基于工程认证的线上线下混合式教学改革——以《测控电路》课程为例

潘 琦，夏庆锋，李 鹏

（1.无锡学院自动化学院，江苏 无锡 214000；2.南京信息工程大学自动化学院，江苏 南京 210000）

1 研究背景

近年来，工程教育认证工作在高校持续推进，工程教育专业认证的三个核心理念（成果导向，以学生为中心，持续改进），已经成为课程建设的核心考量和改革方向。与此同时，随着信息技术发展，工程认证的需求和在线教学资源方法的多重结合也成为目前众多工程专业课程改革的研究重点。作为测控技术与仪器专业本科生必修的一门专业基础课。《测控电路》课程涉及的知识面广，对学生的知识综合运用能力要求较高，实践性和应用性较强[1]。因此运用工程认证的要求并结合线上资源建设已经成为该课程混合式教学研究的重中之重。

2 学情问题分析

学生知识经验分析：课程的教学对象为应用型本科高校学生，学生数理基础差，先修课程（电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、传感器与检测原理、信号与系统）存在知识点遗忘、知识掌握不佳的情况。而课程内容理论性强、综合度高，很容易让学生望“难”生畏，缺乏学习积极性和主动性。因此，教师在讲解过程中需要注意考查学生前期课程知识点的掌握情况，提供前期课程相关知识点的线上资源，让学生可以“温故而知新”；同时在授课时通过较为精妙的导语和案例来吸引学生，提升学生的学习兴趣。对于较难理解的内容则尽量与工程实际相结合，做到通俗易懂，深入浅出，增进学生的理解，降低学习门槛。

学生能力掌握分析：目前课程采用理论教学为主，辅以部分实验，在安排上采用上下轮流进行的方式，虽然一定程度上解决了理论和实践脱离的问题，但难以解决不同工程问题之间的关系和整体性问题。课程实验受课时限制基本为单一性、验证性实验，不能提高学生的工程实践、推理、解决问题和创新能力。此外学生长期以来普遍接受的是填鸭式的传统教学培养模式，知识的获得大多依赖教师的讲解，自主学习能力不强。因此，教师需要改革当前的授课模式，扩大线上实验内容并紧密结合工程实际案例，从而可以培养学生解决复杂工程问题的能力；另一方面，应该更多提供学生自学资源，培养学生的自主学习能力，通过多种形式的互动激励，改变学生的学习习惯，从被动接受逐步转变为主动参与[2]。

学生思想状况分析：学生尚处于思想意识、人生观、社会观、价值观的发展形成阶段，其心智虽较高中阶段成熟，但仍存在较大的可塑空间。此时需要任课教师给予正面的激励和引导，帮助学生树立的正确的三观，培养其爱国主义精神，使得红色基因得以世代传承。

3 课程目标

立足于本校“服务于地方产业的应用型本科高校”的发展定位，结合基于工程认证的人才培养方案中对学生解决复杂工程问题能力的要求，确立了以学生为中心、成果为导向的课程目标。其中知识目标为：系统掌握测控电路基本理论、知识架构和分析方法；能够利用测控电路基础理论和方法，识别、分析并解决测量与控制中的复杂工程问题；能力目标为：培养在工程应用中对测控电路进行分析的能力、根据实际应用要求合理选用与设计电路的初步能力以及自学能力。最后，素养目标为：具备求真务实和探索创新的科学精神和爱国主义情怀。

4 混合式教学设计

基于上述问题，我们希望对传统教学进行改革，围绕工程教育改革前沿，紧扣测控技术与教育深度融合发展的趋势，贯彻“以学生为中心”和“课程持续改进”教育理念，在知识层面上能够扎实基础理论，结合工程案例，做到深入浅出；在内容层面能分层教学，次要和拓展内容由学生自主学习；互动方面能够将学生的各项过程学习数据精密把控，因材施教。实验方面，结合工程案例开展众多仿真实验，培养学生解决复杂工程问题的能力。

图1 “三重并举”混合式教学设计

在课程的线上资源建设和“混合”教学实施中，课程老师提出了分层教学、基于BOPPPS模型的课前课上课后参与式互动教学以及以学生学习数据为导向的“三重并举”混合式教学设计的教学创新。

