电类专业基础课程的混合式学习策略探讨

粟世玮　王凌云　王辉　郭攀锋

摘 要：围绕“新工科”的建设目标，有必要探索一种混合式学习策略，以综合兼顾并充分发挥传统课堂和互联网的优势。对电类专业基础课程的部分或全部内容实施传统教学或翻转课堂的混合教学模式，能充分发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，调动学生学习的主动性和培养学生的创造性，同时通过科技创新活动、综合作业、学科竞赛、创新工程实践等环节，实现跨学科交叉融合，有利于培养工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才。

关键词：新工科；混合式学习；翻转课堂；创新能力

作者简介：粟世玮，三峡大学电气与新能源学院副教授、硕士生导师；王凌云、王辉、郭攀锋，三峡大学电气与新能源学院。（湖北 宜昌 443002）

基金项目：本文系三峡大学教学研究项目“新工科背景下提升工程创新能力的混合式学习策略研究——以电类专业基础课为例”（编号：J2018011）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2018）32-0101-03

当前，在地方高校的传统工科人才培养中，仍然是重理论轻实践，跨学科交叉融合不够，学生的创新意识、创新思维和创新能力等方面的培养都受到了很大限制；且现有的实践教学环节大都还是传统的验证性实验，实验学时也在逐年递减，学生大多是保留跟随性学习习惯，极大限制了其创新性思维能力培养，阻碍了人才培养质量的提高。随着网络化、智能化、服务化、协同化的“互联网+”新经济形态的形成和发展，为综合兼顾并充分发挥传统课堂和互联网二者的优势，学界借助中国大学MOOC这一大规模网络平台，探索出了一种混合式学习策略。本文以我校电类专业基础课程为对象，实施混合式教学，充分发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，从工程实践技术、理解评估判断、创新创造、团队协作以及领导力等方面相关能力对学生进行开发和训练，本文就此展开论述。

一、电类专业基础课程的混合式学习策略

电类相关专业所涉及的专业基础课包括“电路原理”“模拟电子技术”“数字电子技术专业核心课程和电路实验”“电子实验”“电子系统综合作业”等课程。这些课程彼此关联，承前启后，彼此又有交叉，课程体系如图1所示。这些课程在专业培养中起着承上启下的重要作用，也是培养学生工程和创新能力的基础。这是在“新工科”背景下，结合工程创新人才的培养目标，将基础课程彼此关联起来，整合课程资源，采取混合式学习教学模式，共享优质教学资源、调动学生的积极性、主动性和创造性，从而實现高效且优质的教学的有益探索。

所谓混合式学习，就是将面对面学习和在线学习模式有机地整合，在教学上采用不同的媒体与信息传递方式进行学习，最终达到效果最优化。学生可以根据自身的学习进度，选择相应的工具、技术、媒体、教材、设备等进行自主学习。根据我院学生的培养目标及现有的教学资源，制定混合式学习策略如图2所示。

如图2所示，可以通过中国大学慕课网或者其他网络平台实现线上学习并完成单元测试，引导学生完成课程内容的预习和复习，并搜集学生在利用网络学习过程中遇到的问题，在课堂上进行辅导；对重点、难点内容实施翻转课堂或专题讨论的教学方式，学生分组讨论并完成备课、授课，组与组之间互评，教师负责点评与总结。此外，还可以利用我校自主的网络平台——求索学堂，辅助传统理论课程内容的教学。在实践环节，电路实验和电子实验等基础实验能让学生对仪器设备、电路元件等有基础认识，而电子系统综合作业则分别从文献查阅及应用、综合应用基础理论知识的能力、团队协作及计算机仿真和电路设计等方面能力对学生进行培养及提升。

二、电类专业基础课程混合式学习方案

在混合式学习策略下，电类专业基础课程的教学将从以下五个方面开展实施，即课前教学目标分析、课前学习内容分析、课上学习活动设计、课外学习延伸和课后学习评价。课程的学习方案如图3所示。

1.课前教学目标分析。考虑到线上学习方式的交互性不足，为了确保教学效果的实现，增加师生之间的交流互动，按照将电路、电子技术基础以及相关的实验课程的教学大纲，对照培养方案上的目标要求，对课程的每一章、每一节和每个知识点进行目标分析，确定好各个部分的目标，并选定各个知识点的学习模式（课堂讲授、自学或翻转课堂）。

2.课前学习内容分析。学习内容是要求学生学习时应掌握的基本知识和基本技能。学习内容包括课堂内容、模块内容、单元内容和具体的知识点内容。为了适应混合式教学模式，课程组成员通过调研对比，根据我校实际，找到合适的线上资源，根据培养目标选择合适的学习内容。

