“互聯網+”背景下軍校混合式教學模式的應用實踐
——以電子技術類課程為例

彭丹，尹浩，朱善林

(1.海軍工程大學 電子工程學院，湖北 武漢； 2.海軍工程大學 動力工程學院，湖北 武漢)

一 問題的提出

“互聯網+”是指依托互聯網信息技術實現互聯網與傳統行業的深度融合，以優化行業要素、更新行業體系、重構行業模式等途徑來完成行業的轉型和升級[1]，它不僅對我們的生產、生活產生了重大影響，同時也引發了高等教育領域的重大變革與創新。教育部多次提出要積極推進“互聯網+教育”發展，促進信息技術與教育教學深度融合，加快推進人才培養模式變革，重構教育教學生態。海軍工程大學作為海軍重要的高等教育學府，一直以培養海軍未來的建設者和領導者作為首要目標，如何在信息化浪潮中利用信息技術來培養高質量的信息化綜合素質人才已成為軍隊院校當下所面對的重大機遇與挑戰。

電子技術類課程作為銜接科學文化課與首次任職課的重要專業背景課，在整個人才培養體系中起著 “承上啟下”的重要作用，是學員從理論思維模式轉向工程實踐思維模式的重要節點。課程具有基礎性較強、深度融合EDA（電子設計自動化）技術、與工程實踐結合緊密等特點，而傳統課堂教學主要存在以下幾方面問題：

（1）教學互動淺層化形式化。課堂教學多注重基本概念、基本原理、基本功能等理論知識的單向傳遞，教員與學員以及學員與學員之間主要是以問答形式為主的淺層互動，缺乏高質量的多向信息交互，導致學員容易產生學習倦怠感，課堂參與度不高。

（2）學員對電路參數與功能理解不深，缺乏電路的設計與制作能力。電子技術廣泛應用于生產、生活、軍事等各個領域，電路的應用性和實踐性較強，而在傳統教學中，學習活動是以教師為主體的理論知識的講授，學習環境缺少創新實踐平臺，容易導致學員并不了解所學電路參數的實際意義，對電路功能理解不深，更缺乏電路的設計與制作能力。

（3）聚焦學員自主學習能力、創新實踐能力培養的方法手段不夠。電子技術類課程的學習是學員在未來任職崗位中管理、維修、運用電子信息裝備的重要基礎保障，聚焦學員自主學習能力、創新實踐能力的培養是實現“為戰育人”新時代軍事教育方針的重要著力點 ，在傳統教學中，學員自主學習能力的培養缺乏具體手段，學員創新實踐能力的培養主要靠線下實驗實踐來完成，而軍校學員由于學習訓練的特殊性，在時間和場地上存在一定的限制，因此需要更多的方法手段來保障學員自主學習能力和創新實踐能力的培養。

（4）考核評價機制單一且缺乏科學性和高效性。電子技術類課程面向全校所有工程類專業，多為大班教學，面向全體學員的過程性考核難以做到形式多樣，多以測試、作業為主，考核評價要素單一、機制不全，且在實施過程中缺乏科學性和高效性。

二 “互聯網+”混合式教學的問題解決路徑

“互聯網+”時代，信息技術的廣泛應用使得知識的傳遞和獲取更加靈活、便捷和多樣化，在線學習資源、智慧化教學工具與線下課堂有機融合所形成的“互聯網+”混合式教學模式改變了原有的知識呈現方式、教學組織形式、教學評價管理以及教學臨場感[2-3]，為傳統教學所存在的問題提供了解決方案：

（1）基礎類課程的線上學習資源豐富，部分理論知識的學習可以安排學員線上自學完成，在培養學員自主學習能力的同時使學員在進入課堂前能產生一定的知識困惑，學員的課堂學習動機和學習興趣就加強了，課堂教學以任務+ 問題驅動為主，可以設計限時練習、小組任務、問題研討、匯報展示等不同形式的學習活動，為師生交互和生生交互提供情境和渠道；課堂環境融入移動智能終端，豐富課堂互動形式、增加有效互動，例如在課堂學習中利用雨課堂的彈幕、投稿、限時練習等功能使師生交互方便、快捷、有效，教員可以獲得學員學習效果的及時反饋 、學員可以獲得同伴學習效果的實時反饋，課堂激發出更多活力，使學員具有更高的課堂參與度。

（2）以真實的生活和軍事應用實例作為引入，以電子電路的設計制作為任務驅動，按照發現問題、分析問題、解決問題的思路進行電路結構、原理、參數、功能的遞進式學習，并在各個部分強調所學知識在實際應用中的體現，基于工程實際進行理論學習，確保學員對電子電路的理解不浮于表面，深入理解電路特性和參數；同時以思維開發為經、以動手實踐為緯，設計問題研討、方案匯報、電路仿真、DIY實踐等不同維度的學習活動，從知識、能力、思維、素質不同層面對學員進行全方位鍛煉，提高學員的高階素養。通過引入口袋實驗室、虛擬仿真實驗、遠程實驗等形式多樣的創新實踐平臺，豐富學員的創新實踐環境，為學員課前、課中、課后全周期的動手實踐能力的培養創設條件，以平臺為基礎、以任務為驅動，通過系統化的實驗實踐設計，加強學員的電路設計與制作能力。

