基于“MOOC＋SPOC”平台的混合式教学模式的构建与实践

罗桂娥 刘献如

[摘 要]随着“互联网+”时代的来临，传统课堂教学已无法适应信息化时代知识的传授需求。文章以模拟电子技术课程为例，从课程特点及传统教学模式存在的问题出发，对基于“MOOC+SPOC”平台的混合式教学模式的构架、课程思政、教学目标、教学方法、重点与难点教学、考核方式、实践心得等进行了研究与实践。以期践行以学生为中心的教学理念，培养和提高学生的自主学习、协同学习能力以及实践应用能力。

[关键词]MOOC;SPOC;混合式教学;翻转课堂;以学生为中心

[基金项目]2019年湖南省教改立项“基于MOOC+SPOC平台的模拟电子技术翻转课堂教学实践”（2019jy010）

[作者简介]罗桂娥（1962—），女，湖南株洲人，工学博士，中南大学自动化学院教授，主要从事智能仪器与虚拟仪器、电路综合设计、数字图像信号处理研究;刘献如（1977—），女，湖南娄底人，工学博士，中南大学自动化学院副教授，主要从事模式识别及图像处理研究。

[中图分类号] G642[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）27-0194-03[收稿日期] 2020-02-25

一、引言

基于“MOOC+SPOC”平台的混合式教学既是践行“以学生为中心”教育改革的一种有效方法，更是提高创新人才实践应用能力的关键。随着“互联网+”时代的来临，传统大学课堂教学已无法适应信息化时代知识的传授需求，MOOC+SPOC的教学模式正是教育信息化典型的代表，它使得基于“MOOC+SPOC”的翻转课堂+混合式教学在当下变得切实可行。文章以，模拟电子技术课程为例，介绍基于“MOOC+SPOC”平台的混合式教学的研究与实践情况。

二、课程特点及传统教学模式存在的问题

模拟电子技术是电类及偏电类专业一门技术基础主干课程。它是一门研究电子器件及其应用的科学技术，执行着与现实世界的物理信号相对应的模拟电信号的产生、变换、放大、处理等功能，是现实物理世界与计算机（或数字系统）联系的“桥梁”。其核心是半导体二极管、双极型晶体管三极管、场效应管和集成运算放大器等各种器件的工作原理及由此组成的各种应用电路的分析。其特点如下：①课程涵盖的功能电路的类型很多且直面工程应用，不同功能的模拟电路性能不同，分析方法也不同;②基本概念抽象、内部机理复杂、工程实践性强、线性与非线性共存、交直流共存[1];③学时数少、覆盖面广。由于学时受限，课程设置中对部分概念的推导过程和物理原理不做要求，但课程内容既强调理论的系统性，又强调概念的物理意义。这些都给该课程的初学者带来了很大的困惑和难度，使之感到既抓不住这门课程的重点，又不知如何突破这门课的难点，常有老师不好教、学生学不好的尴尬。因此学生将这门课程戏称为“魔鬼”电子学。

在目前高校普遍压缩学时的大背景下，采用传统的“以教师为中心”的课堂传授教学模式，完成知识的传授都略显紧张，更不要说提高学生的综合能力及创新应用能力。另外，传统教学在课程教学体系建设上存在诸多的问题，如：上课模式单一、教学手段单一、注重成绩等。其中，以分数作为衡量学生学习能力的主要标准这一问题，忽略了对学生自主学习能力和创新能力的培养，显然，以“教师为中心”的传统教学模式已无法适应学生的发展要求。

三、混合式教学模式的构建

（一）混合式教学模式的构架

中南大学模拟电子技术MOOC在中国大学MOOC网站已经开启第四期[2]，学校的SPOC也已经开启第三期。各类共享资源经过前期建设已经能够满足学生的线上学习需求，可以为学生与学生、学生与老师在课前、课上、课后的教学活动建立沟通纽带，从而真正实现教与学的多环境融合、多终端接入，进而为构建全面协作式的线上与线下相结合的混合式教学模式奠定了基础。

从2018年开始，针对学生普遍反映课程难学、教师也感到课程难教的问题，结合省级教改课题，我们开展了基于慕课的线上线下混合式模拟电子技术课堂教学改革，形成了较成熟的以学生为中心、建制班、课堂时数不变、“课前线上自学+线下课堂的知识重点难点解析+课后项目驱动”的三层次混合式教学新模式，如图1所示。

