郝華麗

【摘要】線上線下混合式教學(xué)模式是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其將線上資源和線下課堂有機結(jié)合起來，是提升教學(xué)效果的有效手段。本文以《半導(dǎo)體物理與器件》課程為例，分析課程目前存在現(xiàn)狀，針對存在問題從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)資源庫建設(shè)、線上線下混合式教學(xué)實施過程、課程考核方式等方面進行了探究與實踐。

【關(guān)鍵詞】線上線下;內(nèi)容設(shè)計;資源庫建設(shè);教學(xué)實施;課程考核

【基金項目】黃淮學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目（2019XJGLX0136、2019XJGLX0103）;黃淮學(xué)院青年骨干教師資助計劃.

中圖分類號：G212? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.17.090

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)如何更好地融入到教學(xué)中，打破傳統(tǒng)的以教師為主體的教學(xué)模式，發(fā)展為以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，越來越受到人們的關(guān)注。我國《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》指出：教育信息化的發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心。線上線下混合式教學(xué)是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的提升，需要教師在學(xué)情分析、課程設(shè)計、考核評價等教學(xué)環(huán)節(jié)，充分利用線上教學(xué)和課堂教學(xué)的優(yōu)勢，轉(zhuǎn)變教育理念、改變教學(xué)方法、更新學(xué)生認知，從而全而提升課堂教學(xué)效果?！栋雽?dǎo)體物理與器件》是相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。如果以傳統(tǒng)的教師講授為主，無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，學(xué)生參與度不高，教學(xué)難以達到預(yù)期效果。近年來，針對課程現(xiàn)狀，課題組對課程進行教學(xué)改革和實踐，重新設(shè)計和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，借助超星學(xué)習(xí)通建設(shè)課程資源，采用以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，利用線上線下混合式教學(xué)模式，改革考核方式，取得了較好的效果。

1. 課程現(xiàn)狀分析

1.1 內(nèi)容較陳舊，理論知識繁多，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性不高

該課程理論較為深奧、知識點多、涉及范圍廣、理論推導(dǎo)復(fù)雜、學(xué)科性很強，對于學(xué)生的數(shù)學(xué)物理的基礎(chǔ)要求較高。因而現(xiàn)行的教材特點及傳統(tǒng)教學(xué)方式大都強調(diào)繁瑣的理論推導(dǎo)，容易使學(xué)生陷入“只見樹木，不見森林”的境地，在茫茫的公式海洋中逐步喪失學(xué)習(xí)興趣，影響了課程的教學(xué)質(zhì)量。此外，半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展非常迅速，新的理論和研究成果不斷呈現(xiàn)，知識更新快、學(xué)科交叉更深入，因此教師很難在有限的授課時間里覆蓋所有內(nèi)容。而此時學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和探究問題的能力就變得更加重要，但是由于該課程概念多、理論深、公式復(fù)雜，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性不高。

1.2 注重理論知識講授，學(xué)生解決實際問題的能力不足

目前半導(dǎo)體物理與器件課程的教學(xué)過程以理論講授為主，主要講解基本物理概念和理論，缺乏與實踐結(jié)合的綜合性案例分析來指導(dǎo)學(xué)生進行工程實踐。雖然課題組已在整個半導(dǎo)體物理與器件的教學(xué)過程引入了研究性學(xué)習(xí)的思想，將科研中涉及半導(dǎo)體物理與器件的主要知識點融入教學(xué)中，但學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論知識解決器件設(shè)計與應(yīng)用問題的能力還不夠。學(xué)生還需在老師的指導(dǎo)下進一步進行實踐和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練，提高工程設(shè)計意識和綜合工程設(shè)計的能力。

1.3 教學(xué)模式較為單一

目前，“半導(dǎo)體物理與器件”課程主要采用傳統(tǒng)的教師講授為主的教學(xué)模式，并且該課程理論性較強，公式繁多，微觀物理現(xiàn)象抽象難懂，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。長期采用這種教學(xué)方法，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新能力。

