金课视域下电子技术基础混合式教学设计与实施

摘 要：线上线下混合式教学模式倡导“以学为中心”，能够充分融合传统课堂教学和线上学习的优势，提升教学效果。针对该校电子技术基础课程教学中存在的问题，探索开展混合式教学。分析当前混合式教学现状，根据深入开展混合式教学要求，对课程内容按照教学目标进行分类，制定混合式教学整体设计方案，给出混合式教学的实施过程。在混合式教学中，应注意将三个维度与两个过程深度融合，并加强教师与学生之间的多维互动，真正实现金课建设目标。

关键词：金课；混合式教学；教学设计；实施；深度融合

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）33-0111-04

Abstract： Online and offline blended teaching advocates "learning-centered"， which can fully integrate the advantages of classroom teaching and online learning to improve teaching effect. In view of the problems existing in the teaching of the basic course of Electronic Technology Foundation in our college， the current situation of blended teaching is analyzed， curriculum content is classified and integrated according to the requirements for in-depth implementation of blended learning， the overall design scheme is formulated， the implementation strategy of blended teaching is given. In blended teaching， attention should be paid to deep integration of three dimensions and two processes， and multidimensional interaction between teachers and students should be strengthened， so that the goal of building golden courses can truly be achieved.

Keywords： golden courses; blended teaching; teaching design; implementation; deep integration

提高人才培养水平是高等教育迈入内涵式发展阶段以来的重要主题。新时代的高素质人才不仅应该具有扎实的理论基础，还应该具有科学的思维方法、创新意识和较强的实践动手能力。2018年召开的新时代全国高等学校本科教育工作会议强调持续推进现代信息技术与教育教学深度融合，加快实现从以“教”为中心向以“学”为中心转变， 从“知识传授”为主向“能力培养”为主转变[1]。建设“金课”、淘汰“水课”是提高教育教学质量、提升人才培养水平的重要举措[2]。以高素质人才培养为目标，以学生为中心，针对国防科技大学（以下简称“我校”）电子技术基础课程中存在的问题，深入开展线上线下混合式教学研究，通过构建更加优质高效的课堂来唤醒学生学习的内驱力，激发学习兴趣、提高教学效果在实际中具有重要的意义。

一 当前电子技术基础课程教学中存在的问题

电子技术基础是为我校测控技术与仪器、控制工程、机械工程等电类相关各专业开设的一门重要的专业基础课，在培养体系中起到承前启后的作用，是学生从传统的理论分析思维模式转向工程化应用思维模式的重要节点。通过课程的学习，要让学生具备分析实际电子电路问题以及根据需要设计电子电路解决现实问题的能力，同时还能显著提高学生的工程素养、系统观念和创新意识。而当前教学过程中存在一些亟待解决的问题，具体如下。

课程知识点多、对学生能力养成要求高，而学时数偏少。电子技术基础这门课总学时数为64学时，教学大纲要求完成包括模拟电子技术、数字电子技术以及电力电子技术的基本原理与应用等在内的知识学习，内容丰富，对学生的学习与教师的教学都是很大的挑战。

电子技术基础课程的特点对学生的学习方式提出了挑战。电子技术是应用性很强的学科，在学习过程中需要学生从之前的通用基础课程中的理论分析为主的思维模式，转变为从应用出发，分析、设计、解决问题的工程化思维模式。部分学生在学习时不能实现思维方式的顺利转变，重理论轻实践，在学习中被动跟随老师授课思路进行学习，容易产生畏难情绪，丧失学习的兴趣。

学生对于所学课程在培养体系以及未来工作中的作用了解不够，存在学习动力不足的问题。当前学生思维活跃，学习目的性强，部分学生对于课程与所学专业以及将来工作岗位之间的关系没有深入了解的情况下，容易产生厌学情绪，缺乏学习动力。

