电子线路CAD线上线下混合教学模式探索

韦芙芽 孙士平 付春林

摘  要 电子线路CAD是电气类、电子信息类以及与硬件电路设计相关专业学生需要掌握的课程。如何通过本课程教学充分培养学生的综合应用能力和工程实践能力，一直是一个值得教师思考和探索的问题。根据多年电子线路CAD教学实践，分析当前线下与线上教学模式各种优缺点，探索适合本课程的线下与线上混合教学模式。

关键词 教育信息化;电子线路CAD;线上教学模式;线下教学模式;混合教学模式;慕课

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）22-0071-03

Exploration of Online to Offline Blending Teaching Mode for Electronic Circuit CAD//WEI Fuya， SUN Shiping， FU Chunlin

Abstract Electronic circuit CAD course is one of the basic courses of

hardware circuit design. It is the course that the student majoring in

electrical， electronic information and hardware circuit design need to master. How to fully cultivate students comprehensive application ability and engineering practice ability through the course？ It is worthy of teachers deep consideration and exploration. According to the teaching practice of electronic circuit CAD course for many years， this paper analyzes the advantages and disadvantages of the current offline and online teaching mode， and then explores the onlineto offline blending teaching mode， which is suitable for the course.

Key words education informatization; electronic circuit CAD; online

teaching mode; offline teaching mode; blending teaching mode; MOOC

1 前言

我國的教育信息化已经进入教育信息化2.0时代，高校教学模式发生一系列变革，由之前的传统线下教学模式占绝对主导地位，慢慢转变到传统线下教学、“互联网+教育”智慧课堂教学[1]、线上线下混合教学[2-4]等模式并存的格局。电子线路CAD课堂教学改革也一直在探索之中，已经提出案例式教学法[5]、项目式教学法[6]、任务驱动教学法[7]等线下教学具体方法，以及线上教学模式[8]、融合式教学模式[9]。考虑到本课程实践性很强，但只是一门专业选修课，而学生课业十分繁忙以及学分制的导向，学生不会花太多额外时间在本课程上，所以通常的线上线下混合教学模式并不适合本课程。本文根据多年的电子线路CAD课程线下与线上教学实践，分析线下与线上教学各自的优缺点，探索适合本课程的线上线下混合式教学模式。

2 线下教学的优点与缺点

电子线路CAD课程线下教学模式通常分为理论课和实验课，分别在多媒体教室和实验机房里进行。理论课按照教学大纲制订教学计划，在课堂上针对相应的知识点讲授。实验课根据教学进度，针对相应的知识点设定实验内容。下面分析电子线路CAD课程线下教学模式的优缺点。

线下教学模式的优点

1）易于营造氛围。绝大部分人都有从众心理，容易被周围人的态度、情绪和行为所感染。本课程实践性很强，通常实践教学占课程教学时间一半甚至三分之二。学生在实践过程中可以当面讨论，切身感受课堂氛围，互相带动。

2）时效性好。在线下教学过程中，学生遇到问题，教师可以当场解答，不会出现学生提问而教师不知道的情况。本课程需要大量的实践练习，其中很多知识点听讲感觉很容易，但是一旦动手实践，就会发现各种问题，而这个时候教师能当面指导是最好的。

3）仪式感强，印象更深刻。线下教学有统一严格的上课时间和地点，大家面对面，有情景感，场面更直观，而且课堂上有教师把控，课后作业统一提交、批改与讲解。这个过程仪式感强，容易留下较深刻的印象。

线下教学模式的缺点

1）理论与实践分离，不符合学习规律。由于理论课与实验课之间有一定的时间间隔，到上实验课时有的学生遗忘了理论课中所讲授的部分内容，需要教师二次讲解，从而减少了做实验的时间。对于电子线路CAD这种理论性不强而需要大量实践练习的课程而言，这种情况尤其明显。

2）教学效果与学生的接受能力挂钩。教师在线下教学中讲授一次而过，对于基础较差或接受新知识能力较差的学生而言，就不一定能理解并接受，慢慢地可能就会跟不上教学进度，最终会影响教学效果。

3）教学内容缺乏拓展性，难以满足学生多样性发展需求。线下课堂学生有30～50名，甚至上百名，他们基础不同，学习需求也不同。受教学时间的限制，教学内容都严格地按照教学大纲来设定，整齐划一，但是缺乏拓展性内容，不能满足学生的多样性发展需求，同时限制了学生思维的拓展。