2. 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

傳統(tǒng)的“半導(dǎo)體物理與器件”課程內(nèi)容大多是先介紹半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識，之后分別是PN結(jié)機理與特性，雙極型晶體管與MOS場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理、直流特性、頻率特性、功率特性和開關(guān)特性，半導(dǎo)體器件制備技術(shù)等內(nèi)容。課題組從應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)出發(fā)，以學(xué)生發(fā)展為中心，落實教育部提出的“金課”標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實際需求，打破原來純粹理論知識內(nèi)容的思想，提出基于應(yīng)用導(dǎo)向的“半導(dǎo)體物理與器件”的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計。教學(xué)內(nèi)容要能夠提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度、提高教學(xué)質(zhì)量，依據(jù)該理念，將教材內(nèi)容設(shè)計五個單元，分別是二極管、三極管、MOS場效應(yīng)管、其他常用半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體發(fā)展前沿。每一個單元內(nèi)容都是基于實際應(yīng)用為導(dǎo)向，首先是應(yīng)用案例、任務(wù)驅(qū)動、情境展現(xiàn)。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)能及時反映新的技術(shù)進展，涵蓋應(yīng)用中的基本概念及主要內(nèi)容，每部分內(nèi)容要有與應(yīng)用緊密結(jié)合的相應(yīng)設(shè)計實例。對于每一種常用器件特性及其物理機理，倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)軟件進行模擬仿真，從而提升學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度和挑戰(zhàn)度。

在進行線上線下混合式教學(xué)內(nèi)容設(shè)計時，將課程知識點進行細化，按難度區(qū)分為識記類、應(yīng)用類、理解類三個層次。結(jié)合線上與線下模式在專業(yè)課教學(xué)中的優(yōu)勢及特點，對不同層次知識點分別采用線上自主學(xué)習(xí)+線下研討交流等模式，有效運用網(wǎng)絡(luò)信息化的優(yōu)勢和便利，同時高效利用線下課堂。

3. 線上線下教學(xué)資源庫建設(shè)

線上線下混合式教學(xué)中，需要大量豐富的教學(xué)素材供學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)。以“學(xué)習(xí)通”APP作為載體，根據(jù)前述理論教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計原則，教學(xué)資源應(yīng)以知識點為基礎(chǔ)進行構(gòu)建，如知識點講解視頻、配套教學(xué)PPT、演示動畫等。設(shè)置學(xué)生自評和互動模塊，讓學(xué)生可以在自己想學(xué)的時候根據(jù)自己的時間自由學(xué)習(xí)，方便學(xué)生與老師的互動，提高半導(dǎo)體課程的教學(xué)質(zhì)量。

4. 教學(xué)實施過程

依據(jù)教學(xué)計劃，采取“以學(xué)生為中心”的6部教學(xué)法。教學(xué)過程主要分為課前、課中和課后三個教學(xué)階段。具體實施過程如下：

4.1 課前

教師通過學(xué)習(xí)通平臺發(fā)布自主學(xué)習(xí)視頻、PPT、預(yù)習(xí)任務(wù)等內(nèi)容，并進行測試和反饋。教師通過收集學(xué)生對課前自測題存在的問題，能及時了解學(xué)生對知識點的掌握情況，便于課堂教學(xué)活動的設(shè)計，使課堂教學(xué)內(nèi)容更具有針對性。同時，學(xué)生通過觀看課前視頻對課程內(nèi)容進行自學(xué)，與同伴交流增加了生生之間的互動，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

4.2 課中

4.2.1 導(dǎo)入

通過情境或任務(wù)導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。比如，在學(xué)習(xí)三極管時，通過我國航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展，可以激起學(xué)生的民族自豪感和自信心。同時，航空航天技術(shù)也離不開基本的元器件三極管，引入要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

4.2.2 重難點講解

教師根據(jù)課前學(xué)習(xí)中存在問題，課中有針對性進行重難點講解，便于學(xué)生系統(tǒng)地掌握和理解知識內(nèi)容。

4.2.3 任務(wù)實施探究

針對不同教學(xué)任務(wù)，可以采取多種教學(xué)方法，如分組討論法，同伴教學(xué)法，實驗探究法、仿真分析法等。下面分別對這幾種方法進行介紹。

分組討論法。比如，在探討三極管的判斷原則時，可以通過分組討論法來解決，學(xué)生通過小組討論與總結(jié)，分享小組討論結(jié)果，并進行小組互評，之后教師進行分析總結(jié)。在這個過程中，可以鍛煉學(xué)生團隊協(xié)作能力和歸納總結(jié)能力。

