電氣類專業“軟件技術基礎”課程線上線下混合教學模式探析

馮肖亮 閆晶晶 魯可

摘 要 本文以自動化專業為例，介紹電氣類專業“軟件技術基礎”課程開展線上線下混合教學模式改革的研究和探索。基于開設專業人才培養目標和培養方案的特點，“軟件技術基礎”課程教學存在知識點較多但課時較少、學院機房上機實踐資源有限、網絡學習資源豐富但缺乏引導等問題。通過線上線下混合教學模式的探索，能夠針對電氣類專業特點，結合專業培養方案要求，有效組織課程內容和教學形式，取得較好的教學效果。學生的軟件技術知識積累和實踐操作能力得到明顯提升。

關鍵詞 線上線下混合教學模式 軟件技術基礎 過程性評價

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.32.050

Research and Analysis of Online and Offline Mixed Teaching Mode for the

Course "Software Technology Foundation" in Electrical Majors

FENG Xiaoliang[1][2]， YAN Jingjing[2]， LU Ke[2]

（[1] School of Electrical Engineering， Shanghai Dianji University， Shanghai， 201306;

[2] College of Electrical Engineering， Henan University of Technology， Zhengzhou， Henan 450001）

Abstract This article takes the automation major as an example to introduce the research and exploration of the reform of online and offline mixed teaching mode for the "Software Technology Foundation" course in electrical majors. Based on the characteristics of professional talent training objectives and training programs， "Software Technology Fundamentals" course in electrical majors has the following problems in the teaching process. There are many knowledge points but only a few class hours， limited practical operation resources， abundant online learning resources but lack of guidance and so on. Through the exploration of the online and offline mixed teaching mode for the "Software Technology Foundation" course in electrical majors， better teaching effects have been achieved， and the accumulation of software technical knowledge and practical operation ability of students have been significantly improved.

Keywordsonline and offline mixed teaching mode; software technology foundation;process evaluation

隨著計算機技術的不斷發展，特別是其在電氣類專業領域的廣泛應用，高級語言程序設計、數據結構、軟件工程、數據庫等知識被大量用于解決生產過程遇到的復雜工程問題。掌握解決這些復雜工程問題所需要的相關知識已經成為電氣類專業畢業生職業發展所需要掌握的重要能力。因而，有必要在電氣類專業學生的培養過程中開設相應的課程對這些知識進行系統的學習。在一些高校，“軟件技術基礎”是電氣類專業開設的一門專業基礎課，通過該課程的學習，可以幫助學生學習和掌握VC++等高級語言程序設計、數據結構及軟件設計等相關知識，進而幫助學生利用計算機結合電氣類專業的專業知識開發軟件，解決該專業領域內的復雜工程問題。

隨著“互聯網+”技術的不斷發展，線上線下混合教學模式作為一類將網絡信息資源與傳統教學方法相互融合的教學模式，得到了國內外教育工作者們的廣泛關注。在國外，類似的教學模式被稱為“Blended Learning”。[1-2]在這類新型的教學模式中，中國大學MOOC、各大學自主建設的精品課程開放資源等網絡教學資源不只是學生自學時的參考或作為教學活動的錦上添花，已經成為教學活動過程中與課堂教學相互融合，相互補充的重要資源。[3，4]如何充分發揮網絡教學資源與課堂教學活動這兩者的優勢、取長補短、有機融合是每一門課程開展線上線下混合教學模式都需要重點探索的重要課題之一。近年來，我們課程組在電氣類專業的“軟件技術基礎”課程建設和教學改革過程中，對該課程的線上線下混合教學模式進行了探索。

1 “軟件技術基礎”課程教學遇到的問題

課程涉及內容較多，但是課時較少。與計算機專業的“軟件工程”課程不同，電氣類專業的“軟件技術基礎”課程需要涵蓋高級程序設計語言、面向對象程序設計思想、算法與數據結構、軟件工程基本原理和知識產權相關知識等內容。由于電氣類專業人才培養目標與培養方案的限制，“軟件技術基礎”課程的課時分配較少，一般為36-42課時（包括6-10課時的上機實驗）。這就造成了“軟件技術基礎”課程涉及內容較多，但是課時較少的問題。

