复杂专业OBE背景下“电工电子技术基础”混合式 “金课”探索与实践*

周 鹏 ，刘 伟 ，李 尧 ，阎泽恒 ，赵 青 ，刘战合

（1.郑州航空工业管理学院，河南 郑州 450046；2.福建工程学院，福建 福州 350118）

0 引言

随着人工智能、互联网+、大数据、云计算、虚拟现实技术的飞速发展和计算机通信技术的迅速普及，“电工电子技术基础”已成为几乎所有理工科专业本科生的必修课和经管类专业选修课，具有很强的实践性、基础性、应用性、拓展性和创新性。2020年立项电工电子技术基础省级精品在线课建设，将课程思政和现代信息技术充分融入教学过程中，借助中国大学MOOC平台，开展复杂专业OBE背景下“电工电子技术基础”混合式“金课”探索与实践。“电工电子技术基础”混合式“金课”教学模式最好的创新点在于打破学习的时间空间限制，达到“人人皆学、处处能学、时时可学”的目的。通过线上各大平台开展电工电子技术基础课程视频、内容拓展资料、各个模块试题库、作业库、单元测试、小节测试、课程目标及思政引例等教学资源进行混合式授课，达到较好的学习效果。其中“线上”不是装饰品，而是必需品，把高校学生学习由表层认知引向深度学习的效果，“线下”授课模式不同于传统教学模式，而是进行“线上”学习后再深入学习。依据新工科和OBE教学理念对“重要知识点”实施有针对性分块，并按照工科不同专业人才专业能力培养要求，将课程体系知识点与日常学习场景有效融合。设计融教、学、做于一体的学习情境，将“电工电子技术基础”建设成为理论与实践、理论与大赛融合一体新工科创新课程具有重要现实意义[1-4]。

课题组以郑州航空工业管理学院计算机类、航空航天类、机械类、材料类等非电专业协同特色发展为目标，构建“课前自学”“线上线下混合教学”“线下讨论”“综合实训”“创新大赛”和“兴趣小组电子协会”六联驱动模式下的交叉融合教学方法，逐级提升、跨界培养非电专业学生解决复杂电路工程问题的创新思维和能力。将立足区域经济需求，努力探索以创新创业为导向的新工科航空电子控制类OBE人才培养模式，做好供给侧改革，提升在校生培养质量和毕业生就业竞争力及学生发展需求契合度。因此，如何打造非电专业“电工电子技术基础”这门课程，实现“人人皆学、处处能学、时时可学”的目标，这引起了课题组的深思并为之付诸实践。

1 现状分析

“电工电子技术基础”偏理论，其中的电路基本概念与基本定律、公式较抽象，导致学生难以理解。新生电路基础薄弱，导致课程难学难讲，学习兴趣较低，郑航“电工电子技术基础”课程教学模式仍采用“大班化满堂灌模式”。学生在学习本门课程时，大部分学生具有学好本课程的意愿，教学中对人工智能、互联网+、无人驾驶、大数据、云计算、机器学习、虚拟现实技术飞速发展和计算机通信技术的迅速普及相关知识比较喜欢。虽然，目前线上线下教学模式已经进行改善，但仍存在一些严重问题[5-6]。

1）在教学内容上过于理论、抽象。一方面，由于学生专业是非电类，在教学计划中过于追求知识体系的完整性，造成课程教学“通识性”与“专业需求”之间不能契合；另一方面，电工电子技术内容主要包括经典电路基本定律和电路分析方法，所讲授内容多是几百年前的定理，未与当代学科发展相融合，间接导致学生实践动手思维能力较差[7]。

2）在教学模式上，与现代技术充分结合，利用各个平台，例如中国大学MOOC、超星、腾讯课堂等，但仍然没有改变“满堂灌”教学情况。教学手段仅仅是从以前的“黑板”变为现在的“全媒体”平台，如果深入分析会发现授课内容并没有发生变化。只是将“讲授式灌输”转化为以信息化平台为载体的“全媒体式灌输”，对教学内容本身仍然缺乏关注，学生自身的学习自主性没能建立起来。

3）在教学综合成绩评价上，还是按照期末试卷、课堂表现、实验进行评分。其中课堂表现以出勤和作业来衡量，而出勤率并不能客观评价学生知识获取和能力培养。实验考查只看实验报告，无法综合评价学生的实践表现能力。这种评价模式完全忽视学生学习过程中展现的能力，不能完全展示高校学生学习和运用理论知识解决生活中实际问题的能力[8-9]。

因此，探索复杂专业OBE背景下“电工电子技术基础”混合式“金课”教学模式，构筑复杂非电专业人才培养体系，提高特色人才培养质量，服务区域经济社会发展迫切需求，亟须全面、系统、深入教育研究与教育改革[10]。

2 非电专业“电工电子技术基础”混合式“金课”教学模式设计

2.1 “电工电子技术基础”混合式“金课”协同性设计

人工智能时代背景下工科人才培养，教育理念必须与时俱进。在理论课学习中，穿插动画、精品在线课视频等。网站课程资源丰富，包括课程介绍、教学团队、电子教材与课件、知识点解析、教学大纲、教学视频、作业库、试题库以及讨论区等。利用慕课在线平台，对电工电子技术基础知识点进行合理分块，再针对每模块内容进一步细分为若干小节，每个小节制作相应的课件和视频（每个视频长度为5 min～15 min），内容组织上注意与复杂非电专业融合、不同专业应用到电工电子技术的嵌入与交叉学科专业联系。同时，在视频恰当位置插入测试题，回答问题才能继续观看视频，以实现课堂提问的效果，课前阶段教学设计如图1所示。

