融入思政元素的電路實驗混合式教學研究

摘" 要：基于任務導向的教學設計構思，在教學方法上，電路實驗課程采用線上線下混合式教學和課程思政相結合的方式，引入學習通App，課前將教學課件、講課視頻、實驗難點、仿真軟件、仿真實例等資源推送給學生，讓學生通過網絡進行知識預習、課堂答疑、課后互動等，實現自助式學習。通過教學模式的改革創新，激發學生的積極性和主動性，培養學生的自主學習意識。

關鍵詞：課程思政；電路實驗；思政元素；混合式教學

文章編號：1671-489X（2025）02-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.02.

0" 引言

在習近平總書記提出的思想政治理論課改革創新要堅持“八個相統一”的指導下，開展思政元素融入電路實驗課程體系建設的教學研究，“為誰培養人、培養什么人、怎樣培養人”是實驗教學必須首先思考的問題，要放在所有工作的首要位置[1-4]。電路實驗課程建設要以立德樹人為根本，把社會主義核心價值觀體現在整個教學過程中，堅持課下課上、線上線下全方位培養人。

本項目在混合式教學過程中注重學生的學習體驗，從學生的視角來組織教學，從而實現教學目標，努力為學生創造一種高度參與性、個性化的學習體驗，使學生在獲得新知識的同時，各方面能力都能夠得到培養，實現全面發展。希望筆者的研究能為促進線上教學與線下教學理性接軌和深度融合，為實施混合式教學課程的信息化提供可參考的實踐經驗。

1" 結合項目落實課程思政五要素

電路實驗課程是工科學校非電類專業的一門重要的公共基礎課程，旨在讓學生理解基爾霍夫定律，認識電壓、電流的基本原理（知識點見圖1），掌握儀器儀表的使用方法，并學會電路故障的排查方法。在教學電路實驗課程時，要注重專業知識與德育的關聯點，在講授電子技術基本理論、基本分析方法的同時，強調科學思維的養成、批判意識的重要性、工匠精神的延續，努力把學生培養成德才兼備的棟梁之材。

混合式教學涉及學生、教師、教學管理者三個方面，該教學模式將傳統教學方法與數字化的網絡教學法相結合，取長補短。采用混合式教學法，在教師的啟發下，學生思維活躍、敢于質疑、大膽創新，積極改進實驗方式，嘗試多種實驗方法。如對基爾霍夫定律、疊加定理和戴維南等效定理的教學，線下教學結合線上仿真實驗，可以更好地加深學生的理解。

電流、電壓是電路的基本參數，需要符合節點電流守恒和回路電壓為0的規律。如圖2中三個電流表的讀數所示，U1支路即左側支路的電流表讀數為1.926 mA，U2支路即右側支路的電流表讀數為5.988 mA，兩列電流匯入下側的電流理論值為1.926 mA+5.988 mA=7.914 mA，與U3處電流表讀數7.914 mA完全吻合。測量電流時，設定參考方向電流應從電流表正極流入，負極流出。若以三個電流表交點為電流節點，匯入節點方向取正，則三路電流分別為+1.926 mA、+5.988 mA、-7.914 mA，即節點處的電流求和ΣI=0。同理，測量電壓時，設定參考方向電壓的正極應接電壓表正極，設定參考方向電壓的負極應接電壓表負極。按照電流定律和電壓定律的一般定義規則求代數和。

基爾霍夫定律的實驗驗證也可以設計如圖3所示的電路，其中兩可調電源US1、US2在0～30 V內變化，如實驗可選擇US1=6 V，選擇US2=12 V。左側開關S1撥向上，電路接通電源US1；右側開關S2撥向上，電路接通電源US2；AD路的開關S3撥向上，電路接通電阻R3。以A節點驗證KCL，以ADEF構成回路I和ABCD構成回路Ⅱ驗證KVL，節點A處支路的電流及參考方向分別為右I1、左I2及上I3。開關及電流方向標注詳見圖3。

如圖2仿真、圖3實驗所示，通斷圖2支路開關A、B可驗證基爾霍夫定律、疊加定理，電流表讀數為各支路電流I；通過開關C的選擇，可測量比較電阻和二極管的電壓電流特性（伏安特性）。本項目除測量記錄數據的知識學習外，強調采用多種方法測量記錄數據，要求學生發揚工匠精神，追求精益求精、盡善盡美。

混合式教學設計結合線上線下、課下課上，促進學生進行融合性學習，即：為達到教學目標，根據教學對象和教學條件的不同，對多種教學方法、模式、策略、媒體、資源、技術等教學要素進行優化組合。在教學方法的研究方面強調，不同教學環節、不同基礎的學生對應有差異的教學策略。對基礎薄弱的學生，教師可先演示電路連接，讓他們體會自己搭建電路實現功能的樂趣；對善于思考的學生，采取提問、討論、拓展功能等方式充分調動學生的主觀能動性[5-12]。

