究工作打下良好的基礎。

3 教學階段設計

實施混合式教學模式，首先將授課時間劃分為課前、課中、課后3個階段；然后授課空間分割為線上、線下、線下3個方位；最后知識要點講解分配為傳授、內化、外化。以開展師生互動教學的理念作為教學的切入點，綜合利用智慧教學工具作為著力點，而設計精細豐富教學方案作為落腳點，學員更快地理解和掌握電路基礎的體系和各部分內容之間的聯系。

將教學過程設計為三個階段：課前預習階段、課堂授課階段、課后提升階段，同時依據認知過程，教學的基本規律設計三個階段學習活動序列。

3.1 課前預習階段

發布學習任務，明確此次教學任務的知識點及關鍵問題，教學課件及各種學習閱讀資料上傳至網絡平臺，布置課前線上測試。匯總討論區反饋問題，為有針對性的課堂面授教學收集素材。

3.2 課堂授課階段

系統講授教學任務重點知識，通過隨機點名、搶答、投票、發布小組任務等多種檢查講授內容和當堂縮減內容，集中講解課前匯總的共性問題。

發布小組任務這種討論形式，組織各學習小組展開組內討論、組間交流，交流結果采用小組自評、組間互評、教師點評的方式進行。

3.3 課后提升階段

在面授教學任務結束后，設計并發布課后測試和綜合性拓展訓練項目，同時遴選出課堂學習小組優秀作品、課堂報告至討論區，最后對以上兩個階段的教學任務的完成情況及存在的問題進行教學反思，整理補充教學內容，優化教學方案[2]。

下面將三個教學階段的對應的資源類型、學生活動、教師活動以及這些活動的設計思路與意圖列表如下：

圖1 三個階段教學過程

4 配套教學資源建設

根據學員對知識認知過程，依據知識圖譜對知識點和教學資源進行“碎、動、減”的重新劃分和“理、虛、實”的一體化設計。碎，對知識點的碎片化又不失完整性，每個視頻在短時間內比較完整地講解了一個知識點，學生可以充分利用各種片段時間來觀看視頻，從而完成課下自學內容；動，在面授環節中充分的師生互動和生生互動；減，對教學內容在課堂授課環節進行相應的刪減。從電路分析這門課實際的“電路分析、仿真設計、電路調試”的教學過程出發，對教學資源進行“理、虛、實”的一體化設計。理，對相關知識點的理論分析，虛，在Multisim軟件進行數值仿真，實，在實驗箱上進行電路調試的物理實現。

現將滿足線上線下混合式教學過程中不同階段的教學資源劃分為微課資源、課件資源、虛擬仿真資源、實訓模塊資源以及訓練項目資源[3]。

4.1 微課資源

重新梳理知識圖譜，根據11學時自學內容量身定制錄

播微課資源20個，每個微課資源時長控制在10分鐘，課前提前2天，發布進行預習。

4.2 課件資源

課件資源根據自學內容進行相應的調整，結合課前發布的微課資源刪減相應知識點。本課程原共有24個課件資源，需修改其中15個課件資源。（需要對原有24個課件資源種的9個課件進行調整）

4.3 虛擬仿真和實訓模塊資源

實現混合式教學“理、虛、實”一體化設計思想，建設虛擬仿真和實訓模塊案例資源庫，體現在互動平臺的Mutisim電路仿真案例、電路的搭建與調試（實訓模塊）。本課程建設虛擬仿真資源30個，實訓模塊15個。

4.4 訓練項目資源

訓練項目資源的設計是教學過程中的重要環節。 課程建設四類訓練項目資源：課前測試、課堂測試、課后拓展提高和階段測試。

4.4.1 課前測試

在課前預習階段使用，屬教學引領項目，設置10-15個側重基礎知識、概念、原理方面的知識點測試。

4.4.2 課堂測試

由于課堂時間有限，設置3-4個算例課堂測試，同時布置小型仿真設計類小組任務，以組隊形式完成組內討論。課堂訓練項目的核心是鞏固和應用。

4.4.3 課后拓展提高

拓展提高項目以課堂報告、典型課程實訓為主，不占用課堂時間，不超越教學標準，在知識點的理解層面來說，適度拓展。拓展提高項目的核心是在達到了教學目標的基礎上要能做到“舉一反三”。

5 方案實施步驟

《電路分析》課程分為3大模塊，內容涵蓋電路模型、基本電路元件、電路的結構及等效變換、動態電路中微分方程的建立、時域和變換域分析的基本方法等內容。下面將電阻電路的分析和動態電路時域分析這兩個模塊進行混合式教學，其中電阻電路的分析和動態電路時域分析這兩個模塊，由于電阻電路和動態電路元件屬性包括概念，原理，特性，電路仿真所呈現的結果截然不同，可視性強，易于對比，因此將這兩個模塊的學時按照課前預習和課堂授課兩個階段重新分配學時和安排教學內容，如圖2所示。

圖2 混合式教學模式學時分布

5.1 學時分布

5.2 教學過程與方法

教學過程與方法重點是課堂的組織模式和講解內容的取舍安排，15次課課堂的組織模式主要有以下兩種：

（1）對于元件和電路特性需要算例的小型計算的教學內容，課堂授課利用智慧教學工具設計并發起搶答、投票、測試作為落腳點，利用即時的學情反饋進行下一階段的教學重點。

（2）對于需要仿真設計并完成電路搭建、測試的教學內容，課堂授課發布小組任務，組織各學習小組展開組內討論、組間交流，交流結果采用小組自評、組間互評、教師點評的方式進行[4]。

6 考核評價

《電路分析》課程混合式教學模式建立多層次、多元化、動態的考試及其評價體系，對學生能力進行全面而科學的檢驗。考核分為三級制（過程評價、階段評價和終結評價），評價層級層層遞進[5]。

過程評價占總成績比重30%，評價點為學生的在線和課堂表現；階段評價占總成績比重的20%，主要采用單元測驗方式，以線上考核的形式進行，在學習平臺設置測試開始時間、截止時間后，同時設置題目亂序，選項亂序，可以做到在有限時間內的線上考核公平公正。授課結束后統一組織的卷面成績為終結評價，采用閉卷筆試形式進行，占總成績比重50%，最終成績匯總前面三個層級的評價并按照權重相加即可。結合多種形式，注重過程考核，課程得分點，基本分布在平時考核中，大幅度降低了期末考試的分數比重，從而改變學生的學習方式。

7 結語

對于《電路分析》課程，開展混合式翻轉課堂教學模式，采用各類信息化教學手段，利用教學資源及網絡課程、互動學習平臺與仿真技術、教學視頻及多元化評價方式，實現“課前預習測試、課上實施與答疑、課后鞏固與提升”的線上線下相結合的教學互動活動；采用任務驅動教學法，通過互動教學平臺、仿真技術等途徑實現電路分析與設計能力培養，課前主動自學、提前學習網絡視頻，課堂學習的主動性和積極性更加明確，學生更加融入課堂，積極參與課后論壇討論，改變學習模式，提升課堂成效。