張華斌 楊健君 劉黎明 陳 卉 陳又鮮 胡云峰 文 毅 王紅航 江希陵

電子科技大學(xué)中山學(xué)院 廣東中山 528402

隨著高校擴(kuò)招，班級容量顯著增大，以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為基礎(chǔ)的班級授課制已經(jīng)難以保障教學(xué)的效果和效率[1]。20世紀(jì)90年代末以來，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)(E-Learning)在教育領(lǐng)域得到了迅速應(yīng)用和發(fā)展，推動(dòng)了教育革新。人們對E-Learning的反思導(dǎo)致企業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域首先出現(xiàn)了“混合式學(xué)習(xí)”[2]。混合式教學(xué)即采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)與遠(yuǎn)程網(wǎng)上教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，通過課堂教學(xué)、分組討論、專題研討及遠(yuǎn)程教學(xué)相結(jié)合的方式進(jìn)行培訓(xùn)。這種教學(xué)方式不僅克服了傳統(tǒng)教學(xué)中的教師講授為主、學(xué)生參與度不強(qiáng)的缺點(diǎn)，而且可以滿足不同學(xué)生多樣性的要求，從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。因此，基于在線課程的混合式教學(xué)研究成為熱點(diǎn)，本文以集成電路原理課程為例進(jìn)行研究。

1 傳統(tǒng)的集成電路原理課程教學(xué)方式

1.1 集成電路原理理論教學(xué)

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向培養(yǎng)目標(biāo)重點(diǎn)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)集成電路工藝、技術(shù)和應(yīng)用，其中尤其是數(shù)字和模擬雙極及MOS集成電路的基本單元結(jié)構(gòu)、工作原理及其電學(xué)特性，能進(jìn)行MOS集成電路的拓?fù)浼鞍鎴D的分析與設(shè)計(jì)。

理論教學(xué)上為了確保學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有明確的思路和對比分析電路的能力，內(nèi)容上采用第一部分：MOS /雙極邏輯(數(shù)字)集成電路(第5～10章)；第二部分： MOS/雙極模擬集成電路(第11～12章)[3]，講課形式上采用教師課堂統(tǒng)一講授的方式，教師在黑板上板書列出講授的章節(jié)，以幫助學(xué)生獲得明確的思路，同時(shí)結(jié)合PPT中的圖像或其他資料，但整個(gè)過程都是教師本人通過各種形式傳授知識，缺少學(xué)生的參與。

反饋環(huán)節(jié)和練習(xí)環(huán)節(jié)是通過學(xué)生完成課后的作業(yè)，教師通過作業(yè)中出現(xiàn)的問題了解學(xué)生掌握知識和應(yīng)用情況，判斷學(xué)生對知識的理解度和應(yīng)用能力。然而，如果學(xué)生掌握知識能力欠缺或根本沒有學(xué)習(xí)，補(bǔ)救的方法是輔導(dǎo)，但學(xué)生愿不愿接受輔導(dǎo)或輔導(dǎo)的資源是否具備在傳統(tǒng)理論教學(xué)中成了問題。

1.2 集成電路原理實(shí)踐教學(xué)

在集成電路原理的實(shí)踐教學(xué)中主要采用實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)的模式實(shí)施。

為了確保學(xué)生了解和熟悉本領(lǐng)域內(nèi)行業(yè)，我們組織學(xué)生去參觀微電子公司，如：深圳方正微電子有限公司(集成電路制造)、深圳金譽(yù)半導(dǎo)體有限公司(芯片封裝和測試)、訊芯電子科技(中山)有限公司(芯片封裝和測試)等。讓學(xué)生熟悉集成電路的制造與封裝測試技術(shù)。同時(shí)，通過參觀學(xué)生可以了解公司的架構(gòu)、制度、企業(yè)文化和生活等內(nèi)容，對公司有個(gè)全新的認(rèn)知。

除此之外，傳統(tǒng)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用教師講授，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備或計(jì)算機(jī)上操作的方式。如采用教師先講授完，然后學(xué)生再按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書步驟操作的方式，將會(huì)出現(xiàn)學(xué)生問題多，跟不上實(shí)驗(yàn)進(jìn)度的問題；而采用教師講一步學(xué)生做一步的方式，就會(huì)使得教授效率低、成績好的學(xué)生覺得進(jìn)步慢，只能做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)生思考和創(chuàng)新能力下降。

1.3 項(xiàng)目引導(dǎo)的集成電路原理教學(xué)