同伴教學(xué)法。該方法是使用專門設(shè)計的用于揭示學(xué)生概念錯誤和引導(dǎo)學(xué)生深入探究的概念測試題，借助計算機應(yīng)答交互系統(tǒng)或選項卡片，引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)過程，變傳統(tǒng)單一的講授為基于剖析概念的自主學(xué)習(xí)和合作探究，在大班課堂教學(xué)中能夠構(gòu)建一種學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、生生互動、師生互動的創(chuàng)新教學(xué)模式。

實驗探究法。為了探究三極管的輸入輸出特性，可以通過讓學(xué)生自主進行實驗探究分析總結(jié)，教師根據(jù)學(xué)生總結(jié)結(jié)果再進行補充。利用這種方式，不但能夠提高學(xué)生的參與度，體現(xiàn)以學(xué)生探究能力的培養(yǎng)為中心的教學(xué)理念，也能提升學(xué)生進行科學(xué)探究的能力等。

仿真分析法。對于二極管、三極管和場效應(yīng)管都可以利用multisim軟件仿真分析其特性，并能夠設(shè)計應(yīng)用電路。通過該方法，學(xué)生能夠利用工具進行仿真分析，能夠激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也能掌握一種專業(yè)技能。

4.2.4 總結(jié)分析

最后，教師根據(jù)課堂情況，對本節(jié)課內(nèi)容進行總結(jié)?？梢圆捎盟季S導(dǎo)圖方式，知識點清楚明了，重難點突出，并且知識比較系統(tǒng)，便于加強學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的理解和掌握。

4.3 課后

課后是知識的鞏固與拓展環(huán)節(jié)。根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)和任務(wù)完成情況，設(shè)定不同的課后任務(wù)。比如針對本節(jié)課知識點，設(shè)計問題了解學(xué)生對內(nèi)容的掌握情況，為下一個課堂做準(zhǔn)備。為了提升課程的深度和廣度，提升學(xué)生對知識的應(yīng)用能力，讓學(xué)生分組設(shè)計制作簡單的應(yīng)用產(chǎn)品，內(nèi)容包括：系統(tǒng)軟件設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件仿真分析、實物制作和調(diào)試，以及設(shè)計報告等。

5. 課程考核方式

本課程為考試課程。采用形成性考核、綜合性考核相結(jié)合的方式評估學(xué)生學(xué)習(xí)成效。具體要求如表1。

6. 總結(jié)

本文對《半導(dǎo)體物理與器件》課程現(xiàn)狀進行了分析，并對線上線下混合式教學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)實施過程、課程考核方式等具體問題進行了相應(yīng)的探究，為后續(xù)混合式教學(xué)的實施奠定了一定的基礎(chǔ)。

目前，由于網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的發(fā)展，混合式教學(xué)模式也必然會成為高校教學(xué)的主流趨勢，能夠改變傳統(tǒng)的以教師的教為主體的現(xiàn)狀，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生的學(xué)為主體的教學(xué)方式。通過課前下達任務(wù)，進行線上自主學(xué)習(xí)，課前測試和反饋。課中教師進行重難點講解，可采用分組討論法、同伴教學(xué)法、實驗探究法、仿真分析法、任務(wù)驅(qū)動法等方式最大程度地提升學(xué)生的參與度，能夠培養(yǎng)學(xué)生合作精神、科學(xué)探究精神等。課后是知識的鞏固和拓展，通過此環(huán)節(jié)，能夠檢驗學(xué)生對知識的掌握程度，并能提升學(xué)習(xí)的深度、廣度和挑戰(zhàn)度?？傊?，通過線上線上混合式教學(xué)模式的探究，有助于提升教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]教育部印發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》[J].中國教育信息化，2012，（08）：95-98.

[2]陳浩.基于SPOC線上線下混合式教學(xué)模式的研究與實踐-以《光電子技術(shù)》課程為例[J].在線教育教學(xué)，23：25.

[3]劉恩科，朱秉升，羅晉生.半導(dǎo)體物理學(xué)[M].北京：電子工業(yè)出版社.2008.

[4]洪學(xué)鹍.《半導(dǎo)體物理與器件》課程教學(xué)改革的若干思考[J].科技視界，159-160.