（3）混合式教學中的線上學習環節，以學習目標為牽引，通過學習視頻、自測題以及考核評價的設計，可以為學員自主學習能力的培養創設環境和方式，另外，通過布置一些拓展性和實踐性學習任務，可以有效鍛煉學員搜集和查閱資料的能力、獨立分析和解決問題的能力；信息技術所衍生出的遠程實驗、虛擬仿真實驗等多樣化的線上實驗實踐方式可以解決時間和空間限制對軍校學員帶來的影響，豐富學員的創新實踐活動，為創新實踐能力的培養提供更多方法和手段，線上實驗實踐過程同時還可以提高學員的信息化素養。

（4）智慧教學工具可以提供諸如限時練習、小組任務、投稿展示等形式多樣的過程性考核，且自動收集考核數據，為學員課前、課中、課后全流程的學習提供精細化、可視化、便捷化的考核評價，使考核評價更加科學、客觀、高效[4]。

三 電子技術類課程混合式教學應用實踐

電子技術類課程混合式教學，以核心目標為導向，從學習活動、教學交互、考核評價三個方面進行詳細設計，在線上與線下相結合的學習環境中為學員創建真正高度參與性的、個性化的學習體驗。下面以電子技術基礎課程中的555 構成的多諧振蕩器為例進行介紹。

555 構成的多諧振蕩器是電子技術基礎課程第九章中規模信號產生與變換電路中的內容，此時學員已經掌握了基本的模擬電子電路和數字電子電路。555 構成的多諧振蕩器教學目標是使學員在知識層面了解555 定時器的功能以及555 構成多諧振蕩器的工作原理，并學會分析多諧振蕩器的應用電路，在能力層面具備多諧振蕩器應用電路的仿真、設計、制作能力，在思維層面培養學生發現問題的批判性思維以及運用已有知識分析和解決問題的思維能力，在素質層面培養學生堅持不懈、不斷探索的精神素養。基于以上教學目標，設計相應的學習活動和教學交互，再采取適當的考核評價方式，開展混合式教學，混合式教學總體架構如圖1 所示。

圖1 555 構成的多諧振蕩器混合式教學架構

（一） 課前自主學習

線上學習環節是混合式教學的重要組成部分，它可以使學員具有更多的學習選擇，承擔更多的學習職責，鍛煉學員的學習決策能力、實施計劃的能力、反思及評估學習過程的能力。要使線上學習過程達到預期的效果，必須進行系統、科學的線上學習策略設計。在學習內容上，按照布魯姆認知模型，記憶理解型內容難度相對較小，適合學員線上自學完成；以本課例為例，555 定時器的內部電路是由前面所學習過的基本單元電路構成，電路結構簡單，在了解工作原理后，555 定時器的功能可通過口訣記憶，故這兩部分內容安排學員線上自學完成。在學習模式上，以任務驅動和問題引導為主，通過雨課堂發布課前學習課件，其中包括學習目標、問題引入、學習視頻、線上測試和拓展性學習材料，首先通過學習目標明確學習要求、量化學習行為，然后以設問形式（555定時器是從1971 年被研發出來后一直沿用到現在產量還極高的芯片，它到底具有什么功能能應用如此廣泛？）引發學員思考，學習視頻介紹具體學習內容，再通過自測題使學員能及時應用所學知識發現問題并形成反饋，自主測評可以有效促進學員的自我監控和自我評估，最后加入拓展性學習材料，通常為科技前沿相關視頻，增強學習的趣味性，拓展學習的深度和廣度。在課前學習過程中，學生和教師可以通過雨課堂留言、討論區、微信等進行互動，雨課堂會記錄學生的課前學習行為和答題情況，形成詳細的預習數據，方便教師掌握學生的課前自學情況，教師可以根據雨課堂提供的數據對課堂內容進行及時而科學地調整。

（二） 課堂交互學習

課堂學習是提升學生高階能力素養的核心地帶，通過創設學習情境、開展交互式學習活動、實施增強型教學遞進，可以有效地增強和維持學生的學習興趣和學習動機，提高學生的主動參與意識，促進學生對知識的深層次理解和意義建構，給予學生積極的學習情感體驗[5-6]。

