互聯網+碎片化學習在電路理論基礎課程中的應用研究

黃 凱，郭永芳，彭玉青

（1.河北工業大學電氣工程學院，河北天津 300130；2 河北工業大學人工智能與數據科學學院，河北天津 300130）

《電路理論基礎》是電氣、信息、計算機等電類專業的基礎課程，在公共課與專業課之間起到了承上啟下的橋梁作用。長期以來，多數高校的此課程授課一直采用傳統的講授方式，教師按原理、算法、處理效果等順序按部就班地講述，導致學生面對實際問題時，經常束手無策，缺乏分析問題、設計方案并解決問題的能力，且課程內容豐富而學時非常緊張。為了突破這一瓶頸，教師必須從教學內容、教學模式、教學手段等多方面同時尋求改革。“碎片化”學習是指通過手機、PC 電腦等個人終端或報紙雜志等紙質媒介，利用零碎的時間對“化整為零”的一系列零碎的內容進行“短、平、快”的學習。這種學習方式盡管知識結構缺乏整體性，但是可以實現案例和問題引導式教學、知識點精準講解、課外知識延伸、緩解課堂教學學時的緊張、增加學業挑戰度等傳統教學無法達到的功能，對于課堂教學而言是一種非常有效的輔助手段。因此，在當前教育信息化飛速發展的背景下，教師要充分利用當前大數據、人工智能、移動互聯網、云計算等技術，探索以“碎片化學習”為代表的智慧教育教學手段以及“線上線下”多元化教學模式，在對課堂教學內容不斷優化的同時，提供豐富的、優質的數字化學習資源，支持學生隨時、隨地、隨需地深度學習。這對于充實教學內容，提高教學質量和水平，激發學生學習內驅力具有重要意義。

一、《電路理論基礎》概述及教學中存在的問題

《電路理論基礎》課程主要內容是通過認識各種環境下的電路模型，學習和掌握電路基本定律和定理，實現電路變量求解各種分析方法的掌握和靈活運用。本課程體系嚴謹、理論性強，能夠為后續相關專業課如電力電子技術、電機學、電力系統分析等課程的學習奠定必備的理論基礎知識。隨著新能源發電、電氣化交通設備等電氣專業領域科技的飛速進步，電氣工程相關課程尤其是專業基礎課程的地位日益凸顯，但是與此矛盾的是，學生普遍認為電路理論基礎等專業基礎課程授課學習效果一般。因此，現有的教學內容設計、授課模式等已經難以適應新時代背景下高水平人才培養的需求。目前，關于《電路理論基礎》等專業基礎課程的教學問題或相關矛盾主要表現為以下幾方面。

1.知識內容較多，但是課程學時壓縮減少，需要提高有效學時的合理分配度。針對科技的不斷進步，社會需求的不斷變化，各個高校應積極探索專業培養方案的改革優化并予以應對。新形勢下，以拓寬學生的知識面和專業知識加深為原則，壓縮理論基礎課程總學時為代價，增加了實踐環節課程學時，產生了知識量需求增加而學時分配相對減少的矛盾。

2.教學手段、方法仍然傾向于課堂“灌輸式”授課，抑制了學生的創新思維和創造欲。《電路理論基礎》等專業基礎課程的一些概念和原理抽象、內容繁雜，學生缺乏豐富的感性認識，很難理解和掌握。教師授課以PPT 為主，學生聽課過程中很少記筆記，產生了學生接受知識的能力與課堂知識容量提升之間的矛盾。另外，課程中有大量的理論、公式、模型，傳統的“填鴨式”教學中，這些抽象內容都需要一定的時間去記憶，勢必會降低學生的學習興趣，使得學習效果大打折扣，且學生處于被動學習狀態，不利于創新創造思維的培養。

3.理論與工程實踐脫節，對實際問題分析能力不夠，教學過程對學生科研創新精神培養力不足。傳統的《電路理論基礎》等專業基礎課程教學內容都是以理論講解為主，除了少數的幾個典型的實驗外，與課堂理論相關的工程案例或實踐內容嚴重不足，繼而導致了理論偏多與實踐缺失之間的矛盾產生，不利于培養學生分析和解決實際問題的能力。

4.學生學習動機不同，思維活躍，且個性突出，對授課內容廣度和深度的需求不同，需要因材施教按需授課。新時代的大學生熟悉智能手機、PAD 等移動終端，善于利用網絡獲取更多的知識資源，具有較強的自我管理和自學能力。傳統一刀切的教育方式和考核機制與不同層次的學生學習需求形成了矛盾。

二、“碎片化”學習的相關理論和特點

隨著人工智能、大數據和移動互聯網技術的迅猛發展，以及手機、PAD、筆記本電腦等移動終端設備的普及運用，尤其是“互聯網+”的出現，為教育領域的快速發展帶來了重大機遇，與此同時，也令教育的形式更加靈活多樣化。“碎片化”學習正是這一背景下誕生的一種新型的知識傳播手段，學生可以隨心、隨地、隨時、隨意地通過各種便捷渠道或媒介獲取資源，達到擴展學習的目的。在知識大爆發的時代，“碎片化”學習的出現，對傳統的系統化學習過程進行了補充。“碎片化”學習的相關理論研究和實踐在國外開展較早，經過多年的發展與積累，實現了一些“碎片化”學習資源系統，滿足全世界各國各地學習者隨時隨地學習的需求，為“碎片化”學習的進一步研究與發展提供了交流平臺和支撐，對我國的相關教學理論和教學方法的研究和實踐具有很大的指導意義。國內有關“碎片化”學習的相關研究起步較晚，但是發展很快，特點是側重于理論層面的研究，實踐方面的經驗較少。目前，國內有關“碎片化”學習相關概念界定、理論認識歸納總結如附表所示。