4.1 打造体现分层教学理念的五类线上资源库

针对传统教学中，学生面对的一系列问题，精心打造五类线上资源库。出于扎实学生的基础知识的需求，选择体现我国最高教学水平的四门国家级精品课程资源作为基础知识资源库；针对重难点以外的其他课程内容，通过自制微课资源来让学生线上自主学习，其中自制微课由任课老师自拍、自剪教学视频完成，真正做到了零成本、高质量可拓展的要求；针对学生实践能力的培养，同样主要依靠任课老师自制的模式完成了仿真实验资源库的建设，使得在教学视频制作中不用再考虑制作成本的问题，更具灵活性和变通性；出于课程内容立足工程实践、与时俱进、体现思政素养的要求，建立工程案例库；出于扩展部分学生的知识面和进一步提升能力的分层教学理念，建立拓展资源库。通过五类线上资源库的建设，最大限度地丰富了知识载体，实现了“互联网+”环境下从课本教材到课程的转变。

线上资源建设时，只有前期基础课部分，选用了国家精品课程，而关于课程本身的章节内容基本依靠自制。这种想法的出发点是考虑到不同学校不同的学生认知能力存在巨大差异，再优秀的线上课程也不可能适用于所有学生。而依靠学习通在线平台提供的学生学习数据的精准分析，最了解当前学生能力水平的恰好是任课老师本人。因此建设具有本学校本专业特征的线上课程恰好符合因材施教的教学理念。而且自制课程虽然对老师的综合能力和精力投入有一定的要求，但也有零成本，可根据学生学习数据及时调整修改课程资源的天然有利优势，有利于不同层次的学校学生的线上学习。

4.2 课前课上课后参与式互动教学

参与式教学通过学习通平台将课前、课上、课后三个环节的知识点多重强化、参与互动以及数据反馈，对课程的知识、能力和素养三大目标的达成形成全方位循环式正向促进，如图2，图3所示[3]。学习通平台采集的学生各环节学习数据通过详尽分析，作为对每位学生执行精准指导，因材施教的依据，做到有的放矢，实现实时反馈，及时调整，过程考核，持续教学改进的理念。

图2 参与式互动教学

图3 学习通平台数据

5 课程评价及成效

评价课程教学改革的核心导向是学生的产出，这其中包括学生的课程成绩、创新创业产出。在“混合”教学模式下，学生可以在教师积极督促和自身学习数据的反馈下扎实基础知识，根据线上自制微课学习课堂重难点知识以外的其他教材内容，做到分层学习，知识面丰富。同时利用工程案例和仿真实验不断加强学生解决复杂工程问题的能力和创新能力，因此学生的课程成绩、参与创新创业项目的人数均有显著提高。

在实施混合模式教学改革之后，传统课堂沉闷的氛围、学生单一的学习方法被打破，学生学习积极性，参与度得到了大幅提高。课程在学校课程教学评比中，获得督导的一致好评，荣获课程教学评价优秀，授课实录视频被学校作为示范课提供给全校老师观摩学习。依照以学生为中心的教学理念，来自学生的评价反馈更能反映课程的实质教学成效。学生评分系统显示，19级教学班学生对课程教学评价分为93.86分，对课程开展的多项环节予以了充分肯定，如图4所示。

图4 课程教学评价

学生评分系统还对学生进行了多轮评语收集，如图5所示。学生评语显示，学生对课程的授课方式，老师的授课表现都予以了极大的肯定。这也进一步坚定鼓舞了课程老师要在混合式教学模式下深耕创新。

图5 学生的反馈评语

6 结语

为了充分实现工程教育以学生为中心，以产出为导向的教学理念，并充分利用线上资源和平台数据精准分析的功能，以《测控电路》作为线上线下混合式教学改革的试点。结果表明，通过多种形式的线上线下各类资源建设，结合学习通平台的学生学习数据的精准把控，可以有效地解决传统教学中的种种问题，充分激发学生的学习动力和提高解决复杂工程问题的能力。