电工技术课程混合式教学探索与实践

杨莉莉 王晶 王昉

摘  要：针对电工技术课程教学过程中存在的课程内容枯燥、课堂气氛沉闷、学生兴趣不高等问题，通过设置不同层级的任务，激发学生的进阶挑战性，引导学生自主学习，充分发挥学生的主体性和主导性，同时也加强了师生间的交流与互动。教学实践表明，采用任务驱动型混合式教学模式能够有效提升课堂教学质量，强化对学生工程实践能力与创新能力的培养。

关键词：任务驱动法；混合式教学；电工技术

中图分类号：TP39；G434    文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2023）02-0185-04

Exploration and Practice of Blending Learning in the Course of Electrical Technology

YANG Lili， WANG Jing， WANG Fang

（School of Basic for Aviation， Naval Aeronautical University， Yantai  264001， China）

Abstract： In view of the problems of boring course content， dull classroom atmosphere and low interest of students in the teaching process of electrical technology course， this paper guides students to learn independently by setting tasks at different levels， stimulate students' advanced challenge， giving full play to the students' subjectivity and leadership， and also strengthening the communication and interaction between teachers and students. The teaching practice shows that the task driven blending learning mode can effectively improve the quality of classroom teaching and strengthen the cultivation of students' engineering practice ability and innovation ability.

Keywords： task-driven method; blending learning; electrical technology

0  引  言

电工技术课程是高等院校工科非电类专业开设的一门较为重要的专业技术基础课程，在人才培养方案中起着承前启后的作用，能够为学生学习后续的电子技术、控制电机等专业课程奠定良好的理论基础。课程涵盖内容丰富，概念晦涩抽象，在教学过程中面临计算量大、枯燥乏味等问题。以往在电工技术课程中，大多采用教师讲、学生听的传统教学模式，学生获取知识的途径较为单一，课堂气氛死板，学生活跃度较差，很容易出小差，使得原本枯燥的理论课变得更加生硬。

随着教育数字化转型的兴起，开放式网络教学平台暴增，为学生提供大量获取知识的渠道。而且在线开放课程具有资源丰富、学习自由等优势，也为学生的自主学习创造了更加優越的条件。但是在线学习的缺点是师生间缺少情感交流，而且对于自制力较差的学生来说容易沉迷网络，因此只有将网络线上教学与传统的课堂教学有机结合起来，将灌输式讲授教学内容转化为任务驱动，这样才能充分调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣，切实提高教学质量。

1  混合式教学模式设计

本文采用的是任务驱动型混合式教学模式，教学过程仍然可以分为课前、课中和课后三个环节。

1.1  课前准备环节

在上课之前，教师需要根据本次课的教学内容制定相应的学习任务，并提前通过雨课堂平台向学生发送课前预习提纲、课件、视频等资料。学生需要利用空余时间完成教师布置的各项课前预习任务。在预习阶段，要求学生以宿舍为单位，设置一名小组长，小组长组织学生根据课前预习情况进行小组讨论，梳理并提交同学们在预习过程中遇到的疑问和困难。教师再针对学生所提出的各种问题进行汇总、整理，做出相应的解答。

1.2  课堂教学环节

虽然混合式教学模式是将线上教学与线下教学有机地结合在一起，但是教学过程仍然是以线下课堂教学为主，结合线上活动、翻转课堂、雨课堂等多种形式有序开展教学的模式。在平时的课堂上，教师必须要明确教学目标，针对教学目标划分一系列的教学任务，利用教学任务进行穿针引线，将课堂活动贯穿形成一个有机的整体。教师在讲解课程内容的过程中，可以穿插课堂测试，通过实时答题、弹幕等形式，加强师生之间的沟通与互动。还可以针对课堂上理论知识的重难点，结合翻转课堂的形式，让师生互换角色，通过学生讲老师评的方式来加深学生对课堂重难点知识的理解与领悟。

1.3  课后辅导答疑环节

课后，教师要结合学生的课前预习情况及其在课堂上的实际表现，利用雨课堂公告等功能发布本次课的作业或阶段测试题，引导学生及时总结反思课堂所学内容。设置课后在线讨论区，以方便学生针对课后作业中的疑难困惑与老师沟通交流。由于雨课堂平台可以记录学生整个学习活动，老师可以随时通过平台查看学生的学习情况及存在的问题，以便于更有针对性地制订教学任务。

2  混合式教學模式实施

本文选取电工技术课程第三章动态电路分析部分的内容，进行混合式教学实践。由于动态电路分析相对于直流电路分析来说，内容更为抽象，过渡过程更为复杂，并且分析计算过程需要学生具备高等数学等相关知识的储备。对于学生来说，如果采用传统教学方法，那么学习起来必然有一定的困难。因此针对该部分的教学内容，完全可以采用任务驱动型混合式教学方法开展教学活动，从而消除学生的畏难情绪，培养其学习兴趣，有效提升教学质量和教学效果。

2.1  教学任务设置

按照驱动任务分层化的原则，将本模块的教学任务划分为以下几个部分：

（1）要求学生能够描述出电感和电容这两个储能元件的基本特性，并且能够通过列写微分方程和三要素法两种方法分析求解一阶线性电路的暂态过程。

（2）要求学生能够理解一阶线性电路暂态响应的本质，并且能够联系现实中的军事和工程案例，理解动态电路的应用及可能产生的危害。

（3）要求学生能够利用计算机进行辅助分析，通过MATLAB软件对一阶线性电路的暂态过程进行计算和仿真。针对有能力的同学，还可以鼓励其自主设计一个GUI仿真平台，实现当在平台上手动改变电路参数时，能够自动呈现出不同的响应结果曲线。

