羅桂娥 劉獻(xiàn)如

[摘 要]隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的來臨，傳統(tǒng)課堂教學(xué)已無法適應(yīng)信息化時(shí)代知識(shí)的傳授需求。文章以模擬電子技術(shù)課程為例，從課程特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題出發(fā)，對(duì)基于“MOOC+SPOC”平臺(tái)的混合式教學(xué)模式的構(gòu)架、課程思政、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)、考核方式、實(shí)踐心得等進(jìn)行了研究與實(shí)踐。以期踐行以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，培養(yǎng)和提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、協(xié)同學(xué)習(xí)能力以及實(shí)踐應(yīng)用能力。

[關(guān)鍵詞]MOOC;SPOC;混合式教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;以學(xué)生為中心

[基金項(xiàng)目]2019年湖南省教改立項(xiàng)“基于MOOC+SPOC平臺(tái)的模擬電子技術(shù)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐”（2019jy010）

[作者簡(jiǎn)介]羅桂娥（1962—），女，湖南株洲人，工學(xué)博士，中南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授，主要從事智能儀器與虛擬儀器、電路綜合設(shè)計(jì)、數(shù)字圖像信號(hào)處理研究;劉獻(xiàn)如（1977—），女，湖南婁底人，工學(xué)博士，中南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院副教授，主要從事模式識(shí)別及圖像處理研究。

[中圖分類號(hào)] G642[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）27-0194-03[收稿日期] 2020-02-25

一、引言

基于“MOOC+SPOC”平臺(tái)的混合式教學(xué)既是踐行“以學(xué)生為中心”教育改革的一種有效方法，更是提高創(chuàng)新人才實(shí)踐應(yīng)用能力的關(guān)鍵。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的來臨，傳統(tǒng)大學(xué)課堂教學(xué)已無法適應(yīng)信息化時(shí)代知識(shí)的傳授需求，MOOC+SPOC的教學(xué)模式正是教育信息化典型的代表，它使得基于“MOOC+SPOC”的翻轉(zhuǎn)課堂+混合式教學(xué)在當(dāng)下變得切實(shí)可行。文章以，模擬電子技術(shù)課程為例，介紹基于“MOOC+SPOC”平臺(tái)的混合式教學(xué)的研究與實(shí)踐情況。

二、課程特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

模擬電子技術(shù)是電類及偏電類專業(yè)一門技術(shù)基礎(chǔ)主干課程。它是一門研究電子器件及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，執(zhí)行著與現(xiàn)實(shí)世界的物理信號(hào)相對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)的產(chǎn)生、變換、放大、處理等功能，是現(xiàn)實(shí)物理世界與計(jì)算機(jī)（或數(shù)字系統(tǒng)）聯(lián)系的“橋梁”。其核心是半導(dǎo)體二極管、雙極型晶體管三極管、場(chǎng)效應(yīng)管和集成運(yùn)算放大器等各種器件的工作原理及由此組成的各種應(yīng)用電路的分析。其特點(diǎn)如下：①課程涵蓋的功能電路的類型很多且直面工程應(yīng)用，不同功能的模擬電路性能不同，分析方法也不同;②基本概念抽象、內(nèi)部機(jī)理復(fù)雜、工程實(shí)踐性強(qiáng)、線性與非線性共存、交直流共存[1];③學(xué)時(shí)數(shù)少、覆蓋面廣。由于學(xué)時(shí)受限，課程設(shè)置中對(duì)部分概念的推導(dǎo)過程和物理原理不做要求，但課程內(nèi)容既強(qiáng)調(diào)理論的系統(tǒng)性，又強(qiáng)調(diào)概念的物理意義。這些都給該課程的初學(xué)者帶來了很大的困惑和難度，使之感到既抓不住這門課程的重點(diǎn)，又不知如何突破這門課的難點(diǎn)，常有老師不好教、學(xué)生學(xué)不好的尷尬。因此學(xué)生將這門課程戲稱為“魔鬼”電子學(xué)。

在目前高校普遍壓縮學(xué)時(shí)的大背景下，采用傳統(tǒng)的“以教師為中心”的課堂傳授教學(xué)模式，完成知識(shí)的傳授都略顯緊張，更不要說提高學(xué)生的綜合能力及創(chuàng)新應(yīng)用能力。另外，傳統(tǒng)教學(xué)在課程教學(xué)體系建設(shè)上存在諸多的問題，如：上課模式單一、教學(xué)手段單一、注重成績(jī)等。其中，以分?jǐn)?shù)作為衡量學(xué)生學(xué)習(xí)能力的主要標(biāo)準(zhǔn)這一問題，忽略了對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，顯然，以“教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式已無法適應(yīng)學(xué)生的發(fā)展要求。

