“線上線下混合式”教學模式的探討
——以《數(shù)字電子技術》課程為例

張曉紅 趙顯紅 曹磊 李勁偉

（河南科技大學電氣工程學院 河南 洛陽 471003）

《數(shù)字電子技術》是電氣、電子信息類及相關專業(yè)在電子技術方面的技術基礎課，是實踐性很強的課程。本課程探索了新形勢下如何結合線上、線下混合課程，改革教學方法，將理論教學和實踐動手能力相結合，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

2020年3 月，由于新冠疫情的影響，國內(nèi)所有大學不能如期開學［1］，按照教育部的“停課不停學、停課不停教”［2］和“確?！€上—線下同質(zhì)’”的要求，各高校充分運用各種信息化手段，將教學形式調(diào)整為線上教學。筆者學校的《數(shù)字電子技術》課程從2009年開始創(chuàng)建在線課程，早期屬自建網(wǎng)站，現(xiàn)在是利用超星（學習通）平臺，使得課程的建設得到進一步的完善和優(yōu)化。該課程在2020年入選河南省線上、線下混合式一流本科課程，目前課程處于建設及完善過程中。本文首先分析了當前線上、線下教學模式的特點及存在的問題，同時，結合本課程在“線上線下混合式”教學中的實際案例，對教學模式進行了思考和探索，建立起“課前提出問題，學生線上學習；課堂講授知識，答疑釋惑；課下進行復習。同時，進行實驗驗證，搭接線路，實物測試并實現(xiàn)功能”“線下線上混合式，理論實踐創(chuàng)新相統(tǒng)一”的人才培養(yǎng)模式，以期為該類課程的教學模式改革提供借鑒［3］。

1 線上、線下教學模式分析

1.1 線下教學模式特點

傳統(tǒng)線下教學模式面對面授課，及時和學生溝通交流、提問。對于實踐性強的課程，現(xiàn)場仿真演示或者搭建簡單電路，實現(xiàn)功能，效果比較直觀。但同時教學手段過于單一，課堂上以教師講授為主，理論講授幾乎貫穿整個教學過程的教學模式，學習氣氛通常比較沉悶、枯燥，學生沒有新鮮感，很難與教師間交流和互動［4］。另外，師生都不夠重視課程的教學過程評價，教師大多以最后的一次考核結果作為最終的成績，學生學習缺乏主動性。

1.2 線上教學模式特點及存在的問題

開展線上教學模式，教學過程由“教”為中心轉(zhuǎn)向“學”為中心，教學形式由單一課堂授課轉(zhuǎn)向借助多種教學資源的學習形式。通過在線課程，更多的師生可以接觸到優(yōu)質(zhì)的教學資源，聆聽全國名校名師的課，接觸到前沿的知識體系。學生還可以根據(jù)自己的需求、個人喜好等選擇不同教師的線上課程，同時，不受時間和地域的限制，可以反復觀看，便于知識的理解和鞏固。在線學習使得學生對老師的依賴性降低，調(diào)動了自我學習的積極性，培養(yǎng)了學生獨立思考的能力。同時，在線交流也尤為方便，教師可提供在線答疑，學生集思廣益，開闊視野，拓寬知識結構，獲得解決問題的方法。

2020年上半年，疫情期間，經(jīng)過一學期的線上教學，發(fā)現(xiàn)其中仍然存在很多問題與不足。首先是教學平臺方面。由于3月開學時間比較集中，周一上課時，用戶過多，有些平臺幾乎癱瘓，第一周最為明顯，后期，雖然各平臺也進行改進，但都仍存在卡頓、延遲和掉線的現(xiàn)象。為了保證能正常授課，任課教師在各平臺間頻繁切換，給教師教學和學生學習都帶來了不少麻煩，嚴重影響線上課程的教學效果。當然，隨著各平臺的改進，目前以上缺陷已基本得到解決。疫情突如其來，師生們都沒有充足的準備，教師的授課條件會有一些受限，如授課電腦條件、網(wǎng)絡條件等。最主要的一點是，《數(shù)字電子技術》課程有大量的公式、原理圖等，本來在線下課堂上能方便地講述和推導，而如今僅用PPT很難達到授課效果。后期，隨著在線授課的深入，我們也配上了手寫板等教學工具，方便了畫圖和公式的推導。但是，由于學生沒有紙質(zhì)教材，影響了預習和復習的效果。在網(wǎng)絡授課的過程中，教師與學生的互動存在很大困難，隔著屏幕提出問題，只能通過小窗口看到少數(shù)的回答，很難真正把握學生對知識的掌握情況，屏幕另一側(cè)的學生是否認真學習、是否有自制力，這些都無法掌握。而且《數(shù)字電子技術》是實踐性很強的課程，即使我們加入很多仿真實驗的內(nèi)容，但終究達不到實際動手的效果。

2 線上、線下混合式教學

2.1 擴充線上課程資源

為適應在線學習這種特殊的學習方式，對《數(shù)字電子技術》線上資源進行補充，除課程簡介、課程大綱、考核方式等基本內(nèi)容外，還增加了專題講座、參考資料、實踐教學等內(nèi)容。根據(jù)課程內(nèi)容，將教學過程設置為模塊化結構，每一模塊圍繞一個核心內(nèi)容或知識點，由教學視頻、電子教案、教學PPT 等組成，輔之以單元測試，便于學生集中學習、理解知識點內(nèi)容。每一章節(jié)由若干模塊組成，給出重點、難點說明、作業(yè)練習等。專題講座收錄一些國內(nèi)名師的會議視頻及PPT 講義，給學生提供前沿的知識、理念和教改信息。實踐教學方面增加了實驗、電子設計大賽等內(nèi)容［5］。另外，應用一些芯片、器件，分析設計原理圖，也錄制了簡單的視頻，方便學生學習。