（二）混合模式下教学过程的組织

根据人才培养需求，结合课程特点，无论是MOOC建设，还是教材建设，我们都要从半导体基础知识出发，以“器件—电路—应用”为主线，“兼顾分立，面向集成”来组织教学内容;注重知识的关联性，将知识点串成知识链，并且通过“问题引导—问题分析—问题解决—归纳总结”的思路进行教学，力求让学生易懂易学。

线上利用MOOC通过“视频导学+初步自学+互动讨论+阶段检测”来完成课前预习及课后的巩固提高;线下重组教学内容，梳理知识体系，通过问题引导、启发式精讲、互动教学完成课程的高阶性;利用SPOC结合慕课堂App实现线上与线下的关联与掌控，完成学情分析与统计;利用项目驱动做引导，通过协作学习，强化过程实践能力、应用能力，体现创新性与探究性。

混合式教学主要引发了以下几方面的课程变化。

1.教学内容更新。根据教学大纲，模拟电子技术涵盖常用半导体器件、基本放大电路、模拟集成电路基础、负反馈放大电路、信号的运算与处理电路、波形产生与信号转换电路、直流稳压电源共7章教学内容。根据教材及MOOC视频的情况重构教学内容，线上MOOC自学内容侧重章节导读、基本概念、基本原理、基本分析方法的讲授;线下精讲内容重点体现知识的应用与迁移，深层次问题的研讨，侧重培养学生的综合能力与素养，将例题讲授与工程实践有机结合，进行工程案例分析，为后续专业课程做好铺垫，提高学生的工程应用能力。

2.增加课程难度。在每堂课程结束后，教师利用“慕课堂”平台抛出与下堂课相关的1—2个讨论题，要求学生先在网上讨论，还要求学生把讨论结果或网上讨论解决不了的疑问以及个人在自学中遇到的难题带到实体课堂进行深入的讨论，最后教师点评或解析;每堂课前利用“慕课堂”平台对前一堂课的内容进行简单的测试，利用手机投屏及时发现问题、及时解决问题;将每班学生分组引入项目驱动，让学生尽早接触工程实际，学以致用，提高工程实践能力。

3.拓展课程深度。在线下课堂，每章课开头，教师以问题为驱动，通过问题启发式学习，层层递进，让学生带着问题进行学习;及时更新线上延拓资源，增加学科前沿新知识，推广计算机辅助电路分析方法，拓展与全国大学生电子设计竞赛相关的模拟电路知识。

四、混合式教学模式下的教学设计与实施

（一）课程思政设计

课程思政设计如下：①立足模拟电子技术的基本理论、方法及视野，结合电子器件（二极管、三极管、集成电路等）的诺贝尔奖发明以及电子器件发展历程，弘扬不畏艰难、勇于探索的科学精神，引导学生树立高远志向，历练学生敢于担当、不懈奋斗的精神，激发学生科学报国的爱国情怀;②结合模拟电子技术的应用，如在网络通信、航空航天、消费类电子，特别是在工业控制领域的应用实例等，激发学生的求知欲望及民族自豪感等积极情感;③结合器件、电路、器件与电路相结合的应用系统，如扩音机系统、信号发生器、直流稳压电源，乃至全国大学生电子设计竞赛的赛题等，引导学生团结协作、学以致用、自主创新，让学生充分认识到其所掌握的技术可以为人类造福、为社会服务，提高学生的责任感与使命感，从而端正自身的人生价值，把个人价值与社会价值结合起来，利用技术，不断求实创新，为社会多做贡献;④充分挖掘模拟电子技术课程教学内容中所蕴含的辩证唯物主义思想，有机结合课程教学内容进行教学设计，引导学生科学思维，形成正确的世界观和方法论，提高辩证思维的能力。

（二）教学目标设计

通过本课程学习，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展，并达到如下教学目标：

1.知识目标。在了解半导体器件的基础上，重点掌握放大电路中各种基本单元电路（包括三极管单管放大电路、场效应管单管放大电路、多级放大电路、功率放大电路、双入差动放大电路等），负反馈放大电路，信号运算电路（包括比例、求和、积分等基本运算电路，模拟乘法器及其应用），电压比较器，正弦波与非正弦波产生电路，信号处理电路，信号转换电路，直流电源等低频电子线路电路的工作原理、分析方法和设计方法。

2.能力目标。掌握模拟电子技术的基本理论、基本分析方法与基本技能，增强学生的观察能力、知识的归纳与推理能力，“举一反三”能力;初步具备利用新手段、新方法探索实际工程中模拟电路的求解能力，自主知识运用能力，将知识点串成知识链的能力，理论联系实际能力，复杂模拟电路的分析能力。具备模拟电路的初步设计能力及简单模拟电路的应用开发能力，具有一定的团队合作能力，并善于通过沟通交流解决应用开发中出现的问题。

