电路分析基础实验混合式教学模式探索与实践

李晓冬　李淑明

[摘 要]课题组分析了电路分析基础实验课程教学的现状，针对传统教学模式中存在的问题，根据该课程特点，探索构建了线上线下教学有机融合的混合式教学模式。实践证明，新的教学模式能够有效提升实验教学质量。

[关键词]电路分析基础实验;线上线下;混合式教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）07-0112-04

电路分析基础实验是我校电子信息、自动化、电气工程等专业学生接触的第一门专业基础实验必修课。作为理论课的延伸与拓展，该课程旨在帮助学生巩固并加深对所学理论知识的理解，熟悉各种常用仪器的正确使用方法，了解各类常用元器件的识别测试手段，掌握基本电路的测量、分析方法，在此基础上增强实践操作能力，提升科学素养。其教学效果的好坏直接影响到模拟电子技术实验、数字电路实验等后继实验课程的开设[1]。

一、传统电路分析基础实验教学存在的问题

（一）课外教学环节缺乏及时有效的引导、监督、反馈机制，学生课外学习效果较差，直接影响课堂教学

课外教学环节是传统电路分析基础实验教学的盲区。我校该课程开设的对象为大一学生，他们的自学能力普遍较弱，学习动力不足，再加上缺乏引导、监督，课前预习、课后复习的质量较差。然而，教师却不能实时了解学生在课外的学习状况和效果，对于惰性厌学的学生不能及时介入加以警示，对于苦学无效的学生不能及时答疑解惑，对于学有余力的学生不能及时引导帮助其提升，这些问题带到课堂上对课堂教学活动的顺利开展造成了较大影响。

（二）课堂教学环节以教师为中心，讲授演示时间偏多，学生动手实验的时间偏少，实验过程重模仿轻探索

我校电路分析基础实验的总学时仅为16学时，学时偏少。教学内容中属于记忆性质的浅层知识较多，诸如常用仪器的操作使用方法、各种元器件的识别及其特性测量、每个实验项目的注意事项等，教师都需要花费不少时间讲解演示，剩余时间很难组织起有效的研究活动，学生只能亦步亦趋，跟着教师机械地模仿完成，学生的创新精神和工程實践能力得不到发展。

（三）考核评价偏重终结性评价，形成性评价比例偏低

传统的实验教学成绩评价以期末考试这样的终结性评价为主[2]，虽然也有平时成绩这种名义上的形成性评价，但能够及时提供有诊断性、反馈性的形成性评价[3-4]数据的其实不多。教师们更关心的是类似“在某一次实验前，有多大比例的学生按照要求完成了预习内容？他们各自花了多少时间在这件事情上？预习效果如何？哪些知识点预习效果比较差？课后复习有什么疑问？对本次实验内容的掌握程度如何？有哪些需要改进的地方？”这些能够精确描述个人及群体在日常的学习过程中表现出的学习行为及其学习效果的数据，然而这些数据在传统实验教学中难以量化统计 [5]。

二、混合式教学的内涵及优势

混合式教学是将传统的线下课堂教学与线上网络教学有机融合后形成的新的先进的教学模式[6-7]：学生首先在线上网络教学环境中利用教师精心制作的教学资源进行自主学习，完成线上学习任务及测验，随后再进入线下实体课堂与老师、同学通过协作探究进行深度学习，最后回到线上进行巩固、拓展。依托“互联网+教育”，混合式教学既突破了传统教学模式受到的时间与空间的限制[8]，又解决了纯网络教学中师生分离严重的问题[9]，将教学活动从单一的传统课堂延伸到课外，有利于激发学生主动扩展有效学习时间，协助教师和学生改变自身角色，使教师从单纯的“知识传递者”转变为学生学习过程中的“策划组织者、监督引导者”;使学生从被动的“知识接收者”转变为主动的“知识获取者”甚至是“知识的发现者”[10]。

三、电路分析基础实验混合式教学模式的设计

针对传统电路分析基础实验教学模式中存在的问题，结合混合式教学的特点，我们对教学组织环节和评价体系进行了重新设计。

（一）教学组织环节的设计

实验课程设计为 “课前导学”“课堂研学”“课后助学”三个教学环节。如图1所示。

在“课前导学”环节，教师将实验所用面包板和元器件提前发放给学生，并根据教学大纲和教学目标，在线上发布教学视频、电子课件、预习思考题等课前学习资源和任务。学生可在课前自由选择时间、地点学习并搭建电路，完成学习任务后将搭建的电路以视频或照片形式上传到线上由教师评价打分，最后通过线上预习测验检查预习效果，测验成绩由系统自动评判。在此环节中，系统记录着每一个学生的学习参与度及学习效果，包括每一份教学视频、电子课件的观看时间、次数、先后顺序，课前电路搭建任务完成情况，测验成绩等，并实时向教师和所有学生公布。教师可根据反馈的信息为接下来的课堂教学环节做出必要的调整，也可通过QQ群向学生答疑解惑，督促部分后进学生及时完成课前预习任务;学生则能通过线上预习测验、教师评价、班级同学的学习情况、QQ群上的师生和生生交流，了解自身学习问题，提升预习质量。

