線上線下混合式“金課”教學模式設計與構建
——以《電子設計自動化》課程為例

陳華敏 牛 軍 任立民 曹 婷

1.南陽理工學院信息工程學院，河南 南陽 473000；2.南陽理工學院智能制造學院，河南 南陽 473000

2022 年7 月，在第二屆全國高校教師教學創新大賽全國賽閉幕式上，時任教育部高等教育司司長吳巖作了題為《鍛造中國金師》的主旨報告［1-2］。從2017 年提出“金專”到2018 年提出“金課”，再到這次提出“金師”；從“金課”的“兩性一度”到“金師”的“四個條件”，高教司層層遞進、環環相扣、久久為功，推進一場高等教育教學改革的深刻變革和質量革命。

《電子設計自動化》課程是面向南陽理工學院信息工程學院省級一流專業電子信息工程專業大三學生開設的專業核心課，承擔著為國家培養電子設計人才的使命。因此，在《電子設計自動化》課程中引入線上線下混合式“金課”模式，促使更多的教師投入到對“金課”的嘗試、探索和研究中，對高等院校實現一流本科教育、一流人才培養這一根本任務具有一定的現實意義［3］。

一、教學現狀分析及混合式“金課”建設的必要性

從2016 年開始，課程團隊逐漸意識到，傳統的《電子設計自動化》課程教學多講授、重書本。這樣的方式使得整個教學過程容易呆板僵化。課程教學存在以下幾個方面的問題：如何深化課程內涵，在有限的時空內提升學生綜合實踐能力；如何跳出枯燥的語法細節，激發學生的廣泛興趣；如何實現學生能力和素質考核，充分發揮教學評價的診斷和改進作用；如何培養具有家國情懷和全球視野的人才，實現課程育人功能。

針對上述痛點問題，2016 年至今，課程團隊依托省級教改項目和多個校級教改項目，精品在線開放課程建設等項目，堅持“資源為基、能力為本、實踐為橋”，逐漸豐富課程資源，迭代優化教學內容，革新教學模式和評價（反饋手段），融入課程思政，將理論與實踐緊密結合，通過對課程進行不斷的迭代優化，使不同層次學生的知識、能力和素質得以全方位發展。

二、資源為基——對標金課，優化課程內容，豐富課程資源

（一）重構知識體系，促進思維發展

在教學內容上教學團隊打破了傳統的章節式設計，以項目貫穿從建模—分析—仿真—實現的整個教學過程，將科研與工程的實踐案例融入教學，按照學生的認知規律重塑內容呈現的次序，完成從教材體系到教學體系的升華。

（二）建設差異化、特色化、個性化的精品在線開放課程資源

2016 年課程團隊申請了《電子設計自動化》校級核心課程改革項目，嘗試讓學生通過慕課、通過線上學習來進行課前的知識傳遞，在課堂上基于項目教學法通過翻轉課堂來實現知識內化。通過兩輪的教學實踐表明，優質的慕課并不能直接拿給地方本科院校的學生使用，因為生源和目標有差異。為了解決MOOC 資源水土不服的問題，課程團隊依據教學大綱，錄制了圍繞知識點展開的《電子設計自動化》的視頻，建設了《電子設計自動化》的精品在線開放課程，為本校學生提供了選擇性和發展性學習的機會和載體［4-5］。

三、能力為本、實踐為橋——革新教學模式，創新育人過程

基于以上豐富的教學資源，針對編程課枯燥乏味的痛點，課程團隊獨辟蹊徑，基于信息技術，以項目為載體，統籌線上線下，結合本門課程的特點，創新性地打造出“三環五學遞進式”教學模式，如圖1 所示。“三環”即預學環節—互動環節—檢測環節；“五學”即包括目標導學—自主探學—合作研學—展示賞學—檢測評學等五個階段的遞進式教學模式。

圖1 以項目為載體的“三環五學遞進式”教學模式

（一）目標導學：知識地圖，掃清障礙

目標導學即課前自學。課程團隊為每個視頻設置了線上學習任務單，讓同學們帶著問題來學習圍繞著知識點展開的視頻，并進行前測，獲取解決項目設計所必備的知識。除此之外，還根據學生的特點，讓他們可以在EDA 學習小組內進行生生之間、師生之間的答疑和互動，來解決學生基礎差異問題，保證線上學習效果，實現知識的第一層內化。

（二）自主探學：精講留白，及時點撥

教師根據線上前測的情況繪制知識講授圖譜，在接下來的線下課堂進行精講留白，同學們分小組進行項目的自主探學，教師觀察每個小組的組內討論，及時發現學生的起點、錯點、亮點和疑點，讓課堂教學真正成為同學們在原有基礎上的主動構建過程。與此同時，教師還通過對分課堂的“亮考幫”（即亮閃閃、考考你和幫幫我），引導學生問問題，問好問題。這樣教師能夠及時發現他們的亮點，給予肯定，推進同學們對知識的總結和應用能力，實現知識的第二層內化。