3 线上教学模式的优缺点

随着信息与网络技术的发展，线上教学逐渐成为一种重要的教学模式。相比于线下教学模式，电子线路CAD课程线上教学有如下优缺点。

线上教学模式的优点

1）适合基础不同、接受能力各异的学生。线上教学视频可以反复观看，便于查缺补漏，对于那些基础较弱、接受新知识能力较差的学生特别合适。本课程教学过程中很多地方需要演示操作过程，如电气原理图设计过程、元件封装制作过程、各类电气规则设置过程等，这些都录制成视频。

2）充分共享优质教育资源。在信息发达的年代，可以从网络中借鉴丰富的优质教学资源和网络信息。目前国内多家知名共享平台提供丰富优质的在线开放课程，包括中国大学MOOC、学堂在线、超星尔雅、智慧树网等。

线上教学模式的缺点

1）要求学生自律性高[10]。在线上教学中，管理学生主要靠签到、点名、提问等方式，与学生交流最常见的表达形式是文字或语音。学生没有直面教师的那种压迫感，学习主要还是靠自觉性。

2）课堂学习氛围营造比较困难。教师在线上教学上课时间不可能实时监控每个学生的周围环境，无法直观面对学生的学习状态，难以用激情去感染学生，学生之间没有情绪互动。因此，相比线下教学，线上教学中营造学习氛围难度大大增加。

3）时效性差。在线学习可以随时随地进行，那么遇到问题也会随时提出来。一位高校教师可能同时面对几百名学生，每天面对的信息量是非常大的，不可避免地出现遗漏信息或者来不及回复消息。如果学生在学习过程中的提问经常得不到及时解答，积极性将会受到极大打击。

4 线上线下教学内容分配

不管是线上教学还是线下教学，优质教学资源都是有效展开教学的基础条件。教师需要根据教学目标与课程特点，精心筛选、合理优化教学资源。本文除了现有常规的教学资源，还有自己编制的课件、录制的视频、网页链接资源、慕课课程等。电子线路CAD课程理论性不强，但是应用性、操作性和实践性强。本文借鉴对分课堂的理念[4]，按照以问题为中心的教学原则[3]，结合本课程的特点，规划线上和线下课堂教学内容。

适合线上教学的内容  适合线上教学的内容包括课程知识架构展现、章节重点和难点提纲、章节需要解决的问题、基本知识点、操作与演示视频、在线作业和章节小测验、拓展阅读等。

适合线下教学的内容  线下课堂教学内容主要根据以往教学经验，结合学生线上学习过程中反映的问题，强调教学重点，详细讲解难点，解答共性问题，点评主题讨论结果;然后布置线下课堂任务，在适当的时机提出需要学生深入探讨的主题。本课程目前开设32学时，分为八个单元，每个单元正好一周时间，每周前面两学时在线上教学，后两学时在线下课堂教学。在此只列举教学内容分配结果其中典型的一部分：

单元2：层次原理图设计

线上教学内容：层次原理图设计原则、方法和基本步

骤。课堂任务：SRAM接口电路原理图设计（采用层次原理图设计方法。备注：教师提供两个子图，另一个子图及总图由学生自己设计）。

线下教学内容：难点是总线的概念、网络标号的应用，全局编译。共性问题：编译报错信息看不懂，不知如何更正。课堂任务：单片机最小系统原理图设计（采用层次原理图设计方法）。

主题讨论：层次原理图，各个子图划分的依据。

拓展内容：给定一张复杂的图纸，采用层次原理图设计方法完成其电气原理图的设计。

5 混合式教学模式的展开流程

开课前摸底  网络、电脑、智能手机、iPad等是线上教学的硬件基础，开课前要确保每个学生具备硬件条件。以当前中国社会经济发展水平，这个条件基本具足。如果个别学生没用购买电脑，建议到学校开放式机房去上网课，同时教学期间需要特别关注他们的学习情况。

线上教学平台选择  目前提供慕课的共享式开放平台有很多，比如中国大学MOOC、学堂在线、超星泛雅、智慧树网、学银在线等。这些平台各有优势，没有最好的，选择的一个重要依据是哪个平台上提供最合适的慕课课程。在线课程平台确定之后，再根据需要选择配套智慧教学工具，如慕课堂、雨课堂、学习通，还有QQ、微信等交流平台，利用QQ直播课堂、腾讯会议等展开各种形式的教学活动。

在线课程建设  在线课程建设主要有两种方式：一是通过对外校慕课课程改造来创建本校的SPOC课程;二是在本校的网络教学平台创建一门全新的课程。方式一适用于已有慕课课程比较符合自己课程的教学目标，教学知识点基本覆盖本课程的教学知识的情况。这样只需要适当调整一下，便可布置作业，开展章节测验，进行难点直播讲解，解答学生问题，发起主题讨论等。方式二比较费工夫，包括课件制作、课程相关视频录制、作业、章节测验等都得自己完成。