在“课堂研学”环节，教师首先根据学生在“课前导学”环节暴露的问题进行有针对性的授课与辅导，引导学生完成基本实验电路的测试任务。由于大部分浅层教学内容已经迁移到课前完成，教师可以抽出更多的时间开展课堂研讨等深度教学活动。例如，在直流电路实验中，组织学生讨论研究叠加定理、基尔霍夫定律、戴维南定理的适用条件，并引导他们自主设计实验，通过实验证明自己的推测;在动态电路实验中向学生展示RC电路的滤波特性，带领他们利用RC电路设计一个简单的低通或高通滤波器;在正弦电路实验中，与学生共同探讨利用所学知识测量未知电容、电感大小的方法;在谐振电路实验中，与学生一起研究谐振电路的升压特性，了解其在升压电路、无线充电场合中的应用。

在“课后助学”环节，学生根据实验内容完成实验报告的撰写，再回到线上完成课后小测验，检验其对本次实验知识点的掌握程度，然后依照个人能力和兴趣，自由选择学习线上发布的课外拓展知识或选做实验。选做实验由学生自主设计测量步骤，完成数据测量，相关内容以视频、图片的形式自行上传到线上且面向班级所有人公开展示，教师、学生自己及其他同学均可参与评价打分。在此环节，学生线上的学习行为和评价仍由线上系统自动记录，教师、学生仍然通过QQ群进行沟通交流。

（二）评价体系的设计

为了客观、全面、及时地评价学生在整个学习过程中的表现和效果，为教师提供有诊断性的数据，有效激励学生，我们对原有评价体系进行了完善与扩展。在考虑可操作性的前提下，适当增加了形成性评价项目比重，具体内容见表1，主要增加了学生线上学习的参与度、课前与课后线上测验、应用创新能力等评价项目。评价方式上除了传统的教师评价，还引入了线上系统自动评判、学生自评与互评。考虑到学生能力和评价的公正性，学生自评与互评所占比例不宜过高，在应用创新能力项目中，自评占20%，互评占10%，70%的评价成绩仍由教师把控。同时，整个评价内容必须在第一次实验课上向学生公布，评价过程及数据要保证实时性和透明性，教师和学生能够随时随地查看评价数据，为教与学的及时反馈和调整提供数据支撑。

四、电路分析基础实验混合式教学模式的实践与效果

我们于2017～2018学年第2学期随机选择了我校电气工程、自动化、电子信息、生物医学工程四个专业2017级部分班级135名学生开展了试点教学。线上教学平台选用的是蓝墨云班课，这是一款优秀的免费移动教学APP，具有丰富的功能。利用该软件，教师可以便捷地管理自己的实验课程，实现在线发布教学视频、课件，布置批改作业，推送测验，组织讨论，自评与互评等线上教学活动，如图2所示。蓝墨云班课还能自动跟踪记录学生在线上的学习行为、学习成效，为考核评价提供数据支撑，所有的统计数据对教师和学生实行双向透明，方便师生利用反馈数据诊断教与学过程中遇到的共性或个性问题，以及时调整教学策略，如图3所示。同时，我们还建立了教学交流QQ群，作为课外教学环节的沟通渠道。

在整个教学实施过程中，可以感受到试点班学生学习积极性与学习质量都明显高于采用传统教学模式的平行班学生。学期结束后我们向试点班135名学生发放了问卷调查，回收有效问卷126份，占93.3%。在有效问卷中，79.4%的学生认同新的教学模式，认为该模式能够有效地激励自己进行有针对性的主动学习;91.3%的学生对基于QQ群的教学互动交流方式持欢迎态度;80.2%的学生对评价体系较为满意。同时，我们还对试点班与平行班的期终考试成绩进行了对比，如图4所示，可以看到，各专业试点班的成绩均显著高于平行班，总体平均成绩提升9.6%，具体各专业成绩提升比例分别为：电气工程专业7.9%，电子信息专业15.9%，自动化专业9.5%，生物医学工程专业5.2%。

实践表明，实验类课程引入混合式教学模式有助于培养学生主动学习能力，降低教师重复性教学劳动量，增进师生交流互动，提升实验教学质量，为实现传统实验课程“以教师为中心”的教学模式向“以学生为中心”的教学模式转变提供了新的思路和解决途径。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王静，邢冰冰，罗文，等.电路分析实验教学改革的实施[J].实验技术与管理， 2009（9）：131-134.

[2] 张浩军.论基于形成性评价的高校课程考核方法改革[J].大学教育，2018（7）：180-182.

[3] 罗珊，张海涛，杨元.基于形成性評价的“电工学”考核改革[J].电气电子教学学报， 2014（2）：5-6.

[4] 吴昌提，林菊芳，陈宁红.国内外形成性评价述评——兼评开放教育形成性考核十年[J]. 现代远距离教育， 2009（3）：66-69.

[5] 李景奇，卞艺杰，方征.基于BKT模型的网络教学跟踪评价研究[J].现代远程教育研究，2018（5）：104-112.

[6] 何克抗.从Blending Learning看教育技术理论的新发展（上）[J].电化教育研究，2004（3）：1-6.

[7] 陈群力，马灵筠，万学东，王梅林.体现Blending Learning教育思想的几种新型教学模式解析——“双创”对教学改革提出的挑战[J].大学教育，2018（9）：196-199.

[8] 王勇莉，于歆杰.面向新工科的电路在线开放课程群建设及应用浅析[J].课程教育研究，2017（40）：238-239.

[9] 兰莹莹. “互联网+”给高等教育教学改革带来的机遇和挑战[J].大学教育，2018（5）：37-39.

[10] 李志义.解析工程教育专业认证的学生中心理念[J].中国高等教育，2014（21）：19-22.

[责任编辑：钟 岚]