（三）合作研學：強弱搭配，共同進步

在合作研學環節，學生們按照強弱搭配組成的小組進行組內合作，采用信息化手段，查閱相關資料，對比新舊技術完成項目設計，形成兵練兵，兵教兵，兵強兵的傳幫帶機制，促進小組成員共同進步，共同成長。

（四）展示賞學：項目引領，超越自我

有了前面的扎實基礎，在展示賞學環節，教師引導學生們通過翻轉課堂進行項目設計的高階探究。為了使得這部分的效果更好，課程團隊進行了很多的嘗試，例如課堂匯報、亮考幫、步驟推演、思政聚焦和算法真人秀等。通過學生的動口、動手、動腦，達到活躍思維、鍛煉勇氣、培養能力和塑造人格的目的［6-7］。

通過這樣的方式，引導學生們開展高質量的互動式教學，幫助學生用出錯體驗認知，用質疑引導探究，實現知識的第三層內化，使學生們初步具備使用VHDL 來分析問題和解決問題的思維意識和實踐能力。

（五）檢測評學：趁熱打鐵，鞏固提升

第五個環節是課后檢測評學，同學們除了要把項目設計報告凝練出來之外，還需要完成一些延伸和拓展的題目。例如在學完VHDL 的三大描述方式這部分內容后，同學們可以嘗試用VHDL的三種描述方式，去進行工業現場溫檢箱溫度檢測系統的設計。另外通過三階段作業：即課后隨測，周內思考以及章節測試來鞏固所學，實現知識的第四層內化。

通過打造以項目為載體的“三環五學遞進式”線上線下混合動感課堂，打破了教師單向灌輸的課堂結構，將課堂還給學生，破解了編程課語法枯燥乏味、實踐不足的痛點，充分調動了學生的自主學習積極性，使學生“動起來”，真正實現了“以學生為中心”教學模式的轉變。

四、融入工程思政，實現課程育人

（一）編制“點—線—面”的思政網

本課程以項目設計流程為主線，通過解構和重構課程內容，凝練出8 個項目并有效融合課程思政元素（8 個教學項目、45 個專業知識點和25個課程思政元素點融合），形成“點—線—面”（點：課程思政元素點；線：每個項目中的思政點串聯成線；面：八個項目全部思政點的組合）的課程思政模型。

（二）創新性提出“五度一融合”課程思政育人模式

根據本門課的實際特點，聚焦FPGA 最新發展前沿，主動對接我國實施“強芯戰略”等重大戰略對電子領域高質量人才培養所提出的新情況和新要求，課程團隊創新性地提出“五度一融合”的課程思政育人模式。即將思政內容與中國傳統文化相結合，體現課程思政的“寬度”；與實踐相結合，體現課程思政的“高度”；與時事相結合，體現課程思政的“熱度”；與考核相結合，體現課程思政的“深度”；與大學生成長相結合，體現課程思政的“溫度”；通過這五個“度”，融合“中華傳統文化+共性卡脖子技術+電子行業課程思政+專業內容課程思政”為一體。將該模式付諸教學實踐，取得了突出的教學育人效果。

五、教學評價與反饋

教學團隊建立了過程性評價與終結性評價相結合的多元評價標準，引導學生注重學習過程、提升學習能力。借助學習通跟蹤記錄、實時反饋學生平時的學習狀態，引導學生回歸學習本真，培養自我學習能力，從而實現知識、能力與素質的多維度考核。

為了更多了解學生的學習效果和教師的教學效果，課程團隊用弗蘭德斯互動分析系統，對《電子設計自動化》2016 年的課堂實錄到2021 年的課堂實錄進行了對比。教師的語言比例由2016 年基本上滿堂灌逐年降低到2021 年的56.5%，在課堂上，老師開放性提問和同學們主動應答、主動提問的次數也呈逐年遞增的趨勢，如表1 所示。

表1 弗蘭德斯互動分析系統師生互動數據分析結果

同時，課程團隊以匿名問卷的形式來獲取同學們對課程的反饋和建議，構建了以學生為中心的“教—評—改”一體化的教學過程全閉環，及時反思，持續改進，凸顯以學生為中心的特色，保證線上線下混合教學模式下的教學質量與效果。

六、教學反思

團隊教師積極響應國家號召，從實際出發，大膽涉足教育改革深水區，融合信息技術，精準地從課堂教學入手，對標“金課”，豐富了課程資源，優化了課程內容，革新了教學模式，重整教學評價，創新教學理念和教學設計，探索出一套適合地方本科院校的專業課程改革方案，產生了一定的影響，輻射作用較為明顯。

在未來的教學中，課程團隊仍然需要不懈開展教學探索，根據學生的需求不斷改進。一方面須與企業合作，繼續進行行業對接，不斷結合學生特點，進行教學內容與方法的持續優化。另一方面，要著力于編寫基于線上線下混合式教學的項目教學法教材，使之更適合于開展線上線下混合式項目教學，在提高教學效果的同時，讓學生的學習“增量不增壓”。