近年來，國內很多高校開展了大規模的在線課程建設工作，將線上平臺的優勢與線下課堂面對面教學的優勢充分結合，混合式教學模式的構建對課程體系建設至關重要。在“優化課程體系、設計實驗項目、拓展實驗模式、改革實踐進程、創新考核評價”的課程建設中，通過分析電路實驗平臺課內容的特點，設計融入思政元素的電工電子實驗項目，在實驗任務和實驗要求中對應落實課程思政的五要素：科學方法、創新精神、批判思維、工程倫理、工匠精神。

以具體的“電子元器件RLC參數測定”實驗項目為例，線下教學見圖4，線上建模見圖5，三個開關A、B、C分別控制電阻、電感、電容的通斷。

不同器件的阻抗特性隨頻率的變化關系如下。

器件阻抗隨頻率的變化關系可以參考圖4的電路，開關可以選擇打通電阻R、電感XL、電容XC

三路之一，r=200 Ω，電阻R=1 kΩ、電感L=15 mH、

電容C=0.1 μF。若輸入電路的電壓u為2 V有效的正弦波，頻率1～20 kHz，開關可控制導通R或L或C，仿真不同器件的電壓UR、UL、UC和Ur，記錄這些電壓數據。

當電源設置100 Hz的頻率，如開關選電感XL接成圖5所示電路，利用萬用表讀r兩端電壓為95.368 mV，電感兩端電壓為1.998 V，通過這些數據可驗證電感兩端的電抗測量值，并與理論對比。

電路實驗課程強調創新精神與批判思維，要求學生獨立思考。教師鼓勵學生根據標準電阻繼續設計電路，測量電壓表、電流表的內阻。

2" 混合式教學模式

電路實驗課程思政教學目標包括：1）自主學習與信息獲取、發現問題與研究規律、研究探索與分析綜述；2）構建知識與技術積累、方法應用與技術遷移、尋找方向與目標決策；3）任務分析與項目設計、項目管理與工程規劃、自我表述與說服他人；4）行業規范與工程要求、創建條件與營造環境、項目管理與工程規劃；5）團隊協調與合作交流、總結分析與拓展思維、社會倫理與職業道德；6）創新思想與踐行能力、國際視野與社會價值、綠色環保與可持續發展；7）探索未知與利用機遇、原始創新與集成創新、控制評價與發展完善。

隨著科技進步，一方面可以設計更貼合新工程的實驗項目，另一方面可以著手利用新的實驗手段方法、基于新的實驗平臺改進舊的實驗項目。近年來，筆者開展了大規模的在線課程建設工作，將線上平臺的優勢與線下課堂面對面教學的優勢充分結合，構建混合式教學模式，不斷拓展實驗途徑，做到了軟件仿真與實際硬件電路（含有小型硬件板的口袋電路實驗箱）設計相結合。傳統的硬件電路實驗方法可培養學生的動手能力，但存在技術手段陳舊、學生學習效率不高等問題，并且限制了學生主動性、探索性、創造性的發揮。單純的電路仿真設計軟件對學生的實踐訓練來說存在缺乏真實感的問題。在互聯網環境中成長起來的年輕一代，其生活環境和生活方式造就了他們特有的數字認知方式，混合式教學非常適應他們的學習需求。

筆者將實驗要求細化為基本要求、提高要求和拓展要求三個方面，以具體的“電子元器件參數測定”實驗項目為例，基于課內外學時的線上線下混合式教學設計見表1。

3" 多方法的層次化實現方案

將教學目標細化為具體、可衡量的教學產出，設計與目標相匹配的考核方式；針對不同實驗項目設計教學活動，引入技術支持工具，如問卷調查、訪談法，及時獲得每個學生的實驗數據反饋，從而以學促教，調整實驗側重點；研究課程教學效果，不斷更新教學內容、引入優質教學資源、改進實驗方法，針對不同層次的學生進行不同任務的設計、布置、驗收。

繼續拓展實驗如圖6所示，引入運放，通過測量被測阻抗ZX、兩端電壓UX、Rf和兩端電壓Uf來實現RLC參數測量。

從明確教學目標、確定評估依據、設計教學活動、選定技術混合這四個方面對課程進行整體設計。將教學目標細化成具體、直觀、可測量的，融入思政元素的，含有基本任務、提高任務、拓展任務的分層次實驗要求；再以教學產出為出發點設計相應的評估活動，依此判定教學目標是否達成或達成目標的程度多高；根據評估依據設計教學活動，引導學生走向特定的學習目標；最后依據教學活動需要選擇技術支持工具或選定技術混合。

4" 結束語

筆者對在線教學資源進行梳理，并采用混合式教學模式，設計課前、課中和課后的教學活動，對教學效果進行研究分析，以達到持續改進的目的；從實驗內容、實驗要求、課程思政、教學目的等方面考慮教學設計，充分利用課內外學時；以電路實驗為例，就基爾霍夫定律驗證、RLC參數測定進行線上、線下的多方法對比。研究評價策略的設計和教學活動的設計，目標、評價和活動要保持一致，采用一定的學習支持策略確保學生的參與性和有效度。最后用行動研究方法評價課程教學效果，總結教學設計的有效性、教學方法的適配性和教學效果的可持續性。

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