三、混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

（一）混合式教學(xué)模式的構(gòu)架

中南大學(xué)模擬電子技術(shù)MOOC在中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)站已經(jīng)開啟第四期[2]，學(xué)校的SPOC也已經(jīng)開啟第三期。各類共享資源經(jīng)過前期建設(shè)已經(jīng)能夠滿足學(xué)生的線上學(xué)習(xí)需求，可以為學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師在課前、課上、課后的教學(xué)活動(dòng)建立溝通紐帶，從而真正實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的多環(huán)境融合、多終端接入，進(jìn)而為構(gòu)建全面協(xié)作式的線上與線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式奠定了基礎(chǔ)。

從2018年開始，針對(duì)學(xué)生普遍反映課程難學(xué)、教師也感到課程難教的問題，結(jié)合省級(jí)教改課題，我們開展了基于慕課的線上線下混合式模擬電子技術(shù)課堂教學(xué)改革，形成了較成熟的以學(xué)生為中心、建制班、課堂時(shí)數(shù)不變、“課前線上自學(xué)+線下課堂的知識(shí)重點(diǎn)難點(diǎn)解析+課后項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的三層次混合式教學(xué)新模式，如圖1所示。

（二）混合模式下教學(xué)過程的組織

根據(jù)人才培養(yǎng)需求，結(jié)合課程特點(diǎn)，無論是MOOC建設(shè)，還是教材建設(shè)，我們都要從半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，以“器件—電路—應(yīng)用”為主線，“兼顧分立，面向集成”來組織教學(xué)內(nèi)容;注重知識(shí)的關(guān)聯(lián)性，將知識(shí)點(diǎn)串成知識(shí)鏈，并且通過“問題引導(dǎo)—問題分析—問題解決—?dú)w納總結(jié)”的思路進(jìn)行教學(xué)，力求讓學(xué)生易懂易學(xué)。

線上利用MOOC通過“視頻導(dǎo)學(xué)+初步自學(xué)+互動(dòng)討論+階段檢測(cè)”來完成課前預(yù)習(xí)及課后的鞏固提高;線下重組教學(xué)內(nèi)容，梳理知識(shí)體系，通過問題引導(dǎo)、啟發(fā)式精講、互動(dòng)教學(xué)完成課程的高階性;利用SPOC結(jié)合慕課堂App實(shí)現(xiàn)線上與線下的關(guān)聯(lián)與掌控，完成學(xué)情分析與統(tǒng)計(jì);利用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)做引導(dǎo)，通過協(xié)作學(xué)習(xí)，強(qiáng)化過程實(shí)踐能力、應(yīng)用能力，體現(xiàn)創(chuàng)新性與探究性。

混合式教學(xué)主要引發(fā)了以下幾方面的課程變化。

1.教學(xué)內(nèi)容更新。根據(jù)教學(xué)大綱，模擬電子技術(shù)涵蓋常用半導(dǎo)體器件、基本放大電路、模擬集成電路基礎(chǔ)、負(fù)反饋放大電路、信號(hào)的運(yùn)算與處理電路、波形產(chǎn)生與信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、直流穩(wěn)壓電源共7章教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教材及MOOC視頻的情況重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，線上MOOC自學(xué)內(nèi)容側(cè)重章節(jié)導(dǎo)讀、基本概念、基本原理、基本分析方法的講授;線下精講內(nèi)容重點(diǎn)體現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用與遷移，深層次問題的研討，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力與素養(yǎng)，將例題講授與工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行工程案例分析，為后續(xù)專業(yè)課程做好鋪墊，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

2.增加課程難度。在每堂課程結(jié)束后，教師利用“慕課堂”平臺(tái)拋出與下堂課相關(guān)的1—2個(gè)討論題，要求學(xué)生先在網(wǎng)上討論，還要求學(xué)生把討論結(jié)果或網(wǎng)上討論解決不了的疑問以及個(gè)人在自學(xué)中遇到的難題帶到實(shí)體課堂進(jìn)行深入的討論，最后教師點(diǎn)評(píng)或解析;每堂課前利用“慕課堂”平臺(tái)對(duì)前一堂課的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試，利用手機(jī)投屏及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)解決問題;將每班學(xué)生分組引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生盡早接觸工程實(shí)際，學(xué)以致用，提高工程實(shí)踐能力。

