线上线下混合式教学模式实施方案设计——以《电路分析》课程为例

柴黎，李红，夏成蹊

（航天工程大学，北京 101416）

0 引言

自上世纪90年代以来，“互联网+教育”对高等教育的影响逐渐加深，高等院校在教学管理体制、人才培养模式、教学资源建设等方面均受到了较大地冲击和挑战，转变传统教学模式及考核观念，应用微课程平台等构建混合式教学模式的创新已成为各高校热议和尝试的方案。混合式教学是网络化教学和传统教学相结合的一种教育教学模式，混合式教学模式包括各种教学策略、教学方法、教学手段等的深层次的交互融合，是高校教育改革的重要研究课题之一。

《电路分析》课程是电子技术专业方向本科生的专业基础课程，是一门理论性较强，在工程技术领域有着广泛应用的课程。该门课程是电子技术专业开展工程应用研究、能力提升的重要理论基础。本课程一方面衔接之前所学的《高等数学》、《线性代数》等课程，继续夯实公共基础知识，另一方面为后续《模拟电子技术》、《数字电子技术》等专业课学习做好铺垫。本课程主要设置电路模型、基本电路元件、电路的结构及等效变换、动态电路中微分方程的建立、时域和变换域分析的基本方法等内容，使学生初步掌握相关的理论和方法分析、解决工程实际问题的能力，为后续课程的学习和以后从事工程技术工作打下坚实的基础。

1 课程建设目标

首先，改变传统低阶式以教材为中心的课堂组织学习。以学生为中心，将传统教学课堂的“以教材为中心”转变为“以问题为中心”，教学通过“网络学习”和“面授教学”方式结合，注重发挥学生的主体作用。充分发挥网络学习和面授教学方法的优点，实现了教师主导和学生主体的有效融合，提高学生的认知能力、自主学习能力及思维能力，既保证对基本知识的掌握，又优化课程的教学效果。

其次，改变传统三步走的模块化教学环节实施过程。将传统的“上课+实验+作业”三步走教学环节立体推进，将其转变为“微课+讨论+实验+小测验+创新课程设计等”立体式教学新模式，培养了学生的沟通表达能力，团队协作能力、实践能力，以及解决实际问题的能力，充分激发学生学习激情及动力。

最后，改变传统的形成性和终结性考核方式。传统的教师对学生的学习考核评价方法比较单一、作为理论性和实践性较强的电子技术课程，很难达到一定的广度和深度。通过转变考核方式，将课前测试、阶段性测试及期末考试等多元化、多维度考核评价相结合，全面培养和促进学生自主学习、主动学习[1]。

2 课程基本理念

在“互联网+”时代，通过大数据即时的学情反馈、翻转课堂的师生交互、丰富的MOOC资源、以提高学习成效为目的的混合式教学模式，实现“成效为道、数据为器、交互为体、MOOC为用”的教学理念，培养学生充分理解并强化电路模型的认知，掌握理论和工程经典方法，为今后解决工程实际问题，从事科学技术研究工作打下良好的基础。

3 教学阶段设计

实施混合式教学模式，首先将授课时间划分为课前、课中、课后3个阶段；然后授课空间分割为线上、线下、线下3个方位；最后知识要点讲解分配为传授、内化、外化。以开展师生互动教学的理念作为教学的切入点，综合利用智慧教学工具作为着力点，而设计精细丰富教学方案作为落脚点，学员更快地理解和掌握电路基础的体系和各部分内容之间的联系。

将教学过程设计为三个阶段：课前预习阶段、课堂授课阶段、课后提升阶段，同时依据认知过程，教学的基本规律设计三个阶段学习活动序列。

3.1 课前预习阶段

发布学习任务，明确此次教学任务的知识点及关键问题，教学课件及各种学习阅读资料上传至网络平台，布置课前线上测试。汇总讨论区反馈问题，为有针对性的课堂面授教学收集素材。

3.2 课堂授课阶段

系统讲授教学任务重点知识，通过随机点名、抢答、投票、发布小组任务等多种检查讲授内容和当堂缩减内容，集中讲解课前汇总的共性问题。

发布小组任务这种讨论形式，组织各学习小组展开组内讨论、组间交流，交流结果采用小组自评、组间互评、教师点评的方式进行。

3.3 课后提升阶段

在面授教学任务结束后，设计并发布课后测试和综合性拓展训练项目，同时遴选出课堂学习小组优秀作品、课堂报告至讨论区，最后对以上两个阶段的教学任务的完成情况及存在的问题进行教学反思，整理补充教学内容，优化教学方案[2]。