3.课上学习活动设计。学习活动是教学最重要的组成部分，设计课堂学习活动的成功与否直接关系着教学质量的高低，因此做好课上学习活动设计是教学当中最重要的环节。在专业核心基础课程（包括电路、模拟电子技术和数字电子技术）的学习中，学习活动可以采取教师讲授为主、师生协同、学生协同、学生自学、师生问答、分组讨论、总结汇报等方式。究竟采取哪种学习活动，取决于章节教学内容的重要性、章节内容的难易、教学目标的要求和学习者当天的精神状态。在专业拓展课程（包括电路实验、电子实验和电子系统综合作业）教学中，通过电路实验和电子实验要求学生能正确使用电压表、电流表、功率表、万用表及常用的一些电工设备；学会使用示波器、信号发生器、晶体管稳压电源、晶体管毫伏表；掌握基本的测量技术，具有查阅电子器件手册的能力；同时能按电路图连接实验线路和合理布线，初步具有分析、寻找和排除常见故障的能力，并能根据实验任务确定实验方案，选择合适元器件设计线路的初步能力。电子系统综合作业则是综合了以上基础课程教学内容，由指导老师给定探索性、实践性和整体性较强的研究课题或工程项目，学生选用常用电路元件或通用的集成电路完成设计，并用仿真工具对所设计的电路进行仿真验证，最后进行实物的制作调试。综合作业能有效地将知识、能力、素质进行融合，在问题导向、案例导向、成果导向的驱使下，既能提高学生的实践动手能力、培养创新意识和加强团队协作能力，还能使学生掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法，具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力。

4.课外学习延伸。在专业核心基础课程（理论课程）的教学中，考虑到学时的压缩，结合新的人才培养方案，为让学生能够将数学和物理等自然科学、工程基础知识、相关领域专业知识用于解决复杂工程问题、能够基于科学原理并采用科学方法，对电力系统复杂工程问题进行研究、能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员或负责人的角色、能够就本专业复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，除了理论知识的学习外，还将增加以下的课外环节：

（1）电路仿真及分析。要求学生自学Matlab、Pspice或Multisim等电路仿真软件，对比较抽象、难于理解的课程内容自行做电路仿真，帮助学生明确系统的性能指标并适当调整各项参数，更准确地分析电路的工作状况。如在电路课程中关于二阶电路的时域分析、网络的幅频特性等课程内容时，布置课外作业，让学生应用仿真软件对所学的电路进行仿真并分析，写出分析报告；在模拟电子技术课程中，针对阻容耦合负反馈放大电路、集成运放构成波形产生电路等进行仿真并分析，并写出报告；在数字电子技术基础课程中，分别要求学生对组合逻辑电路和时序逻辑电路进行仿真并分析。并将此项学习纳入平时成绩的考核。这不仅能提升学生的实践动手能力，同时为后续的电子系统综合作业打好基础。

（2）资料收集与整理。在学时大量压缩的背景下，课程内容无法全部讲授，因此将部分内容引导学生自学，如电路课程中关于滤波器、谐振电路的频率特性、回转器和负阻抗变换器；电子技术基础课程中关于特殊二极管、集成稳压电源等内容。给出几个关键词，学生通过查阅相关文献，并以报告的形式作为学习成果上交或者给出几个讨论题，学生课后收集资料，分组讨论，在课堂上交流。纳入平时成绩的考核。这样不仅能解决学时短缺的问题，还能指导学生结合课程相关的内容撰写科研论文，同时还能增强学生的文献检索能力和自学能力。此外，尝试引进“创新工程实践”这一MOOC课程，让学生尽快了解和掌握原始创新的方法和实践过程，投身到原始创新中来，培养一批有原始创新能力并充满原始创新激情的人才。

5.课程考核。课程考核注重平时各个教学环节中学生的表现，总评成绩按平时成绩（50%）与终期考核（50%）的标准进行折合。其中平时成绩由线上作业、线下作业、互动讨论和课堂考勤四个部分组成。各自所占比例如表1所示，这种混合式学习方式不仅可以帮助老师随时跟踪学生学习情况、灵活地调整课程进度；更可以最大限度地为学生提供实体课程般的学习体验、保持学生的课程参与度。

综上所述，将混合式学习策略应用到电类专业基础课程的学习中，将名师课堂引入学校，充分利用现有的优质资源，并通过基础实验、电子系统综合作业等环节，结合多元化、混合的教学模式、多样化的考核标准，校外优质资源的有效利用，校内老师的引导、启发、监控和考核，从理论到实践，从校内到校外，丰富了学生的专业知识，训练文献检索及综述能力，提高了团队协作等能力，從而实现跨学科知识和思维模式的交叉整合，提升学生们的国际视野和跨学科整合能力，为未来承担新工科和新工程建设发展重任奠定良好基础。

参考文献：

[1] 林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，（5）.

[2] 宋余庆，陈权，刘哲，等.新工科背景下工程创新人才国际培养的探索与实践——基于“双跨”团队体验混合式学习模式的建构[J].高校教育管理，2018，（5）.

[3] 闫俊玲.MOOC平台背景下蒙古族大学生混合式学习策略研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2018，（4）.

[4] 周开发，曾玉珍.新工科的核心能力与教学模式探索[J].重庆高教研究，2017，（5）.

责任编辑 陈 莉