图1 课前阶段教学设计

2.2 “电工电子技术基础”混合式“金课”教学设计

依据新工科及OBE理念对“知识点”实施重组，按照不同专业需求，将传统知识点融合于学习情境中，优化重构电路模块26学时，模电模块20学时，数电模块18学时。知识体系重构是将传统课堂教学内容与各非电专业培养计划充分契合，精选教育内容，提炼重点知识点。课程采取“课前自学”“线上线下混合教学”“线下讨论”“综合实训”“创新大赛”和“兴趣小组电子协会”六联驱动模式下的交叉融合教学方法。将启发式教学、研究式学习、问题式辨析、反思式评价融为一体，已经逐步形成“教师推送任务—学生线上自主预习完成任务—课堂讲授、课堂讨论、分组讨论或学生讲解—在线自测反馈、辅导答疑”的教学循环过程及教学设计过程。混合式“金课”教学模式设计如图2所示。

图2 “电工电子技术基础”混合式“金课”教学设计

3 非电专业“电工电子技术基础”混合式“金课”教学模式实践

3.1 非电专业“电工电子技术基础”混合式“金课”教学实施

3.1.1 把牢政治方向，“电工电子技术基础”融入课程思政

将模电模块的特点与课程思政相结合，寻找课程内容与课程思政之间的融合点。利用学校的课程中心平台和在线直播，采用合理的教育模式，培养学生专业知识和创新能力，适时培养学生的祖国情怀、人生价值观和方法论。“做事没技巧，吃力不讨好”说明要提高做事效率，必须采取巧妙方法。掌握各种电气电子设备的工作原理有助于使用者最大限度地发挥它们的作用。电气电子设备的每一个系统都包含了多种复杂电路，但无论多复杂，其分析和计算方法都源于基本的电路定理和定律。利用等效变换方法先将比较复杂电路化为简单电路，再运用电路基本定律求解。在科学思考中学习，在学习中思考，“学而不思则罔，思而不学则殆”，在思考中实践与创新，提高效率。引导高校学生在自我成长过程中，积极主动积累知识，自我沉淀，提高综合素质，时刻准备迎接挑战，才能把握机会，走向自我成才之路。

3.1.2 构建师生同构共生鲜活互动的课堂生态

1）鲜活互动生机盎然，让课堂“动”起来。在线教学活动，教师通过设置弹窗和章节测试，实现学生与教育资源之间的有效利用。最重要的是，这些数据可以有效判断学生学习任务完成情况，在开始线下课程之前准确判断学生掌握知识点情况。引入“智慧树”“雨课堂”等工具，开展问卷调查和提问活动，第一时间检验学生在课堂上的学习效果。2）重视第一次线下课，第一次混合式“金课”教育模式应采用线下教育方式，给学生先介绍一下该课程特点，然后通过手机终端微信、QQ、邮件等，进行学习进度定时提醒，有效实现实时教学目标。3）形成规律，立足习惯养成。引导学生形成良好学习习惯，迅速进入混合式教育模式下的学习状态。4）尊重学生个人差异，教师要充分尊重学生，根据学生基础知识水平和能力，实施差异化的教育和人才培养计划设计，制定个性化教育设计。

3.2 非电专业“电工电子技术基础”混合式“金课”教学实践成效

基于中国大学MOOC平台的“电工电子技术基础”课程混合式“金课”教学，不再是传统教育模式中以教师为重心的“教”，而是以学生为主体的“学”。利用大学MOOC平台线上授课23次，考核605人次，发布互动68次，累计课堂活动参与总人次1 796。

3.2.1 同学自主发布讨论话题

“电工电子技术基础”课程的理论性较强，教学内容较难理解。但通过线上平台，学生在学习平台针对新知识的重点和难点可以在讨论区进行讨论，教师也可随时随地针对学生难点问题进行解读。

3.2.2 教学考核情况

对于郑航非电专业教学模式改革，其中短小精悍的微课视频、“有图有真相”的微信推文、有针对性的随堂检测让本来枯燥无味的模电、数电知识变得易理解、易掌握。中国大学MOOC平台随时随地的学习模式，有利于提高教学效果，学生在各个方面均有明显改善：1）线上线下学生出勤率高达97%，较传统教学模式提高13个百分点；2）线上线下课堂气氛活跃，平时不积极的学生也积极参与老师发出的讨论；3）学生对电工电子技术基础学习兴趣有所提高；4）学生学习成绩有所提升。如图3所示，以2019级机械2班、3班、4班三个班级125人教学为例，以最后学生期末考试成绩为比较分析对象，使用“金课”教育模式的班级在90分以上及80~89分区间人数明显高于传统教学模式，而不及格人数明显较少。可见，混合式“金课”教育模式切实提高了电子技术基础课程的教学效果。

图3 学生综合成绩分布图

4 结束语

课题组以郑航计算机类、航空航天类、机械类、材料类等非电专业学生为研究对象，针对开设的专业基础必修课“电工电子技术基础”教学模式进行创新，构建“课前自学”“线上线下混合教学”“线下讨论”“综合实训”“创新大赛”和“兴趣小组电子协会”六联驱动模式下的交叉融合教学方法，完成“电工电子技术基础”混合式“金课”协同性设计，优化课程内容，突出教学重点，建立电路、模电、数电模块库，强化模块组合。最后，以郑航为例，对非电专业“电工电子技术基础”混合式“金课”教学模式进行实践，通过学生参与讨论情况、学习进度、最后综合成绩分布，证明非电专业“电工电子技术基础”混合式“金课”教学模式可以充分调动学生积极性，打破传统教育的“满堂灌”模式。将立足区域经济需求，努力探索以“创新创业”为导向的新工科航空电子控制类OBE人才培养模式，做好供给侧改革，提升在校生培养质量和毕业生就业竞争力及学生发展需求契合度。