（1）課前回顧，案例引入

首先以師問生答的形式對555 定時器的功能進行回顧，可以設計知識搶答或者是雨課堂的隨機選人活動，在進行知識溫習的同時還可以快速將學生帶入學習情境，活潑課堂氛圍。然后以軍事中常見的火炮自動跟蹤瞄準目標作為案例，火炮隨動系統是通過控制電機的轉動來控制火炮的轉動，而電機的轉動主要是由加載在電機上的電壓決定的，在一定條件下，電壓越高，電機轉速就越快，占空比不同的矩形波輸出電壓的平均值是不一樣的，而如果要實現火炮在不同方向的連續轉動就要有占空比連續可調的矩形波來控制，由此提出本節課的關鍵性問題，如何產生占空比連續可調的矩形波？

（2）由淺入深，多元交互

多諧振蕩器就是產生矩形波的電路，根據案例的需求，首先要引導學生用555 定時器構成多諧振蕩器。在電子電路的學習過程中，帶著學生從熟悉的器件出發，一步一步去構成完整的電路比直接把電路呈現出來更能使學生理解電路的結構和工作原理，同時也能培養學生運用已有知識去解決實際問題的思維能力。在電路構成過程中，由555 定時器的功能和輸出為矩形波兩個已知條件，可以分析得到555 定時器的2 腳和6 腳的電壓一直處于變化狀態，而且這種變化不是外加輸入信號帶來的，而是電路自動產生的，于是設置問題1：如何才能實現這種電壓自動變化的過程？

在課堂學習初期，創設交互式學習環境，有利于學生快速投入到課堂學習中，提高學習吸引力和學習專注度，就問題1 設計思考并進行小組討論的學習活動，小組成員相互交換意見，然后教師進行評價總結：在熟悉的電路元件中，電容的充放電過程可以實現電壓的自動變化。得出了關鍵性的電容后，很快就可以搭建出完成的多諧振蕩器電路。得出電路后，利用口袋實驗室進行實際電路演示，使學生對電路的理解不局限于理論層面而是切身感受電路的實際功能，達到所學即所見的效果。通過口袋實驗驗證了這樣一個電路可以自行振蕩產生矩形波，接下來就分析它能夠產生振蕩的工作原理。在分析過程中，輸出矩形波周期和占空比的計算是本節課的重點內容1，可以設置雨課堂限時練習，教員可以得到學生學習效果的及時反饋，學生在檢驗自己學習成效的同時還能了解其他同學的學習數據，促進競爭性學習。在分析計算過程結束后，將學生引回到本節課一開始提出的問題，火炮的隨動控制需要占空比連續可調的矩形波作為電機的控制信號，這個電路所產生的矩形波符合要求么？由計算結果很明顯得到此電路的輸出不符合要求，于是自然引出問題2：如何產生占空比連續可調的矩形波呢？

由于此問題的答案為本節課的重點內容2，所以可以設置小組討論并發言匯報的學習活動，增強學習者之間思維火花的碰撞，提高課堂活力。由占空比表達式，學生會想到要使占空比可調，可將電阻換成電位器，在學生匯報完畢后，教師可以提出問題3：與之前相比占空比可調了，但它只能在大于50% 的范圍內進行調節，有沒有辦法能夠使占空比的調節范圍更大呢？

基于此問題繼續進行小組討論，促進學生發散性思維的生成，最后得出關鍵性器件二極管，在電路中加入二極管可改變電容的充放電路徑，從而得到占空比連續可調的多諧振蕩器，為本節課最開始提出的問題提供了解決方案。對于理論推導得出的電路同樣再進行口袋實驗驗證，以實踐來檢驗理論的正確性。

在學習完多諧振蕩器的基礎知識后，給出具體的軍事應用電路，使學生運用所學知識進行電路分析，也使學生了解到所學內容在軍事領域中的實際應用，完成知識的意義建構。

（3）總結展望，思政融合

最后對本節課內容進行小結與回顧，多諧振蕩器的學習一直是按照發現問題、解決問題的思路在進行，除了多諧振蕩器之外，在整個電子電路學習的過程中，經常會為了解決某個問題對電路進行改進，但是又會引發新的問題，從而激勵學生要保持有對電路進行持續改進的探索精神以及科技報國的家國情懷。

（三） 課后延展學習

課后學習是學生進行自我調節及更進的重要學習過程，也是促進學生自主學習能力提升的重要環節，設置合理的課后學習任務可以協助學生完成知識的內化和能力的養成。在知識層面，可以設置課后作業、思維導圖等學習任務使學生鞏固和深化所學內容，進行知識的整理內化；在能力素質層面，可以設置綜合實踐類學習任務，例如本節課以生活中常見的紅外光控報警器作為實踐任務，鍛煉學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力、動手實踐能力和創新創造能力。

四 結語

在軍校電子技術類課程中，應用混合式教學模式，結合信息技術和智慧教學工具，可以很好地解決傳統教學中存在的問題，為學員創造高質量和高度參與性的學習體驗，有效提高教學質量，推動教育模式的變革和教學生態的重構。