为有效解决上述教学中存在的问题，提高教学质量，就必须在教学模式、方法上做出改革。以培养高素质军事人才为目标，以学生为中心，通过构建更加优质高效的课堂来唤醒学生学习的内驱力，激发学习兴趣，提高教学效果在实际中具有重要的意义。

二 深入开展混合式教学的必要性

“互联网+”时代，混合式教学正在成为未来教学的“新常态”。电子技术基础是电类相关专业的学生从基础课程进入到专业课程学习的桥梁，对于打牢学生的信息化作战思维、提高综合能力素质等具有重大的理论和实践意义。线上线下混合式教学通过提前发布线上作业，要求学生利用已有线上资源，通过自主学习完成预习任务，带着问题进入课堂，与老师、同学开展有效的互动讨论，变被动接受为主动学习[3-6]，因此在电子技术基础课程中实施线上线下混合式教学，可以解决课程学时数少、学生自主学习和创新意识不够等问题，为教学改革实践提供了有益的手段，目前国内外很多高校的老师在开展线上线下混合式教学方面进行了大量的实践，也取得了较好的效果[7-12]。但是当前的混合式教学在实践中还存在以下的问题。

线上线下混合式教学设计系统性不强。目前，在线上线下混合式课程教学过程中，多数教师是将线上资源与线下课堂进行简单叠加，缺乏系统性教学设计，不能做到有机融合，导致混合式学习浅层化、碎片化，结果往往只是增加了学生的课业负担，却不能有效提升学生的能力素质。

线上线下混合式教学中教师与学生的有效互动不够。教师根据自己的教学思想与设计向学生提供教学资源、开展教学活动，而对于学生能否按照要求完成预习、参与课堂教学活动的主动性、学习过程中存在的问题等与学生的交流不够，导致混合式教学的实施效果不佳。

在教学中面向学生未来工作岗位需要、体现专业特色方面开展线上线下混合式教学研究工作较少。

因此，在电子技术基础课程中深入开展混合式教学，探讨如何通过教学模式的改革，充分体现“以学生为中心”的教与学，实现学生知识学习、能力培养、价值塑造的统一。混合式教学的有效实施，首先必须对课程内容进行整合，通盘考虑线上线下各环节内容设置及实施方法，进行混合式教学整体设计。

三 电子技术基础线上线下混合式教学整体设计

（一） 教学内容分类与重构

布鲁姆认为人的认知能力有六个水平，前两个水平即知道和理解代表着较低等的认知技能，第三个水平即应用处于过渡区间，而后三个水平即分析、综合和评价属于较高的认知层次。教师在进行教学设计时应根据学生的学习情况以及认知规律，合理设计教学环节，引导学生在掌握基本知识的基础上不断思考、归纳总结，能根据实际问题分析并提出解决的方案，并对实施效果进行评估，通过层层递进式的训练培养学生的科学思维能力、应用能力与创新意识，提高人才培养的质量。为此，首先将课程内容整合为半导体基本知识、基本放大电路、集成运算放大器及其应用、信号产生电路、直流稳压电源、电力电子器件与典型变换电路、门电路与组合逻辑电路、触发器与时序逻辑电路、存储器与可编程逻辑器件、模数与数模转换电路十个知识单元，各知识单元按照从器件到特性再到应用，知识单元之间按照从分立元件电路到集成电路再到系统应用进行组织，内容上循序渐进，呈螺旋式上升。然后将教学内容依据培养目标的不同分为认知知识、能力知识和元知识三大类并进行重构，以便于针对不同知识的特点采用线上、线下、线上+线下的方式展开教学活动。其中认知知识包括先导知识、基本概念与基本原理、自主学习知识等，如基本半导体知识、放大电路的组成、数制与码制等，这一部分内容学生利用MOOC、微课等资源自主学习、查阅资料等就能够掌握，可以通过线上教学来实现。技能知识指的是学生能够应用所学的知识分析实际中的问题、设计方案解决实际问题、搭建电路实现指定功能等，如半导体器件的应用、多波形发生器、任意进制计数器的构成等，这一部分属于认知能力的高阶思维，需要通过线下教学来实现；元知识则指的是科学思维方法的养成、价值观的塑造等高层次的要求，这些素质的养成则贯穿整个课程的始终、线上线下教学的各个环节。电子技术是知识更新很快的技术，在进行教学内容整合时还应在传授基本知识点的同时，不断更新教学内容，补充最近技术发展和热点研究问题，如新型半导体材料、智能武器装备、集成电路的发展等，体现课程的先进性和时代性。教学内容的分类以及对应教学方式之间的关系如图1所示。