3.拓展課程深度。在線下課堂，每章課開頭，教師以問題為驅(qū)動(dòng)，通過問題啟發(fā)式學(xué)習(xí)，層層遞進(jìn)，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí);及時(shí)更新線上延拓資源，增加學(xué)科前沿新知識(shí)，推廣計(jì)算機(jī)輔助電路分析方法，拓展與全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽相關(guān)的模擬電路知識(shí)。

四、混合式教學(xué)模式下的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）課程思政設(shè)計(jì)

課程思政設(shè)計(jì)如下：①立足模擬電子技術(shù)的基本理論、方法及視野，結(jié)合電子器件（二極管、三極管、集成電路等）的諾貝爾獎(jiǎng)發(fā)明以及電子器件發(fā)展歷程，弘揚(yáng)不畏艱難、勇于探索的科學(xué)精神，引導(dǎo)學(xué)生樹立高遠(yuǎn)志向，歷練學(xué)生敢于擔(dān)當(dāng)、不懈奮斗的精神，激發(fā)學(xué)生科學(xué)報(bào)國(guó)的愛國(guó)情懷;②結(jié)合模擬電子技術(shù)的應(yīng)用，如在網(wǎng)絡(luò)通信、航空航天、消費(fèi)類電子，特別是在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例等，激發(fā)學(xué)生的求知欲望及民族自豪感等積極情感;③結(jié)合器件、電路、器件與電路相結(jié)合的應(yīng)用系統(tǒng)，如擴(kuò)音機(jī)系統(tǒng)、信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源，乃至全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的賽題等，引導(dǎo)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、學(xué)以致用、自主創(chuàng)新，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到其所掌握的技術(shù)可以為人類造福、為社會(huì)服務(wù)，提高學(xué)生的責(zé)任感與使命感，從而端正自身的人生價(jià)值，把個(gè)人價(jià)值與社會(huì)價(jià)值結(jié)合起來，利用技術(shù)，不斷求實(shí)創(chuàng)新，為社會(huì)多做貢獻(xiàn);④充分挖掘模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容中所蘊(yùn)含的辯證唯物主義思想，有機(jī)結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)思維，形成正確的世界觀和方法論，提高辯證思維的能力。

（二）教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

通過本課程學(xué)習(xí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，并達(dá)到如下教學(xué)目標(biāo)：

1.知識(shí)目標(biāo)。在了解半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握放大電路中各種基本單元電路（包括三極管單管放大電路、場(chǎng)效應(yīng)管單管放大電路、多級(jí)放大電路、功率放大電路、雙入差動(dòng)放大電路等），負(fù)反饋放大電路，信號(hào)運(yùn)算電路（包括比例、求和、積分等基本運(yùn)算電路，模擬乘法器及其應(yīng)用），電壓比較器，正弦波與非正弦波產(chǎn)生電路，信號(hào)處理電路，信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，直流電源等低頻電子線路電路的工作原理、分析方法和設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)。掌握模擬電子技術(shù)的基本理論、基本分析方法與基本技能，增強(qiáng)學(xué)生的觀察能力、知識(shí)的歸納與推理能力，“舉一反三”能力;初步具備利用新手段、新方法探索實(shí)際工程中模擬電路的求解能力，自主知識(shí)運(yùn)用能力，將知識(shí)點(diǎn)串成知識(shí)鏈的能力，理論聯(lián)系實(shí)際能力，復(fù)雜模擬電路的分析能力。具備模擬電路的初步設(shè)計(jì)能力及簡(jiǎn)單模擬電路的應(yīng)用開發(fā)能力，具有一定的團(tuán)隊(duì)合作能力，并善于通過溝通交流解決應(yīng)用開發(fā)中出現(xiàn)的問題。

3.素質(zhì)目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、電子愛好、工程素養(yǎng)及使用批判性思維方法等良好習(xí)慣;結(jié)合器件的發(fā)明了解電子技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史，正確理解電子技術(shù)對(duì)推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的巨大作用，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情操及人文情懷;通過工程項(xiàng)目實(shí)例的分析講解，明確正確的價(jià)值觀、人生觀對(duì)于工程與科研工作者的重要性，培養(yǎng)不斷求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)。將全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與課程的知識(shí)點(diǎn)緊密結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的自主探索創(chuàng)新品質(zhì)及團(tuán)隊(duì)合作精神;通過章節(jié)導(dǎo)學(xué)，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和知識(shí)自主應(yīng)用能力，形成不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的素質(zhì)。