下面将三个教学阶段的对应的资源类型、学生活动、教师活动以及这些活动的设计思路与意图列表如下：

图1 三个阶段教学过程

4 配套教学资源建设

根据学员对知识认知过程，依据知识图谱对知识点和教学资源进行“碎、动、减”的重新划分和“理、虚、实”的一体化设计。碎，对知识点的碎片化又不失完整性，每个视频在短时间内比较完整地讲解了一个知识点，学生可以充分利用各种片段时间来观看视频，从而完成课下自学内容；动，在面授环节中充分的师生互动和生生互动；减，对教学内容在课堂授课环节进行相应的删减。从电路分析这门课实际的“电路分析、仿真设计、电路调试”的教学过程出发，对教学资源进行“理、虚、实”的一体化设计。理，对相关知识点的理论分析，虚，在Multisim软件进行数值仿真，实，在实验箱上进行电路调试的物理实现。

现将满足线上线下混合式教学过程中不同阶段的教学资源划分为微课资源、课件资源、虚拟仿真资源、实训模块资源以及训练项目资源[3]。

4.1 微课资源

重新梳理知识图谱，根据11学时自学内容量身定制录

播微课资源20个，每个微课资源时长控制在10分钟，课前提前2天，发布进行预习。

4.2 课件资源

课件资源根据自学内容进行相应的调整，结合课前发布的微课资源删减相应知识点。本课程原共有24个课件资源，需修改其中15个课件资源。（需要对原有24个课件资源种的9个课件进行调整）

4.3 虚拟仿真和实训模块资源

实现混合式教学“理、虚、实”一体化设计思想，建设虚拟仿真和实训模块案例资源库，体现在互动平台的Mutisim电路仿真案例、电路的搭建与调试（实训模块）。本课程建设虚拟仿真资源30个，实训模块15个。

4.4 训练项目资源

训练项目资源的设计是教学过程中的重要环节。 课程建设四类训练项目资源：课前测试、课堂测试、课后拓展提高和阶段测试。

4.4.1 课前测试

在课前预习阶段使用，属教学引领项目，设置10-15个侧重基础知识、概念、原理方面的知识点测试。

4.4.2 课堂测试

由于课堂时间有限，设置3-4个算例课堂测试，同时布置小型仿真设计类小组任务，以组队形式完成组内讨论。课堂训练项目的核心是巩固和应用。

4.4.3 课后拓展提高

拓展提高项目以课堂报告、典型课程实训为主，不占用课堂时间，不超越教学标准，在知识点的理解层面来说，适度拓展。拓展提高项目的核心是在达到了教学目标的基础上要能做到“举一反三”。

5 方案实施步骤

《电路分析》课程分为3大模块，内容涵盖电路模型、基本电路元件、电路的结构及等效变换、动态电路中微分方程的建立、时域和变换域分析的基本方法等内容。下面将电阻电路的分析和动态电路时域分析这两个模块进行混合式教学，其中电阻电路的分析和动态电路时域分析这两个模块，由于电阻电路和动态电路元件属性包括概念，原理，特性，电路仿真所呈现的结果截然不同，可视性强，易于对比，因此将这两个模块的学时按照课前预习和课堂授课两个阶段重新分配学时和安排教学内容，如图2所示。

图2 混合式教学模式学时分布

5.1 学时分布

5.2 教学过程与方法

教学过程与方法重点是课堂的组织模式和讲解内容的取舍安排，15次课课堂的组织模式主要有以下两种：

（1）对于元件和电路特性需要算例的小型计算的教学内容，课堂授课利用智慧教学工具设计并发起抢答、投票、测试作为落脚点，利用即时的学情反馈进行下一阶段的教学重点。

（2）对于需要仿真设计并完成电路搭建、测试的教学内容，课堂授课发布小组任务，组织各学习小组展开组内讨论、组间交流，交流结果采用小组自评、组间互评、教师点评的方式进行[4]。

6 考核评价

《电路分析》课程混合式教学模式建立多层次、多元化、动态的考试及其评价体系，对学生能力进行全面而科学的检验。考核分为三级制（过程评价、阶段评价和终结评价），评价层级层层递进[5]。

过程评价占总成绩比重30%，评价点为学生的在线和课堂表现；阶段评价占总成绩比重的20%，主要采用单元测验方式，以线上考核的形式进行，在学习平台设置测试开始时间、截止时间后，同时设置题目乱序，选项乱序，可以做到在有限时间内的线上考核公平公正。授课结束后统一组织的卷面成绩为终结评价，采用闭卷笔试形式进行，占总成绩比重50%，最终成绩汇总前面三个层级的评价并按照权重相加即可。结合多种形式，注重过程考核，课程得分点，基本分布在平时考核中，大幅度降低了期末考试的分数比重，从而改变学生的学习方式。

7 结语

对于《电路分析》课程，开展混合式翻转课堂教学模式，采用各类信息化教学手段，利用教学资源及网络课程、互动学习平台与仿真技术、教学视频及多元化评价方式，实现“课前预习测试、课上实施与答疑、课后巩固与提升”的线上线下相结合的教学互动活动；采用任务驱动教学法，通过互动教学平台、仿真技术等途径实现电路分析与设计能力培养，课前主动自学、提前学习网络视频，课堂学习的主动性和积极性更加明确，学生更加融入课堂，积极参与课后论坛讨论，改变学习模式，提升课堂成效。