（二） 混合式教学整体设计

线上线下混合式教学总体设计方案如图2所示。首先按照知识、能力、素质三个层次确定教学目标，然后将教学内容按照认知规律进行分类，并在教学内容上体现时代性和先进性；接下来通过线上教学，采用SPOC+微课等方式推动学生自主学习，激发内驱力，并通过测试检验线上学习的效果，确保线下教学顺利实施；在线下教学中基于线上教学进行线下教学重构，实现能力素质的提升，体现高阶性和创新性；最后在课后通过线上作业、讨论、线下研讨和自主实践等方式检验教学效果以及教学目标的达成情况，提高挑战度。通过完整的闭环教学设计，从宏观上保证线上线下深度融合，使得教学目标能够顺利达成、混合式教学能够有效落地。

在进行教学设计时要注意几个问题：一是线上线下教学在教学内容上要进行明确划分，避免重复。这种划分不是知识点简单的割裂和分配，而是基于教学目标，将各个知识点系统而合理地分配至线上和线下的各教学环节，避免学生知识体系的“碎片化”。二是线上线下在教学手段的设计上应围绕如何促进学生的有效学习来进行。以学为中心，重点在学习者的学习体验和学习效果。教师在进行教学设计时应摒弃传统的“我的课堂我做主”的思想，转而思考怎么样才能让学生更有效开展学习。不管是线上自学还是线下课堂教学，采用何种教学手段都应该以如何引导学生自主而高效的学习作为首先应该考虑的问题。三是教学设计应以学习者的学习效果来进行动态的调整。教师的教学设计不是一旦完成就必须分毫不差地执行，而是在实施过程中应不断收集学习者的学习数据，了解学习状态，并根据学习者的反馈对教学过程进行调整，对于学生掌握比较好的知识点可以减少对应的学习环节，而对于有一定难度或者对能力要求比较高的知识点则适当增加学习时间，改进教学环节和手段，以提升教学效果。

四 混合式教学实施过程

为使混合式教学设计能够切实实现，将课程教学活动与教学内容两个维度与课前、课中、课后三个环节有机融合，充分发挥线上教学的优势进行深度预习与简单知识的学习，在线上学习的基础上利用线下学习进行教学情境的重构，充分发挥教师教学引导者的作用，有效达成教学目标（如图3所示）。

课前线上教学借助优质的MOOC、微课等资源将与课程学习密切相关的先验知识、基本概念原理、仿真软件相关知识等推送给学生，发布预习要求，并通过预习测试督促学生开展深度预习、自主学习、实验原理学习和方案设计等，为线下学习打好基础并提供依据。为真正唤醒学生的内驱力，避免走形式似地刷视频、随意点赞等造成学习的浅层化和碎片化，预习作业在深度和广度上的引导很重要。课中首先对学生线上学习的效果进行检验，针对线上学习中学生尚未掌握的问题或者错误较多的知识点进行讲评，并采用问题链学习法、案例分析法、演示/仿真实验等手段，通过师讲生听、生讲师评、生讲生评和小组研讨等，就课程知识中的重难点问题进行解析、对知识应用进行拓展、对实验技能进行训练。课后线上教学借助雨课堂、头歌等平台进行作业、测试、互评和讨论，强化学习效果，线下借助口袋实验室和全开放实验环境开展综合实践，增强课程挑战度。线上线下不是简单的时空区分，而是水乳交融的整体。线上教学是线下教学的基础；线下教学基于线上教学的效果深入开展教学活动，通过线下教学体现高阶性和创新性；线上教学又是线下教学的延伸与拓展，利用线上教学进一步检验线下教学的效果，提高挑战度。