實驗教學資源與課程需求差異較大。以自動化專業為例，“軟件技術基礎”課程作為一門理論與實操相結合的課程，旨在培養學生與軟件技術相關的實踐能力，并結合所學習的自動化專業知識，用以解決自動化領域復雜工程問題的能力。[5]該課程目標決定這門課程需要通過大量的計算機實踐進行練習，以更好地鞏固和掌握所學習的知識點。[6]傳統課堂教學大多以6-10課時的上機實驗來鍛煉學生的實踐操作技能，遠遠無法滿足學生學習的需要。

網絡學習資源豐富但缺乏引導。現有的相關線上精品課程與中國大學MOOC課程大都是針對計算機專業開設的“軟件工程”“數據結構”“高級語言程序設計”等課程，對于電氣類專業的學生而言，通過這些網課進行學習相關知識點時，需要耗費大量的線上學習時間，且由于缺乏計算機專業的基礎課程學習導致學習效果往往不佳。

2 課程教學改革措施

2.1 “因材施教”的線上教學資源組織與建設

這里說的因材施教不僅是指針對學生層次不同有針對性地開展教學內容的組織與實施，還指針對電氣類專業培養方案對“軟件技術基礎”課程的指標點需求，有選擇地組織建設線上和線下學習資源，為每個知識點提供一個短視頻來幫助學生了解該知識點的主要內容，在上課前提前3-4天發布，然后有針對性設計幾道測試題，用來了解學生通過線上資源對知識點的掌握情況。線上學習資源的形式多樣，比較靈活，可以圍繞知識點采取錄制視頻、提供相關文獻、網絡資料、實時新聞、短視頻等形式進行建設。在建設這些資源時，需要以引導學生對知識點的興趣和學習為目的，但又要注意這些資源的學習時間不能太長，提高線上學習效率。因此，在建設線上學習資源時，我們所上傳的資料大多是教師結合課程大綱查閱大量文獻資料之后精心準備的內容，不僅針對性更強，而且學習時間更加靈活，既避免了學生面對某一知識點大量的網絡資料難以選擇的困惑，又避免了學生找不到某一知識點線上資源的尷尬局面。線上教學資源的組織和建設，使得學生的學習方式更加多樣，學習時間更加靈活，不必像課堂教學一樣集中在統一的地點在統一的時間統一學習 。[7]學生通過線上資源學習完相關知識點后，可以通過線上發布的測試題來對線上部分的學習情況進行檢驗。

2.2 有的放矢的線下課堂教學設計

依據學生課前線上學習知識點的掌握情況，任課教師可以有針對性、有側重點的準備課堂教學。必要時還可以選擇翻轉課堂、小組答辯等形式多樣的課堂組織形式，增強學生對知識點的理解和掌握，提升課程目標的達成情況。以“二叉樹遍歷”這個知識點為例，通過課前測試，我們發現學生們通過線上知識點的學習，能夠掌握基本的遍歷算法，但是對課前測試題中的程序設計練習給出的程序多種多樣，主要呈現出前序遍歷和中序遍歷混淆的問題。由此可以想象，這類學生對于前序遍歷、中序遍歷、后序遍歷這三種遍歷方法掌握情況不夠牢固，初步知道怎么遍歷一個二叉樹，但是具體應用的是哪一類遍歷方法還分不清楚。那么，我們在線下課堂教學時，就可以通過引入順口溜、案例對比、總結分析等方法來加深學生對二叉樹這三類遍歷方法的理解和掌握情況。課后還可以通過“已知前序遍歷結果、中序遍歷結果，求后序遍歷結果”等稍微有難度的作業對這一知識點進行鞏固提高。