“碎片化”學習方式與傳統的課堂教學相互配合，克服了傳統教學模式時間、場所的限制。同時，通過“互聯網+碎片化”學習模式可以實現師生、生生之間針對學習中遇到的問題實時在線交流互動或形成反饋并記錄留存，形成“閉環”教學進行模式，有助于教師的教學改進和學生的知識快速吸收。“碎片化”學習具有很多優勢，具體可總結如下：（1）學習方式自由靈活，不受時空間限制，利用方便操作的移動設備、強大的移動數據或校園網絡可以隨時隨地接收適合自己的資源、素材、任務，進行按需學習；（2）學習資源相對于傳統課堂更加豐富充實，有利于學生提高知識吸收效率，提供了具有可選擇性的以學生為本的學習資源，有助于提高學生的學習興趣；（3）學習內容“微型化”和“零碎化”，與新興網絡平臺技術、社交平臺無縫鏈接實現媒體的多樣化，利用QQ、微信小程序等學生喜聞樂見的形式，激發學生的學習興趣；（4）學生學習過程可定制化，自由度增加，加強了學生學習的主動性和參與性，與此同時，師生、生生的交流互動顯著增多，教師提高了教學質量，學生也獲得了極佳的學習效果。

除了上訴各種優點之外，“碎片化”學習也有其局限性，在應用實踐時需避免。“碎片化”學習是利用零散時間進行知識補充，盡管效率較高，但是如果不及時總結歸納，不利于形成系統和整體的知識架構。另外，“碎片化”學習模式不利于學生對復雜知識體系的構建。最重要的一點就是，“碎片化”學習方式是無法替代傳統課堂教育的文化引領功能，它只是課堂教學的一個重要的輔助手段。

三、“互聯網+碎片化”學習在《電路理論基礎》中的應用

“碎片化”學習的核心是關于課程的某個知識點展開的相關教學設計，是與知識點對應的拓展閱讀素材，或者是仿真和實驗過程視頻講解，具有突出重點、案例經典、內容生動、短小精致等特點。本文從以下幾個方面就“碎片化”學習在《電路理論基礎》課程中的應用進行了研究與實踐。

1.教學內容“模塊化+碎片化”。由于“碎片化”教學資源的時間短，因此首先需要對知識內容科學合理的化整為零，對于課本外拓展資源要經過精挑嚴選且需要與課堂教學內容的主題緊密相關，突出教學內容重點。教師要充分遵循《電路理論基礎》課程的內容規律，對知識內容梳理并細分，得到不同類型的教學“微元”，分別打上模型、概念、性質、定律、定理、方法、實驗、例題等類型“標簽”，根據標簽類型制作相應的“碎片化”學習資源。例如，第四章中的戴維寧定理相關內容，可以制作出定理的引出講述、定理的內容和證明推導、戴維寧電路模型的參數計算方法、有源一端口網絡等效電路參數測量實驗或仿真、戴維寧等效電路的實際應用等學習資源。這些資源與課程重點內容密切相關，并且與課堂教學遙相呼應，每個資源相對獨立且時長不宜過長。

2.教學方式“互聯網+碎片化”。針對“碎片化”教學的特點，教師可以建立《電路理論基礎》課程學習網站、仿真和實驗案例庫、QQ 和微信群，根據不同的“碎片化”學習資源標簽類型選用不同的學習方式，可采用微課、微視頻、有聲講解PPT、實驗仿真操作可視化等形式推送“碎片化”學習內容。充分利用網絡作為媒體、“碎片化”學習資源為橋梁，加強師生、生生交流互動，形成閉環教學過程，提高教學和知識轉化吸收效率。

3.教學評價“全過程+碎片化”。盡管“碎片化”學習有隨時、隨地、隨需學習的諸多優點，但是在實踐過程中由于學生學習時間不統一，屬于無監督狀態學習，那么如何調動學生的學習積極性以及如何掌握他們學習的有效性是一個亟待解決的問題。需要探尋“碎片化”學習的考核機制，結合《電路理論基礎》課程理論與實驗實踐相結合的特點，從課堂教學+“碎片化”教學的全過程角度建立形成性評價考核方式。線上學習過程中，師生、生生交流互動等一切教學活動都會生成痕跡和記錄，有助于建立更加科學、合理的學生學習效果考核評價體系。

四、結語

充分利用手機、平板、個人電腦等移動終端實施“碎片化”教學，已經成為當今課堂教學主戰場的重要輔助手段。利用“碎片化”學習的特點，對《電路理論基礎》等專業基礎課程的教學內容、教學方法及手段、教學評價等方面進行優化改革，有利于增加課程的活力。通過引導學生利用課余時間進行“碎片化”學習充電，可以有效緩解課程內容多、課時緊張的矛盾，同時能夠培養學生學習的主動性和自覺性。

碎片化學習的概念匯總