如在学习“半导体二极管及其特性”这一知识点的时候，首先课前通过雨课堂线上推送MOOC视频并布置预习作业，使学生通过自主学习知道二极管的结构、工作原理，掌握其外特性（知识目标），然后在线下教学中先通过测试检验学生自主学习情况，接下来采用问题链教学法，通过“二极管与PN结的区别是什么”“如何分析含二极管电路”“理想二极管模型是否在任何条件下都适用”“如何选择合适的等效电路模型分析含二极管电路”等一系列精心设计、层层递进的问题，引导学生通过小组研讨、互助学习、归纳总结等方式，学会实际二极管应用电路的分析方法（技能目标）。最后布置分组作业，让学生通过Multisim仿真软件和口袋实验室完成对桥式整流电路特性的理论分析、仿真和实验研讨、总结和拓展，写出研究报告，并将优秀作业在下次课堂上分享。在教学内容组织上将半导体二极管与整流电路进行整合，整个教学过程中始终贯彻“以学生为中心”，线上、线下教学紧密围绕教学目标和教学内容，与课前、课中、课后三个环节深度融合，通过教学过程培养了学生的科学思维能力、创新意识、团队合作精神等（价值目标），体现了课程的高阶性、创新性和挑战度。

在线上线下混合式教学的实施过程中，为调动学生学习的积极性，唤醒内驱力，保证课程教学效果，必须加强教师与学生之间的互动。在电子技术线上线下混合式教学中采用“四维互动法”，即教师与学生个体、教师与学习小组、学生之间、学习小组之间四个维度的互动，深化教师与学生之间的互动。即通过批改作业、课堂点名、方案研讨等实现师生互动；通过方案指导、生讲师评等手段实现教师与学习小组互动；通过小组讨论、作业互评、生讲生评等实现生生互动；通过小组作业答辩、分组实验等环节实现学习小组之间的互动。四维互动紧密结合，调动学生学习的积极性，提高学生教学活动的参与度。为实时了解学生在学习过程中的进展情况，借助雨课堂、头歌、微信等信息化工具，采用测验、随机点名、研讨等方式，对学生课前、课中、课后各个环节的学习情况进行数据采集，对学生学习全过程进行监控，并根据三个环节的教学数据结果及时对教学过程做出调整，同时在考核方式上探讨建立全过程、多维度的考核体系，并对教学过程进行持续的改进。

混合式教学的顺利实施还需要丰富的课程资源作为支撑。除利用现有高质量MOOC资源外，课程组还开发了丰富的微课资源，如重难点释疑、典型习题讲解、实验原理讲解及实验环境使用等。面向军事应用，建设了包括高能点火器、装备信号接口电路等在内的特色鲜明的电子技术基础装备典型案例集，彰显课程军事特色。重视实践环节，基于头歌平台建设闯关式实践项目，开发了演示实验和虚拟仿真实验，并基于口袋实验室构建了全开放的泛在式实验环境，实现“想做就做，想做能做”，以实践带动创新。

五 结束语

针对我校电子技术基础课程的特点与现状，本文分析当前混合式教学存在的问题并探索在电子技术基础课程中如何深入开展混合式教学。首先将课程内容依据认知规律进行分类整合，然后进行了混合式教学的整体设计，并给出了实施的过程。混合式教学不是线上线下的简单叠加，而是基于教学目标的深度融合。在实施过程中应注意教学环节和教学维度相结合，并能根据互动反馈对教学进行及时调整。本文所提出的教学设计和实施策略对于其他课程同样具有借鉴意义。

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