3.素质目标。培养学生的学习兴趣、电子爱好、工程素养及使用批判性思维方法等良好习惯;结合器件的发明了解电子技术发展简史，正确理解电子技术对推动社会进步的巨大作用，激发学生的爱国情操及人文情怀;通过工程项目实例的分析讲解，明确正确的价值观、人生观对于工程与科研工作者的重要性，培养不断求实创新的工作作风。将全国大学生电子设计竞赛与课程的知识点紧密结合，激发学生的自主探索创新品质及团队合作精神;通过章节导学，提升学生的自主学习能力和知识自主应用能力，形成不断学习和适应发展的素质。

（三）教学方法设计

以学生为中心，以提升学生自主学习能力、培养创新思维、实现课堂有效性为目标。以建制班为单位，课堂时数不变，MOOC做信息化学习环境营造的基础，以过程考核为抓手，采用基于“启发引导+互动教学”贯穿始终的教学模式[3]，进行模拟电子技术课程的教学。课堂上教师以问题做驱动，注重知识的关联性，将知识点串成知识链，通过“问题引导—问题分析—问题解决—归纳总结”，力求让课程易懂易学;并运用“慕课堂”App掌控，将实体课堂与慕课平台联系起来，对于疑难问题则组织学生进行小组讨论，师生、生生进行互动，然后教师解析或组织课堂练习;项目驱动专题讨论由小组陈述、全班辩论和教师点评等环节组成。

以问题为导向，发挥教师的引领作用，引导学生对课程重点、难点问题展开深入研讨。利用引导式、案例式、类比归纳等教学方法来阐释重点、破解难点;通过直面工程应用及知识点的连接性的引导、仿真案例拓展等来增强解决复杂问题的综合能力。充分挖掘模拟电子技术课程教学内容中所蕴含的辩证唯物主义思想，有机结合课程教学内容进行教学设计，引导学生科学思维，形成正确的世界观和方法论，提高辩证思维的能力。

（四）混合式教学模式的考核方式

混合式教学模式的考核方式采用多层次考核机制，加大过程监控力度，总评成绩=过程考核成绩×50%+期末考试成绩×50%，具体分布见图2。

五、实践心得

模拟电子技术混合式教学模式的打造，是信息時代及工程背景下如何开展以学生为中心的教学模式的一种改革与探索。对于国内同类和校内相近课程的改革，均具有重要的现实意义和示范推广作用。

1.教学模式实现从以“教”为中心向以“学”为中心转变，从“传授”模式向“学习”模式转变，学生的学习状态将大大改观。

2.线上教学与线下课堂的结合，使学生对知识的掌握更加宽广深厚。先通过慕课自主学习，使学生掌握了基本知识点;然后通过线下实际课堂，在基本知识点的基础上进行讨论，知识得到延伸。同时线上MOOC的拓展资源为学有潜力的学生提供了更加高阶的舞台，使学生具有更宽广深厚的理论基础。

3.“线上教学+线下课堂+项目驱动”的混合式翻转课堂是提高创新人才实践应用能力的关键，推动了学生将理论与实践相结合，促进了与工程认证接轨。通过项目驱动使学生对元器件选型、电路综合设计、电路仿真、电路的调试、仪器仪表的初步使用等工程实践能力得到提高;使学生自觉将知识点转化为知识链，有利于培养学生的创新思维、自主学习能力、知识的综合应用能力;使学生的团队协作精神进一步加强。

4.以课程团队的形式来参与混合式教学模式改革与实践，利于调动教学团队的积极性和提高教学效果。开放式、探究式对教师提出了更高要求，多层次考核机制，有助于学生的成长，也有助于因材施教，还有助于培养学生多方面的能力，有助于促进学生多方面的发展。混合式教学模式的实施促进了教学团队和学生得到共同成长，促进教学质量的全面提高。

参考文献

[1]罗桂娥，李力争，等.模拟电子技术[M].北京：中国水利水电出版社，2014：38-100.

[2]罗桂娥.模拟电子技术MOOC[EB/OL].https：//www.icourse 163. org/course/CSU-1003509005，2018-02-19.

[3]罗桂娥，王磊.“模拟电子技术”开放精品示范课堂教学改革与探索—以“双极性三极管及其基本放大电路”章节为例[J].工业和信息化教育，2017（08）：46-51.