（三）教學(xué)方法設(shè)計(jì)

以學(xué)生為中心，以提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、實(shí)現(xiàn)課堂有效性為目標(biāo)。以建制班為單位，課堂時(shí)數(shù)不變，MOOC做信息化學(xué)習(xí)環(huán)境營(yíng)造的基礎(chǔ)，以過程考核為抓手，采用基于“啟發(fā)引導(dǎo)+互動(dòng)教學(xué)”貫穿始終的教學(xué)模式[3]，進(jìn)行模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)。課堂上教師以問題做驅(qū)動(dòng)，注重知識(shí)的關(guān)聯(lián)性，將知識(shí)點(diǎn)串成知識(shí)鏈，通過“問題引導(dǎo)—問題分析—問題解決—?dú)w納總結(jié)”，力求讓課程易懂易學(xué);并運(yùn)用“慕課堂”App掌控，將實(shí)體課堂與慕課平臺(tái)聯(lián)系起來，對(duì)于疑難問題則組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，師生、生生進(jìn)行互動(dòng)，然后教師解析或組織課堂練習(xí);項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)專題討論由小組陳述、全班辯論和教師點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié)組成。

以問題為導(dǎo)向，發(fā)揮教師的引領(lǐng)作用，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程重點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開深入研討。利用引導(dǎo)式、案例式、類比歸納等教學(xué)方法來闡釋重點(diǎn)、破解難點(diǎn);通過直面工程應(yīng)用及知識(shí)點(diǎn)的連接性的引導(dǎo)、仿真案例拓展等來增強(qiáng)解決復(fù)雜問題的綜合能力。充分挖掘模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容中所蘊(yùn)含的辯證唯物主義思想，有機(jī)結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)思維，形成正確的世界觀和方法論，提高辯證思維的能力。

（四）混合式教學(xué)模式的考核方式

混合式教學(xué)模式的考核方式采用多層次考核機(jī)制，加大過程監(jiān)控力度，總評(píng)成績(jī)=過程考核成績(jī)×50%+期末考試成績(jī)×50%，具體分布見圖2。

五、實(shí)踐心得

模擬電子技術(shù)混合式教學(xué)模式的打造，是信息時(shí)代及工程背景下如何開展以學(xué)生為中心的教學(xué)模式的一種改革與探索。對(duì)于國(guó)內(nèi)同類和校內(nèi)相近課程的改革，均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和示范推廣作用。

1.教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)從以“教”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變，從“傳授”模式向“學(xué)習(xí)”模式轉(zhuǎn)變，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)將大大改觀。

2.線上教學(xué)與線下課堂的結(jié)合，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握更加寬廣深厚。先通過慕課自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握了基本知識(shí)點(diǎn);然后通過線下實(shí)際課堂，在基本知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論，知識(shí)得到延伸。同時(shí)線上MOOC的拓展資源為學(xué)有潛力的學(xué)生提供了更加高階的舞臺(tái)，使學(xué)生具有更寬廣深厚的理論基礎(chǔ)。

3.“線上教學(xué)+線下課堂+項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的混合式翻轉(zhuǎn)課堂是提高創(chuàng)新人才實(shí)踐應(yīng)用能力的關(guān)鍵，推動(dòng)了學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)了與工程認(rèn)證接軌。通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)使學(xué)生對(duì)元器件選型、電路綜合設(shè)計(jì)、電路仿真、電路的調(diào)試、儀器儀表的初步使用等工程實(shí)踐能力得到提高;使學(xué)生自覺將知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為知識(shí)鏈，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、自主學(xué)習(xí)能力、知識(shí)的綜合應(yīng)用能力;使學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神進(jìn)一步加強(qiáng)。

4.以課程團(tuán)隊(duì)的形式來參與混合式教學(xué)模式改革與實(shí)踐，利于調(diào)動(dòng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的積極性和提高教學(xué)效果。開放式、探究式對(duì)教師提出了更高要求，多層次考核機(jī)制，有助于學(xué)生的成長(zhǎng)，也有助于因材施教，還有助于培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力，有助于促進(jìn)學(xué)生多方面的發(fā)展?；旌鲜浇虒W(xué)模式的實(shí)施促進(jìn)了教學(xué)團(tuán)隊(duì)和學(xué)生得到共同成長(zhǎng)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的全面提高。

參考文獻(xiàn)

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