眾所周知，現(xiàn)在各個(gè)高校的教學(xué)基本上采用按照大綱、指定教材、突出教材重點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)方式。教師依據(jù)教材里面的章、節(jié)授課，每個(gè)小節(jié)之間一般是并列關(guān)系，如《電流源》《電流鏡》《基準(zhǔn)源》等。這些在學(xué)生看來都是很散的，學(xué)習(xí)后無法將其與應(yīng)用聯(lián)系起來，更不用說將來能不能用于項(xiàng)目工程中，大量的這些知識學(xué)習(xí)以后，學(xué)生會(huì)有兩種反映：一是知識太枯燥、沒有吸引力；二是不知道怎么使用，如何將這些零碎的知識整合起來，因此，為了解決這些學(xué)生普遍存在的問題，我們在教學(xué)中引入了項(xiàng)目工程。

無論是集成電路原理中的理論教學(xué)，還是實(shí)踐教學(xué)，在傳統(tǒng)教學(xué)中已經(jīng)引入項(xiàng)目教學(xué)方式。這種教學(xué)方式盡管能夠按照層次的模式將理論和實(shí)踐知識從單個(gè)的單元模塊到功能模塊再到子系統(tǒng)和系統(tǒng)形成完整的項(xiàng)目，但因?yàn)槭且灾v授為主，學(xué)生在整個(gè)過程中仍然是被動(dòng)的，項(xiàng)目引導(dǎo)教學(xué)的最好效果還是不能充分發(fā)揮出來。

至此，在項(xiàng)目引導(dǎo)的集成電路原理教學(xué)中需要結(jié)合在線方式，學(xué)生通過在線方式，利用在線資源、視頻教學(xué)將工程師現(xiàn)場實(shí)施項(xiàng)目的過程和方法清楚地介紹給學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)有情境感受，這時(shí)的知識就可以超出課本變成活生生的生活中的應(yīng)用，形成學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的局面，教師主要是主導(dǎo)(主持)的角色。

2 當(dāng)今集成電路原理課程教學(xué)模式的改進(jìn)

2.1 理論教學(xué)模式的改進(jìn)

當(dāng)今大學(xué)班級課堂人數(shù)已經(jīng)從“精英化”的小班轉(zhuǎn)為“大眾化”的大班，而教學(xué)必須遵守“突出學(xué)生整體，尊重個(gè)體差異”的教學(xué)原則。由此，將對傳統(tǒng)的教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，引入基于在線網(wǎng)絡(luò)的混合式教學(xué)模式[4]，如圖1所示。

圖1 集成電路原理課程在線混合教學(xué)流程

教師角色的轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的知識傳授者這一核心角色中解放出來，從“導(dǎo)演者”身份向“導(dǎo)演者、參與者、監(jiān)控者”綜合身份轉(zhuǎn)變。學(xué)生通過在混合式教學(xué)中的參與，在參與中討論，達(dá)到掌握知識的目的，改變了教師“一言堂”的教學(xué)模式?？朔鹘y(tǒng)教學(xué)中學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中“夾生飯”、課后學(xué)生怕麻煩而不去找教師輔導(dǎo)或怕困難而放棄重新學(xué)習(xí)的問題。

根據(jù)混合教學(xué)的流程，在現(xiàn)在信息技術(shù)的幫助下，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)泛雅平臺，確定專題討論，創(chuàng)立討論研討組，及時(shí)反饋?zhàn)约旱膶W(xué)習(xí)方面的問題，通過當(dāng)今已經(jīng)普及的移動(dòng)終端平臺可以隨時(shí)隨地上網(wǎng)，發(fā)表自己的問題和意見，獲得解決問題的知識和新觀點(diǎn)，進(jìn)而將學(xué)習(xí)變成了一個(gè)目的和任務(wù)，不受個(gè)人或教師消極情緒的影響。另外，圖1中的混合式活動(dòng)中的視頻教學(xué)將幫助學(xué)生彌補(bǔ)自己上課沒弄懂或自己錯(cuò)過的內(nèi)容，而且視頻教學(xué)還能集中學(xué)生的注意力，除去課堂中其他不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)信息[5]。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改進(jìn)

為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中各個(gè)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)進(jìn)度不一致、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多的問題，改進(jìn)措施除了將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目從驗(yàn)證性向綜合或設(shè)計(jì)性轉(zhuǎn)化外，還要?jiǎng)?chuàng)造本專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所對應(yīng)的情境，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)好像在公司的現(xiàn)場做一樣。通過在線工程師的視頻講解，讓學(xué)生借助于視頻初次接觸公司的現(xiàn)場情況，知道做實(shí)驗(yàn)與將來的工程設(shè)計(jì)應(yīng)用之間的關(guān)系。尤其重要的是如果有問題可以邀請對方工程師在合適的時(shí)間加入討論組，討論實(shí)驗(yàn)過程中的缺陷和出現(xiàn)的問題。

除此之外，為了確保學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前能夠了解集成電路制造工藝流程或封裝技術(shù)，通過在線技術(shù)提供集成電路制造和封裝的視頻材料，讓學(xué)生隨時(shí)隨地消化吸收集成電路相關(guān)技術(shù)帶來的困惑，從而幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)。