2.3 形式多元的程序設計練習

“軟件技術基礎”這門課程強調理論與實操相結合，要求學生通過實際編程來鞏固所學習的知識點，但是由于教學實驗室計算機資源的限制，僅能錯峰安排10個課時的上機實操。針對解決這種矛盾，同時兼顧保障線上線下混合模式教學的公平性，我們在開始線上線下混合教學模式探索時，選用了超星在線教學平臺。該平臺不僅支持利用電腦進行線上學習和答題，還支持在手機和平板電腦上進行學習和答題。此外，我們在介紹C++這門高級程序設計語言時，向使用電腦學習的同學推薦了visual studio 或 DEV C++作為程序設計軟件，向使用手機和平板電腦參與線上學習的同學推薦了C++編譯器 與 C++ compiler這兩個APP作為程序設計工具。這兩個APP占用內存較小，功能能夠滿足本課程的上課需要，而且能夠滿足學生隨時隨地進行練習。學生在完成程序設計練習之后，可以將是程序和運行結果通過截圖保存下來，然后通過在線學習平臺上傳作業。老師可以通過在線教學平臺及時了解學生的作業情況。

2.4 重在平時的過程性評價

隨著對工程認證教育理念認知的不斷深入，“軟件技術基礎”課程組在教學改革過程中加強學生過程管理，重視平時的過程性評價。線上線下混合教學模式為過程性評價提供了更多的評價依據。線上評價過程可以體現在學生對所發布知識點學習過程的完成情況，課前測驗成績、調查問卷完成情況、線上作業完成情況。線下評價過程除了期末考試之后，還可以參考課內實驗、課堂表現等過程。線上線下混合教學模式可以實現作業和考試的網上提交和批改，將作業和試卷以電子文檔的形式進行保存，既節約了紙張又方便了試卷的后期管理，更加突出的優點是：通過系統平臺可以更充分地分析學生平時的作業情況、測試情況以及考試情況，分析結果可以細化到每個課程目標、每個題型、每個知識點。有了這些分析，我們可以及時了解學生對知識點的掌握情況，實時發現學困生并有針對性地提供幫助和指導，以保障課程目標的全員達成。

2.5 增加知識產權保護的內容

申請知識產權是保護軟件所有者的重要手段和法律依據。“軟件技術基礎”課程組在教學大綱修訂的時候增加了軟件著作權撰寫與申請的相關知識。目的是通過2個課時的學習，培養學生知識產權保護的意識和撰寫申請軟件著作權的能力。

3 課程教學改革效果分析

在開展上述教學方法改革的同時，“軟件技術基礎”課程組的老師普遍發現學生的學習興趣、學習方法都發生了一些變化。回顧“軟件技術基礎”課程線上線下混合教學模式改革的過程，我們發現這種新的教學模式與傳統課堂教學模式相比，具有以下優勢：（1）教學過程的持續改進由以學年為周期的大循環，變為多重周期的多重動態閉環反饋過程。（2）師生互動的形式更加多樣，除了課堂上的問答互動之外，還增加了翻轉課堂、網絡平臺調研、網上留言板等學生參與度更高的互動形式。（3）線上資源支持多次觀看，學生對于感覺比較模糊的知識點可以反復觀看，直到弄懂或者能夠提出具體的問題，提高了學生的學習主動性和針對性，也延展了老師的引導作用。（4）過程性評價機制更有助于老師及時了解學生學習情況，及時改變教學方法;同時，也能夠引起學生對學習過程的重視程度，改變了少數同學靠考前突擊復習進而過關的僥幸心理。

4 結語

電氣類專業“軟件技術基礎”課程與計算機專業的“軟件工程”課程的教學內容、培養目標不盡相同。依據電氣類專業培養方案對該課程的要求，“軟件技術基礎”課程組依托超星在線教學平臺，開展線上線下混合教學模式改革。針對課程涉及內容較多但課時較少，學院機房資源少，網絡學習資源豐富但缺乏引導等實際問題，通過自建課程資源優化課程內容，充分利用手機、平板、電腦等電子設備鍛煉學生程序編寫能力，多樣化師生互動溝通渠道，開展過程性考核及時查缺補漏，取得了較好的教學效果，學生的學習主動性和積極性明顯提升，知識獲得程度和實踐動手能力顯著提高。

基金項目：本文系河南省高校青年骨干教師培養計劃項目（編號：2020GGJS085，2020GGJS089）的階段性研究成果

參考文獻

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