2.2 線上、線下混合式課程教學

混合式的教學模式學習分為課前、課堂和課后，由師生共同完成。課前，教師借助雨課堂等教學工具，向?qū)W生發(fā)送預習PPT課件，強調(diào)預習時注意事項，提出問題，待學生預習后回答。課堂上，教師檢測學生預習情況，講述難點重點，解答學生問題。課后，學生總結學習體驗，適當練習測試。

課前和課后的學習利用線上資源完成，包括觀看教學視頻、線上線下討論答疑、課后測試、完成作業(yè)等。課程學習活動中，教師要充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性，學生為主體，教師為主導，引導學生合理利用課程資源，利用“課前—課堂—課后”3個環(huán)節(jié)，有機結合成“線上—線下”教學整體［6］，完成線上和線下學習活動。

3 后疫情時代“線上線下混合式”教學設計案例

由于疫情期間線上教學出現(xiàn)的問題與不足，在疫情結束后，2020年的秋季學期選擇“線上線下混合式教學”的教學模式。下面以圖1為例，以材物18班作為試點班級，針對課程的特點，進行相應的教學設計。

圖1 課程教學總體設計模型

課前：教師首先進行選題，題目既要結合課程理論知識的教學，又具有一定的趣味性和實踐性。恰當?shù)倪x題可以讓不同程度的學生經(jīng)過努力能完成設計任務，使學生通過綜合運用所學知識，開展電路的設計、仿真及安裝調(diào)試實驗，在鞏固知識、提高技能等方面有所收獲，給學生留下很大的發(fā)揮空間，激發(fā)學生的學習積極性，學生帶著問題來上課，學習興趣有效提高，聽課和討論積極主動，如利用555 定時器設計洗相曝光電路。

布置預習任務，利用555 定時器設計洗相曝光電路。問題：洗相曝光電路的原理是什么？555 定時器的工作原理是什么？兩者的關聯(lián)是什么？要求：預習555 定時器。具體措施：要求學生進入學習通觀看相關的學習視頻，并通過雨課堂，向?qū)W生發(fā)送預習課件，設置相應的題目，測試學生的預習情況。共有31名學生參與學習，其中，全部學生觀看了教學視頻和預習課件，并完成預習測試，正確率達90%。

課堂：教師線下多媒體教室授課。首先，口頭提問：555 定時器的工作原理是什么？生活中洗相曝光的特點是什么？進行雨課堂測試：選擇題和判斷題，限時完成。隨后，教師授課，講述555 定時器工作原理，利用555 定時器構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，洗相曝光電路要求每一次曝光的時間是固定不變的。

學生討論設計方案。將學生分成6 組進行討論。在學生討論過程中，教師進行簡單的指導。各組討論后，由各組推舉的代表匯報本組的討論方案。教師對各方案進行點評，并確定一套可行的原理方案。

總結點撥。因題目要求曝光時間固定，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點是：在給出觸發(fā)信號后，輸出具有固定寬度的矩形波，此處的固定寬度就可以用作曝光時間。具體電路如圖2所示。

圖2 555 定時器構成的洗相曝光電路

按壓開關S（后較快松開），L1燈滅，L2燈亮，L2燈亮的時間即為曝光時間（tW）：

課后：實驗驗證?？衫肕ultisim 仿真軟件，在電腦上完成；也可在實驗室完成實驗接線，驗證555定時器的工作原理，并構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用示波器觀察實驗波形。實踐創(chuàng)新，用面板進行實物插接線，完成洗相曝光電路的設計。

總結。要求學生完成一篇小論文，敘述工作原理、設計思路，同時，進行舉一反三擴展，能否用555 定時器實現(xiàn)人體脈搏的檢測，并顯示測量結果。

4 線上、線下混合式教學成效

由于線上課程僅對校內(nèi)學生開放，從2018年1月到2021年7月，參與學生達到2200 人。通過對3年間的期末考試成績情況分析，可以看出，前兩年的最終成績多以末考試卷為主，雖然學生參與線上課程的學習，但學習情況并不參與過程性評價，因此整體學習效果并不理想。

2020年秋季開始，采用線上、線下混合式教學，最終的成績評價包括過程性考核和終結性考核兩部分。其中，過程性考核占40%，內(nèi)容包括學生對于教學平臺課程的訪問情況、視頻收看時間、作業(yè)完成質(zhì)量、單元測試成績、課堂教學活動參與情況等，學習評價貫穿整個學習過程，教師實時收集并分析學習過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，判斷學生掌握課程知識點和技能情況，為評價學生學習提供依據(jù)。終結性考核占60%，由期末考試成績決定?；谶@種評價結構，學生注重了平時的學習和積累，期末考試也取得了明顯的進步，圖3 是3年間學生末考的成績分布情況。

圖3 學生成績分布情況

線上、線下混合式的教學模式［7］得到了學生的認可。通過課程網(wǎng)站，使可獲得許多課堂中無法獲取的知識和信息，方便課程的學習。同時，在線下授課中，多媒體課件中增加了許多工程實例，使課堂內(nèi)容更豐富，提高了學生學習課程的興趣。在實踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)，以《電子技術課程》設計為基礎，加強動手能力和工程實踐能力的訓練，真正實現(xiàn)理論和實踐的結合。

5 結語

目前，全球疫情形勢依然嚴峻，國內(nèi)隨時面臨疫情風險，抗疫成了近兩年的熱門話題。疫情防控進入常態(tài)化階段，線上教學必將是今后教學改革的一個重要方向。需要進一步對線上資源進行優(yōu)化，充分利用線上、線下混合教學優(yōu)勢，為學生提供更適合的學習方式，在學生學習能力提高的同時，改進教師的教學質(zhì)量，得到更好的教學效果。