2.3 實(shí)踐教學(xué)模式的改進(jìn)

在教學(xué)過程中必須將學(xué)生的理論水平轉(zhuǎn)化為實(shí)際解決問題的能力，通過項(xiàng)目引導(dǎo)的實(shí)踐教學(xué)可以有效地解決這個(gè)問題。

集成電路原理的理論教學(xué)是將MOS/雙極邏輯(數(shù)字)或模擬集成電路的基本單元結(jié)構(gòu)、工作原理及其電學(xué)特性進(jìn)行逐個(gè)講解。這種講解的好處是使得初學(xué)者能夠清晰地明白各個(gè)部分的概念內(nèi)涵，但學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生會(huì)困惑怎樣才能將各個(gè)部分有機(jī)地組織起來，形成現(xiàn)實(shí)中的各個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用或產(chǎn)品。為了解決這個(gè)問題，引入了項(xiàng)目教學(xué)，項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)借助于在線方式引入項(xiàng)目工程的情境，使得學(xué)生清楚了解理論的具體應(yīng)用，并借助于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)形成項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力；在實(shí)踐教學(xué)中同樣可以借助于在線方式工程師解惑與學(xué)生形成聯(lián)動(dòng)，幫助學(xué)生組合知識，仿真設(shè)計(jì)，形成產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力。

另外，利用在線方式為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供錄像視頻，讓學(xué)生不會(huì)錯(cuò)過實(shí)驗(yàn)的步驟，保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中跟得上、弄得懂。從而解決大班實(shí)驗(yàn)中進(jìn)度不一致的問題。

3 采用在線混合集成電路原理教學(xué)效果調(diào)研

為了證明采用集成電路原理在線混合式教學(xué)方式的效果，我們對微電子專業(yè)2014級學(xué)生進(jìn)行該門課程期末的混合式教學(xué)問卷調(diào)查。

通過對該班學(xué)生的問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)：喜歡線上線下混合式教學(xué)模式比例達(dá)到59.37%，單純的線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式為12.51%，線下為28.12%。結(jié)果表明采用線上線下的混合方式，將二者的優(yōu)點(diǎn)融合在一起，不僅給學(xué)生耳目一新的感覺，而且刺激了學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望和動(dòng)機(jī)，激發(fā)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

對于線上泛雅視頻、文字、圖片、動(dòng)畫等學(xué)生反映效果很好，達(dá)到56.26%，持有否定意見的為15.62%，表明在線平臺提供的資料得到絕大部分學(xué)生的認(rèn)可。學(xué)生除了在課上進(jìn)行學(xué)習(xí)以外，在線上也進(jìn)行資源檢索[6]、學(xué)習(xí)導(dǎo)航、學(xué)習(xí)記錄，通過本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)：感覺良好的占56.25%，不確定為31.25%，剩下12.50%為否定態(tài)度。

我們還對平臺上的課程信息和內(nèi)容豐富程度進(jìn)行了調(diào)查，68.75%的學(xué)生認(rèn)為信息量大、內(nèi)容豐富；只有6.25%的學(xué)生持否定態(tài)度，剩下的為不確定。在此基礎(chǔ)上我們進(jìn)行了細(xì)分，讓學(xué)生提出哪些資源內(nèi)容對他的幫助較大， 75%的學(xué)生認(rèn)為是教學(xué)課件，59.37%的學(xué)生認(rèn)為是微課，50%的學(xué)生認(rèn)為是練習(xí)，37.5%的學(xué)生認(rèn)為是任務(wù)書，21.87% 的學(xué)生認(rèn)為是討論，12.5%的學(xué)生認(rèn)為是問答。

采用線上線下的混合式教學(xué)，如果學(xué)生仍然很少光顧線上的泛雅平臺，主要的原因是：平臺內(nèi)容更新較慢，占56.25%；平臺資源不夠豐富，占43.75%；平臺師生交互不多，占37.5%；學(xué)習(xí)太忙，沒時(shí)間，占28.12%。這表明為了實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)的效果，除了線下的課題教學(xué)外，還應(yīng)該不斷強(qiáng)化線上平臺資源的管理。

4 結(jié)語

混合式教學(xué)是在當(dāng)前的信息技術(shù)的潮流下，使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助教學(xué)的教學(xué)方式，既克服了傳統(tǒng)教學(xué)的缺點(diǎn)，又提高了教學(xué)效果和質(zhì)量。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，混合式教學(xué)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，其教學(xué)效果直接體現(xiàn)在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)造能力上。課程應(yīng)用推廣的實(shí)踐證明，混合式教學(xué)更加注重學(xué)生的自主性、內(nèi)容更豐富、滿足學(xué)業(yè)要求與學(xué)生興趣。