2.2  教学实施过程

2.2.1  推送教学资源

基于中国大学MOOC和学堂在线等平台，向学生推送“电工技术”课程相关教学资源，通过雨课堂发布预习课件和预习提纲，方便学生课前进行在线预习。

2.2.2  翻转课堂

由于RC电路和RL电路都属于一阶线性电路，在教学内容上具有很强的关联性。因此在教师讲授完RC电路的响应相关内容之后，下次课就可以采用翻转课堂的形式，让学生充当老师的角色讲解RL电路的响应。

课前先把同学们分成三组，各小组自行分工，分别完成搜集资料、制作课件、充当讲解员、评委等工作。课前温故知新，通过复习前次课堂所学RC电路的响应内容，类比RL电路，对RL电路的响应内容进行预习，并查阅网络资料理清RL电路在工程中的实际应用。

课堂上，每个小组指派一名代表作为“小老师”，分别到讲台上讲解RL电路的零状态响应、零输入响应和全响应，并分别用经典法和三要素法进行分析和求解。同时每个小组再派一名代表到前排客串评委，每一组讲解完成后评委对该组成员所讲的内容进行提问和打分，然后教师再对该组成员讲解的内容进行点评和补充。每一组的最终得分取三个评委成绩、学生自评成绩和教师成绩的平均分。采用翻转课堂的教学形式可以显著增加学生的课程参与度，激发学生课下自主学习和互助学习的兴趣和动力，提高课堂学习效率。

2.2.3  线上教学

本课程主要采用雨课堂平台开展线上教学活动。为了鼓励学生积极参加线上的课程讨论，我们设置了课堂交流和课后答疑两个模块。课堂上学生可以随时发送弹幕，实时答题，参与小组讨论，通过这一系列的互动活动可以有效反馈学生对所学知识的掌握程度，课后学生可以在讨论区针对自己学习过程中遇到的疑难问题进行交流讨论或者是向教师请教，教师则可以针对学生存在的共性问题集中开展答疑、辅导等活动。

2.2.4  能力提升

根据教学过程中不同的任务目标，本模块给学生布置基于MATLAB软件不同难度的仿真实验题目，帮助学生将所学的理论知识与仿真实践相结合，并充分利用可视化优势，将抽象的响应过程通过响应曲线直观地呈现出来。

2.2.4.1  基础练习

在如图1所示的给定电路中，Us=20 V，C=4 μF，R=50 kΩ。当t=0，开关S由“2”转到“1”时，电源经R向C充电，换路前电路已经达到稳定，设uC（0_）=0，求换路后电容元件上的电压和电流。

2.2.4.2  拓展应用

以如图1所示的给定电路为例，学生自行设计一个MATLAB／GUI仿真平台界面，手动在平台的动态文本框中输入相应的参数信息，并设置两个按钮分别命名为“零状态响应”和“关闭”。当点击“零状态响应”按钮时，绘制出电容电压和电流的波形图，并将结果直接显示在图像区域中；当点击“关闭”按钮时，则结束仿真并关闭界面。

3  混合式教学模式效果

3.1  雨课堂效果反馈

依托雨课堂APP展开线上教学活动，学生的课堂参与度较高，课堂上可以随时通过弹幕、答题和分组讨论等多种方式了解学生对所学知识的掌握情况，部分雨课堂反馈结果如图2所示。

3.2  任务完成反馈

针对本模块设置的任务提升环节，学生基本上都能够按时完成基本任务，少数同学还能够较好地完成拓展应用任务，学生提交的作业截图如图3、图4所示。

在完成各项学习任务的同时，可以加深学生对一阶线性电路暂态过程相关知识点的理解，而且在设计GUI仿真平台的过程中，还可以激发学生的想象力，提高学生分析问题、解决问题的能力。

3.3  混合式教学效果分析

本学期电工技术课程共两个班次，我们对其中一个班次采用混合式教学模式，另外一个班次采用传统教学模式。在学习完动态电路模块的内容之后，向学生发放调查问卷，其中学生对电工技术课程感受以及对课程进度感受的调查结果如图5、图6所示。

通过调查问卷可以看出，相对于传统教学班次的学生来说，采用混合式教学模式班次的学生对于电工技术课程的畏难情绪明显降低，而且通过任务牵引使大部分学生能够跟上老师的节奏，学习起来顺理成章，不会感觉很吃力。

4  结  论

实践证明，混合式教学不是单纯地将线上教学与线下教学相结合，而是有效地拓展了教学的时间和空间，给学生提供更多自主学习探索的机会，使得原本晦涩难懂的电工技术课程内容变得生动有趣，学生的学习兴趣大增，学习效果也显著提升。今后，我们还要继续深度挖掘更好的混合式教学方法，不断丰富教学内容，提升教学质量。

参考文献：

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作者简介：杨莉莉（1989.06—），女，汉族，山东莱州人，讲师，硕士研究生，研究方向：电工技术应用。

收稿日期：2022-09-19