本文采用方式二建设在线课程，其中课程知识架构、重点、难点和思考题、基本知识点等以网页图文形式展现，需要操作与演示的内容以短视频形式展现。课前发布公告，预告本次课的教学知识点和课堂任务。线上课堂任务内容要紧扣本次课的知识点，但是难点要小一些，让绝大多数学生在规定的时间内完成任务，增强学习信心。

线上教学  线上教学实施过程主要包括：课前布置本次课学习进度、重点与难点、线上课堂任务与学习过程中需要解答的問题，上课前几分钟发布签到，以便了解学生到课情况;课中适当的时候通过提问、发布讨论主题来活跃课堂氛围，同时掌握课堂情况，快下课时发布小作业或章节小测验，以了解学生对本次课教学知识点的掌握情况;课程教学进行到一定阶段之后，发布问卷调查，全面地了解学生对本课程教学方方面面的感受与建议。往后教学过程中根据调查结果适当调整教学方式方法，解决教学中出现的问题。

线下教学  根据本课程的特点，线下教学最好在计算机实验室里上课，事先安装好本课程所需的教学软件。上课时，首先解答上次线上课堂中学生遇到的普遍性问题，点评主题讨论结果，然后讲解难点，布置课堂任务。这个任务针对的知识点与上次线上课的任务是相同的，但是难度上要增加一个档次。在学生完成课堂任务的时候，教师要注意引导学生去发现共性问题并寻求答案，在适当的时机提出需要深入探讨的主题，引导学生去深入思考。探讨活动从课内延伸到课外去，并作为作业下次课前提交，然后由教师点评。

课外延伸与拓展  由于课程学时限制，课堂中并不能面面俱到。教师可以布置一些拓展任务，让学生根据自身的能力和兴趣选择性地完成。拓展任务可以选各类课程设计中硬件电路制作里的PCB设计、往届电子设计大赛关于PCB设计部分的题目等，每个题目要标注难度系数，作为学生选题的依据。如果学校具备制作PCB板加工基地，选择部分学生设计的PCB图，最好是选择中等难度的、设计效果好的拿去加工，让学生去参观整个制作过程，最后对元器件安装并焊接、调试，真正做出一个小电子产品。学生自己从头到尾设计制作出一款电子产品，对于培养工程实践能力非常有帮助。

6 课程考核

本课程属于工具类课程，培养的是学生的动手操作能力、综合应用能力和工程实践能力，而这些能力都是在学习过程中逐渐形成的，所以学习过程的重要性不言而喻。学生能够重视学习过程，教学就事半功倍。因此，课程考核除了依据课程培养目标来设置，还必须强化过程评价，激励学生重视学习过程。

本课程考核主要包括三个方面，即平时成绩、线下课堂任务和大作业，占总成绩的比例分别是20%、60%、20%。其中平时成绩包括考勤、课堂作业和小测验、回答问题、参与讨论，线上与线下课堂打通来算，充分反映了学生学习过程中的参与度与学习态度。课堂任务完成情况反映学生每个阶段的学习效果，由于线下课堂任务是线上课堂任务的提升，因此只考查线下课堂完成情况。大作业是一个完整的PCB设计项目，包括原理图设计、元件符号与元件封装的制作、PCB设计等，基本覆盖了本课程所有知识点，考查学生的动手操作能力和综合应用能力。

7 结语

根据当前形势，探索适合电子线路CAD课程的线下与线上混合的教学模式，包括线下与线上教学内容分配、线下与线上混合教学模式展开流程、课程考核方式。教学过程中重点强调学生综合应用能力和工程实践能力的培养，考核中注重过程化考核，取得理想的教学效果。■

参考文献

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[3]陆丽婷.基于慕课的线上线下教学模式探讨[J].无线互联科技，2020（7）：88-89.

[4]张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014（5）：5-10.

[5]周素茵，周竹，章云.案例教学法在“电子线路CAD”课程中的应用[J].湘南学院学报，2015（5）：86-88，92.

[6]司开波，杨亚东.《电子线路CAD》课程项目化教学改革探索[J].电脑知识与技术，2016（11）：130-131.

[7]任国臣.基于任务驱动教学模式电子线路CAD授课内容规划[J].科技风，2019（36）：59-60.

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[9]谭露雯，卫静婷，黎斌.信息化背景下融合式教学模式在“电子线路CAD”课程教学中的研究与实践[J].无线互联科教，2020（5）：82-84.

[10]许金兰，徐岗.线上与线下相结合的计算机基础教学探索[J].教育教学论坛，2018（34）：250-251.